[发明专利]基于医疗显微影像的快门式自适应3D显示系统

说明书

本发明提出了一种基于医疗显微影像的快门式自适应3D显示系统，该系统中，双目相机通过分光器与手术显微镜光学系统连接，用于获取双目影像数据；控制模块用于输入控制指令；控制指令包括第一类控制指令、第二类控制指令；影像处理模块在第一类控制指令状态下，基于双目影像数据计算影像视差，并传递给双目相机进行偏移量调整；显示模块用于基于双目影像数据生成用于3D眼镜观看的显示数据并通过显示装置显示；手术显微镜光学系统可基于控制指令进行调整。本发明即保证了影像视差改变时影像处理模块能够实时的校准视差以确保观看的舒适度，又能保证影像视差不变时影像处理模块能够停止运行以保证术中的绝对安全性。

技术领域

本发明属于显微成像领域，具体涉及一种基于医疗显微影像的快门式自适应3D显示系统。

背景技术

显微镜是生命科学研究领域的一个常用设备，也广泛应用于病理学、临床医学、药理学、中药鉴定等多学科的科研及实践中。并且随着医疗水平的不断提高和日趋复杂多样的临床需求，借助于显微镜进行的精细手术、检查，以及借助于显微镜进行的教学实验越来越多。然而，显微镜下的手术精细、手术时间长、术野受限，长时间、高注意力的注视显微镜不可避免地导致医生眼睛疲劳、颈部疲劳等身心不适，轻则影响手术效果、重则导致医疗事故。同时，显微镜下的教学实验存在讲解困难，难以在讲解的过程中实现多人实时观摩，极大地降低了传授效率和学习效果。

为了降低医生术中疲劳程度，提高手术安全性，以及提高显微镜下的教学效果，研究仿人眼3D显示系统替代传统人眼通过目镜观察目标的方法就显得至关重要。然而，左右相机采集到的影像视差对仿人眼3D显示效果有很大影响，不仅会影像3D显示质量，还易导致人眼视觉疲劳。目前，通过显微镜上安装位置传感器来调整影像视差的方法需要对显微镜主体进行改造，其普适性差，并且需要对位置传感器根据显微镜主体与目标的距离进行逐点标定，其操作难度大、标定复杂。通过传统图像匹配算法调整影像视差的方法难以实现高帧率的处理速度，且易出现误匹配点，处理速度慢、鲁棒性差的问题，并且术中算法的连续运行会降低手术的安全性。因此，为了克服硬件调整影像视差普适性差、操作复杂的缺点，以及传统算法调整影像视差速度慢、鲁棒性差、安全性低的缺点，本发明提出一种基于医疗显微影像的快门式自适应3D显示系统，旨在提高显微手术中医生操作的舒适度，避免医疗事故，旨在提高显微镜下教学实验的便捷、高效度，降低传授难度。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中硬件调整影像视差普适性差、操作复杂，算法调整影像视差速度慢、鲁棒性差的问题，本发明提出了一种基于医疗显微影像的快门式自适应3D显示系统，包括手术显微镜光学系统、分光器、双目相机、控制模块、影像处理模块、显示模块；

所述双目相机通过分光器与所述手术显微镜光学系统连接，用于获取双目影像数据；

所述控制模块用于输入控制指令；所述控制指令包括第一类控制指令、第二类控制指令；

所述影像处理模块在第一类控制指令状态下，基于所述双目影像数据计算影像视差，并传递给所述双目相机进行偏移量调整；

所述显示模块用于基于所述双目影像数据生成用于3D眼镜观看的显示数据并通过显示装置显示；所述手术显微镜光学系统可基于所述控制指令进行调整。

在一些优选实施方式中，该系统还包括快门式3D眼镜；所述显示装置为快门式3D显示屏。

在一些优选实施方式中，所述控制模块为脚踏开关模块；所述脚踏开关模块包括方向脚踏键、焦距脚踏键。

在一些优选实施方式中，所述方向脚踏键包括上移、下移、左移、右移、前移、后移六个脚踏键；所述焦距脚踏键包括成像倍率放大、成像倍率缩小两个脚踏键。

在一些优选实施方式中，所述第一类控制指令包括上移、下移、成像倍率放大、成像倍率缩小；所述第二类控制指令包括左移、右移、前移、后移。