[发明专利]一种口腔种植手术增强现实导航方法和系统

说明书

本发明涉及一种口腔种植手术增强现实导航方法和系统，口腔医师通过佩戴AR眼镜后，将待导航虚拟信息以虚实结合的方式投影在AR眼镜上，以三维形式直接在术区对位显示，符合人类自然视觉信息获取习惯，口腔医师不需要在脑海中实时进行屏幕二维图像和患者口内情况的拼合，辅助口腔医师进行高精度地口腔种植手术，风险低，且无需使用种植导板、有创标志钉等，不会对患者造成损伤且不存在种植导板加工误差和体积过大等问题。

技术领域

本发明涉及口腔种植手术领域，尤其涉及基于视觉SLAM技术的口腔种植手术增强现实导航方法和系统。

背景技术

精准医疗和智能医疗是近年国际医疗设备领域的主要发展方向。过去数十年间，医疗设备上的许多重大技术突破都发生在诊断性影像学上，比如超声波、乳腺X线摄影、CT、MRI等技术的应用。这些技术让医生们能够在行医过程中更好的通过图像来诊断和治疗。目前，医学影像能够做到即时诊断。然而，在医疗设备向着精准医疗和智能医疗迅速变革的同时，图像呈现的形式却基本和上世纪50年代没有区别。视觉数据依然通过2D的平面显示屏来呈现，迫使医生或者护士在操作的过程中必须将病人身上的视线挪开。同时，这些图像也不是从观看者的角度来展示的，更多的是从设备本身：医生们必须用想象力和技巧来理解这些图像，同时还要在手术过程中将这些图像投射在病人的身上。最后，不同类型的视觉数据是分开呈现的，因此医生也必须要用额外的精力来更好的将多种图像融合在一起，这种技巧需要多年的练习和实践。

在口腔医疗领域，通常情况下只会有1个医生和1个护士负责整个操作，而病人的生理情况经常很不稳定。口腔手术房间并不是专门设计的，尤其是牵涉到医学影像的设备。医生在追踪不同的图像和数据显示屏的过程中，非常容易错过和病人体征相关的关键信息。目前，在口腔种植手术中，多采用种植导板，该技术存在的问题包括：使用有创标志钉，患者难以接受；导航图像显示方式为在计算机屏幕上的二维截面显示方式，术者必须实时关注屏幕上种植机导航参数显示，不仅需要在脑海中实时进行屏幕二维图像和患者口内情况的拼合，而且无法同时关注术区及患者的术中反应，存在一定的风险等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种口腔种植手术增强现实导航方法。

本发明的一种口腔种植手术增强现实导航方法的技术方案如下：

通过设置在AR眼镜上的单目相机获取口腔内环境的图像，并对所述图像应用SLAM算法，得到口内实景以及所述口内实景在单目相机坐标系下的第一位姿；

将所述口内实景在世界坐标系下的第五位姿与待导航虚拟信息配准，得到所述待导航虚拟信息在世界坐标系下的第二位姿；

通过预设坐标转换关系将所述第一位姿、所述第二位姿处理和所述第五位姿后，得到所述待导航虚拟信息在投影主观坐标系下的第三位姿，并将所述第三位姿投射在所述AR眼镜上。

本发明的一种口腔种植手术增强现实导航方法的有益效果如下：

口腔医师通过佩戴AR眼镜后，将待导航虚拟信息以虚实结合的方式投影在AR眼镜上，以三维形式直接在术区对位显示，符合人类自然视觉信息获取习惯，口腔医师不需要在脑海中实时进行屏幕二维图像和患者口内情况的拼合，辅助口腔医师进行高精度地口腔种植手术，风险低，且无需使用种植导板、有创标志钉等，不会对患者造成损伤且不存在种植导板加工误差和体积过大等问题。

在上述方案的基础上，本发明的一种口腔种植手术增强现实导航方法还可以做如下改进。

进一步，所述通过预设坐标转换关系将所述第一位姿、所述第二位姿和所述第五位姿处理后，得到所述待导航虚拟信息在投影主观坐标系下的第三位姿，包括：

根据所述单目相机坐标系与眼镜坐标系之间的第一转换关系对所述第一位姿进行转换后，得到所述口内实景在眼镜坐标系下的第四位姿；