[发明专利]一种智能显微手术成像装置控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种智能显微手术成像装置控制方法及系统，包括智能支架单元、成像单元、3D显示单元、视频分配单元、中央控制单元、人眼跟踪单元，所述成像单元包括光学成像模块和3D数字成像模块，所述3D显示单元包括偏光3D显示器和裸眼3D显示器，通过对主刀医生的人眼跟踪，确定主刀医生目标点，通过根据医生的观看角度，术野点自动调节装置镜头角度及术野中心点，实现装置的自动控制，本发明能够使得医生实现抬头做手术的自由姿势，兼顾主刀与助手对手术的观察。

技术领域

本发明涉及一种手术成像装置控制方法及系统，属于医疗器械控制技术领域。

背景技术

传统手术显微镜在使用过程中存在较多的缺陷。1.传统显微镜缺乏数字成像设备，数字化水平日益不能满足外科医生的显示需求。2，需要医生目视目镜尽量保持不动，某些部位的手术，导致医生以非常刁钻姿势执行手术操作，极易造成视觉和身体的疲劳。近年来，有种叫作显微外视镜的显微成像产品相继面世，但仍然无法完全规避以上问题，其表现在仅采用一台偏光式3D显示器对进行术野显示，助手医生或者对手医生需要调整各自的观看角度及坐姿，造成手术过程的诸多不便。术者通过对成像镜头的手动调整实现对术区观看角度调整，手术过程中需要反复手动调节观看角度，极大的影响了手术的进程。无法根据观察者自动调整实现特殊观看需求的过程。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种满足多人教学观看同时能够自动控制的智能显微手术成像装置控制方法及系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种智能显微手术成像装置控制方法，包括人眼跟踪控制方法，所述人眼跟踪控制方法包括以下步骤：

步骤b1，通过人眼跟踪单元对观察者进行人眼定位，获得人眼的三维坐标E(x_e，y_e，z_e)及人眼视线方向其中，人眼跟踪单元的坐标原点为屏幕上边缘中点，人眼跟踪单元z轴方向与屏幕法向相同，屏幕法向为x_e表示人眼世界三维坐标系的x坐标，y_e表示人眼世界三维坐标系的y坐标，z_e表示表示人眼世界三维坐标系的z坐标，m表示人眼视线方向向量的x分量，n表示人眼视线方向向量的y分量，p表示人眼视线方向向量的z分量；

步骤B2，根据人眼坐标E(x_e，y_e，z_e)及视线方向获得人眼视线所成直线与屏幕的交点，视线与屏幕的交点即为用户注意力点，根据用户注意力点模型得到用户注意力点坐标P_inter(x，y，z)：

用户注意力点模型：

其中，x表示注意力点坐标点P_inter的x坐标，y表示P_inter的y坐标，z表示P_inter的z坐标；

步骤B3，将用户注意力点坐标P_inter(x，y，z)换算至屏幕图像坐标系下，屏幕图像坐标系下的坐标为P_intscr(x，y，z)＝P_inter(x，y，z)-(p_m，0，z₀)，其中，(p_m，0，z₀)为坐标原点相对于屏幕图像坐标原点偏移量，p_m表示坐标原点相对于屏幕图像坐标原点偏移量的x轴坐标，z₀表示坐标原点相对于屏幕图像坐标原点偏移量的z轴坐标。3D数字成像模块图像像素与屏幕图像像素点之间的缩放比例为s，根据3D数字成像模块图像像素与屏幕图像像素点的缩放对应关系，获得视频图像像素点坐标为P_intimage(x，y，z)＝P_intscr(x/s，y/s，z/s)。