CN115737143A - 手术成像***和成像手术的显示方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了手术成像***和成像手术的显示方法，手术成像***包括手术成像装置(10)和头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)，手术成像装置设置为能够将观测到的图像输出，头戴式增强现实/虚拟现实显示装置包括能够接收并显示显微镜输出的图像的头戴式显示器(21)、控制单元和用于监测佩戴者头部的移动的监测单元，控制单元与监测单元电连接，以能够根据监测单元的反馈控制头戴式显示器显示的手术成像装置输出的图像的显示效果。本申请可以通过头戴式增强显示装置为佩戴者显示手术成像装置观测的图像，并且在监测单元监测到佩戴者头部移动时相应控制头戴式显示器的显示效果，以使佩戴者在视线偏离操作区域时能够便利地进行其他操作。

Description

手术成像***和成像手术的显示方法

技术领域

本申请涉及领域成像手术领域，更具体地说，涉及一种手术成像***和成像手术的显示方法。

背景技术

手术成像***(包括手术显微镜***、手术内镜***)已经广泛应用于外科手术中。

手术显微镜***通常包括目镜主镜和目镜助手镜，分别用于不同操作人员使用，由于目镜主镜和目镜助手镜物理相连，导致操作人员距离较近，影响各自的操作范围和自由度。虽然可以使用外置屏幕显示手术显微镜观测的画面，但为减少操作人员的视线在手术操作过程中在屏幕、操作区域、器械区域等位置之间的频繁切换，需要将屏幕设置在操作人员对面，这种布置需求严重影响手术时相对固定的操作人员的站位、辅助设备的位置。

内镜***通常包括内镜、处理内镜获得的图像的处理装置和显示处理装置输出的图像的显示器。类似于手术显微镜***，为减少操作人员的视线在手术操作过程中在屏幕、操作区域、器械区域等位置之间的频繁切换，需要将屏幕设置在操作人员对面，这种布置需求严重影响手术时相对固定的操作人员的站位、辅助设备的位置。

因此，如何便利地为操作人员提供手术成像***的图像成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种手术成像***，其中，所述手术成像***包括手术成像装置和头戴式增强现实/虚拟现实显示装置，所述手术成像装置设置为能够将观测到的图像输出，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置包括能够接收并显示所述显微镜输出的图像的头戴式显示器、控制单元和用于监测佩戴者头部的移动的监测单元，所述控制单元与所述监测单元电连接，以能够根据所述监测单元的反馈控制所述头戴式显示器显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

可选地，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

可选地，所述头戴式显示器包括透明显示屏，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时降低所述头戴式显示器的显示效果。

可选地，所述控制单元根据所述监测单元的反馈控制所述头戴式显示器显示的画面的亮度、对比度、饱和度中的至少一者。

可选地，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置包括安装于所述头戴式显示器并用于拍摄所述头戴式显示器的前方图像的摄像单元，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时控制所述头戴式显示器显示所述摄像单元拍摄的图像。

可选地，所述手术成像装置为手术显微镜并包括目镜主镜和目镜助手镜，所述手术成像***包括用于显示所述目镜主镜和目镜助手镜中的至少一者的观测图像的所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置。

可选地，所述监测单元安装于所述头戴式显示器，以通过监测所述头戴式显示器的移动来反映所述佩戴者头部的移动。

可选地，所述监测单元用于监测所述头戴式显示器的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度中的至少一者。

可选地，所述监测单元包括加速度计和/或陀螺仪。

可选地，所述预定值为所述头戴式显示器的相对于标准位置移动距离达到第一预定值以上、移动速度达到第二预定值以上、转动角度达到第三预定值以上、转动速度达到第四预定值以上中的至少一者。

本申请还提供一种成像手术的显示方法，其中，所述显示方法包括使用头戴式增强现实/虚拟现实显示装置的头戴式显示器显示手术成像装置输出的图像，所述显示方法还包括监测佩戴者头部的移动并根据所述移动控制所述头戴式显示器显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

可选地，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

可选地，所述头戴式显示器包括透明显示屏，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时降低所述头戴式显示器的显示效果。

可选地，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器显示的画面的亮度、对比度、饱和度中的至少一者。

可选地，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置包括安装于所述头戴式显示器并用于拍摄所述头戴式显示器的前方图像的摄像单元，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时控制所述头戴式显示器显示所述摄像单元拍摄的图像。

可选地，所述预定值包括所述头戴式显示器相对于标准位置的移动距离达到第一预定值以上、移动速度达到第二预定值以上、转动角度达到第三预定值以上、转动速度达到第四预定值以上中的至少一者。

根据本申请的技术方案，可以通过头戴式增强显示装置为佩戴者显示手术成像装置观测的图像，并且在监测单元监测到佩戴者头部移动时相应控制头戴式显示器的显示效果，以使佩戴者在视线偏离操作区域时能够便利地进行其他操作。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的手术成像***的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

本申请提供一种手术成像***，其中，所述手术成像***包括手术成像装置10和头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20，所述手术成像装置10设置为能够将观测到的图像输出，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20包括能够接收并显示所述显微镜输出的图像的头戴式显示器21、控制单元和用于监测佩戴者头部的移动的监测单元，所述控制单元与所述监测单元电连接，以能够根据所述监测单元的反馈控制所述头戴式显示器21显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

其中，手术成像装置10可以包括手术显微镜(如图1所示)、手术内镜(例如腹腔镜、鼻腔镜等)。

使用本申请的手术成像***，可以通过头戴式增强显示装置20为佩戴者显示手术成像装置10观测的图像，并且在监测单元监测到佩戴者头部移动时相应控制头戴式显示器21的显示效果，以使佩戴者在视线偏离操作区域时能够便利地进行其他操作。

具体的，可以对手术成像***进行设定，使得头戴式增强显示装置20在佩戴者处于其舒适的位置范围构成的操作区域时显示手术成像装置10输出的图像，以使佩戴者能够方便地进行手术操作。当佩戴者的视线偏离操作区域时，说明佩戴者需要进行其他操作(例如取放器械)，此时佩戴者不需要重点关注手术成像装置10输出的图像，控制单元可以根据监测单元监测到的佩戴者头部的移动而相应调节头戴式显示器21的显示效果，例如可以弱化显示效果或者停止显示手术成像装置10输出的图像。

为确保在佩戴者的视线停留在操作区域范围内时始终通过头戴式显示器21获得手术成像装置10输出的图像，并且为了避免佩戴者因微小的头部移动导致头戴式显示器21的误调节，优选地，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器21显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。其中，标准位置为佩戴者操作时的舒适位置，可以根据佩戴者的具体情况进行设定。

其中，监测单元可以设置在适当的位置，以便监测佩戴者头部的移动。优选地，所述监测单元可以安装于所述头戴式显示器21，以通过监测所述头戴式显示器21的移动来反映所述佩戴者头部的移动。由此，一方面可以通过监测头戴式显示器21的移动来反映佩戴者头部的移动，另一方面可以将监测单元与头戴式显示器21集成在一起，简化结构和设置。

可以理解的，当佩戴者需要进行其他操作而视线偏离操作区域时，佩戴者通常会以佩戴者的头部为中心进行转动(可以是水平转动或竖直转动)。为监测这种移动，所述监测单元可以用于监测所述头戴式显示器21的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度中的至少一者。其中，移动距离指佩戴者相邻两次停留预定时间的位置之间的距离，移动速度指佩戴者头部移动的线速度。如上所述，当偏离操作区域时，佩戴者以头部为中心进行转动，头戴式显示器21的移动轨迹相应地呈近似弧形的曲线，通过监测头戴式显示器21的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度，可以反映头戴式显示器21的移动是否达到偏离操作区域的程度。

具体的，为监测头戴式显示器21的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度，监测单元可以采用各种适当的传感器。例如，所述监测单元可以包括加速度计和/或陀螺仪。

本申请中，佩戴者头部移动达到预定值，说明佩戴者的视线偏离操作区域，无需再通过头戴式显示器21为佩戴者重点提供手术成像装置10输出的图像。优选地，所述预定值可以包括所述头戴式显示器21相对于标准位置的移动距离达到第一预定值以上、移动速度达到第二预定值以上、转动角度达到第三预定值以上、转动速度达到第四预定值以上中的至少一者。可以理解的，佩戴者可以根据自身移动情况、行为习惯设定所需的第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和预定值的组合(例如预定值包括第一预定值和第二预定值，或者预定值包括第一预定值和第三预定值……)。

其中，根据需要(例如手术成像装置10的观测位置等)可以设定标准位置。例如，可以将佩戴者佩戴头戴式显示器21以其舒适位置正视操作区域的中心时头戴式显示器21的位置作为标准位置。设定标准位置后，可以设定预定值，以在例如监测单元监测到头戴式显示器21移动到偏离标准位置的距离未达到5cm、移动速度未达到5cm/s、角度未达到5°、转动速度未达到5°/s时通过头戴式显示器21显示手术成像装置10的输出图像，在监测单元监测到头戴式显示器21移动到偏离标准位置的距离达到5cm、移动速度达到5cm/s、角度达到5°、转动速度达到5°/s中的至少一者时反馈控制单元，从而控制单元可以基于该反馈控制头戴式显示器21的显示效果。

如上所述，当监测单元监测到所述佩戴者头部的移动达到预定值时，说明佩戴者此时视线偏离操作区域并意图进行其他相关操作，此时无需以手术成像装置10的输出图像作为重点向佩戴者提供，具体可以通过弱化或停止显示由手术成像装置10的输出图像的来实现。

根据本申请的一种实施方式，所述头戴式显示器21可以包括透明显示屏，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部的移动达到预定值时降低所述头戴式显示器21的显示效果。由此，当佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时，可以降低头戴式显示器21的显示效果，使得佩戴者能够通过透明显示屏看到其正前方的景象，以便进行其他相关操作。当佩戴者头部再次移动使得视线回到操作区域，控制单元可以将头戴式显示器21的显示效果调回正常，以向佩戴者提供手术成像装置10的输出图像并弱化或避免佩戴者透过透明显示屏看到的景象。

可以理解的，为在佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时，降低头戴式显示器21的显示效果，可以直接关闭头戴式显示器21的显示，也可以弱化其显示。并且，为降低头戴式显示器21的显示效果，可以对头戴式显示器21的显示参数进行调整。优选地，所述控制单元可以根据所述监测单元的反馈控制所述头戴式显示器21显示的画面的亮度、对比度、饱和度中的至少一者。

另外，本申请中，头戴式显示器21可以包括设置在透明显示屏外侧的外镜片，该外镜片可以设置为能够通过控制单元根据监测单元的反馈来调节透光度(例如，可以通过物理遮光、电致变色镜片、光敏变色镜片等方式来调节外镜片的透光度。具体的，当佩戴者的视线位于操作区域，则控制单元降低外镜片的透光度，使外镜片基本不透明，以便显示手术成像装置10的输出图像；当佩戴者的视线偏离操作区域(即佩戴者的头部相对于标准位置的移动达到预定值)，则控制单元提高外镜片的透光度，使佩戴者能够透过透明显示屏和外镜片看到正前方的景象。

根据本申请的另一种实施方式，如图1所示，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20可以包括安装于所述头戴式显示器21并用于拍摄所述头戴式显示器的前方图像的摄像单元22，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部的移动达到预定值时控制所述头戴式显示器21显示所述摄像单元22拍摄的图像。由此，当佩戴者头部的移动达到预定值时，可以通过停止显示手术成像装置10的输出图像而切换为摄像单元22拍摄的图像来降低头戴式显示器21显示的手术成像装置10输出的图像的显示效果，使得佩戴者能够通过头戴式显示器21看到摄像单元22拍摄的其正前方的景象，以便进行其他相关操作。当佩戴者头部再次移动使得视线回到操作区域，控制单元可以使头戴式显示器21停止显示摄像单元22拍摄的图像并将头戴式显示器21切换回显示手术成像装置10的输出图像。

可以理解的，显微镜手中，可能需要多个操作人员相互配合，为此，如图1所示，所述手术成像装置10可以为手术显微镜并包括目镜主镜11和目镜助手镜12，以便主要操作人员和助手操作人员观测。为便利地为操作人员提供手术成像装置的图像，所述手术成像***包括用于显示所述目镜主镜11和目镜助手镜12中的至少一者的观测图像的所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20。也就是，主要操作人员和助手操作人员观测中的至少一者可以通过戴式增强现实/虚拟现实显示装置20观测手术成像装置10输出的图像。

在仅通过头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示目镜主镜11和目镜助手镜12中的一者的观测图像的情况下，另一者可以由相应的操作人员物理地使用(即，相应的操作人员可以直接通过所述另一者进行观测)，不同操作人员之间彼此能够保持适当距离，相互操作不受影响。

可以理解的，由于目镜主镜11和目镜助手镜12的观测图像基本上是同一图像的不同角度(例如，目镜助手镜12的观测图像是目镜主镜11的观测图像旋转90°或180°后的图像)，因此，在仅通过头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示目镜主镜11和目镜助手镜12中的一者的观测图像的情况下，也可以为使用目镜主镜11和目镜助手镜12的两个操作人员都配备头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20，但两个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示的手术成像装置10的输出图像具有转动角度的关系。因此，即使仅通过头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示目镜主镜11和目镜助手镜12中的一者的观测图像，也可以为两个相关的操作人员提供所需的手术图像。

优选地，所述手术成像***包括分别用于显示所述目镜主镜11和目镜助手镜12的观测图像的两个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20，主要操作人员和助手操作人员可以分别佩戴两个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20，每个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20可以根据对应的佩戴者的头部移动提供相应的显示效果。

在手术成像装置10及头戴式显示器21处于不使用状态时，可将头戴式显示器21放置于一预定位置(例如与手术成像装置10的目镜主镜11同向放置)。在设定标准位置时，使佩戴者佩戴头戴式显示器21后调整自身位置至其舒适位置(舒适位置即为设定的标准位置)，在调整过程中始终显示手术成像装置10的输出图像，同时通过监测单元监测调整的终止位置与初始位置之间的位置变化(例如角度变化)，然后控制单元可以记录该位置变化，以作为针对该佩戴者设定标准位置的预设选项。如需手术成像装置10与头戴式显示器21分开放置，也可以在使用手术成像装置10前将头戴式显示器21设置在预定位置，用于获取上述数据。也就是说，可以针对不同佩戴者，设定不同的标准位置并提供不同的预设选项。

根据本申请的另一方面，提供一种成像手术的显示方法，其中，所述显示方法包括使用头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20的头戴式显示器21显示手术成像装置10输出的图像，所述显示方法还包括监测佩戴者头部的移动并根据所述移动控制所述头戴式显示器21显示的所述手术成像装置10输出的图像的显示效果。

使用本申请的成像手术的显示方法，可以通过头戴式增强显示装置20为佩戴者显示手术成像装置10观测的图像，并且在监测到佩戴者头部移动时相应控制头戴式显示器21的显示效果，以使佩戴者在视线偏离操作区域时能够便利地进行其他操作。

具体的，可以对手术成像***进行设定，使得头戴式增强显示装置20在佩戴者处于其舒适的位置范围构成的操作区域时显示手术成像装置10输出的图像，以使佩戴者能够方便地进行手术操作。当佩戴者的视线偏离操作区域时，说明佩戴者需要进行其他操作(例如取放器械)，此时佩戴者不需要重点关注手术成像装置10输出的图像，可以根据监测到的佩戴者头部的移动而相应调节头戴式显示器21的显示效果，例如可以弱化显示效果或者停止显示手术成像装置10输出的图像。

为确保在佩戴者的视线停留在操作区域范围内时始终通过头戴式显示器21获得手术成像装置10输出的图像，并且为了避免佩戴者因微小的头部移动导致头戴式显示器21的误调节，优选地，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器21显示的所述手术成像装置10输出的图像的显示效果。其中，标准位置为佩戴者操作时的舒适位置，可以根据佩戴者的具体情况进行设定

其中，对佩戴者头部的移动监测可以通过适当方式实现，例如通过监测单元实施。监测单元可以设置在适当的位置，以便监测佩戴者头部的移动。优选地，所述监测单元可以安装于所述头戴式显示器21，以通过监测所述头戴式显示器21的移动来反映所述佩戴者头部的移动。由此，一方面可以通过监测头戴式显示器21的移动来反映佩戴者头部的移动，另一方面可以将监测单元与头戴式显示器21集成在一起，简化结构和设置。

可以理解的，当佩戴者需要进行其他操作而视线偏离操作区域时，佩戴者通常会以佩戴者的头部为中心进行转动(可以是水平转动或竖直转动)。为监测这种移动，可以监测所述头戴式显示器21的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度中的至少一者。其中，移动距离指佩戴者相邻两次停留预定时间的位置之间的距离，移动速度指佩戴者头部移动的线速度。如上所述，当偏离操作区域时，佩戴者以头部为中心进行转动，头戴式显示器21的移动轨迹相应地呈近似弧形的曲线，通过监测头戴式显示器21的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度，可以反映头戴式显示器21的移动是否达到偏离操作区域的程度。

具体的，为监测头戴式显示器21的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度，可以采用各种适当的传感器。例如，所述监测单元可以包括加速度计和/或陀螺仪。

本申请中，佩戴者头部移动达到预定值，说明佩戴者的视线偏离操作区域，无需再通过头戴式显示器21为佩戴者重点提供手术成像装置10输出的图像。优选地，所述预定值可以包括所述头戴式显示器21相对于标准位置的移动距离达到第一预定值以上、移动速度达到第二预定值以上、转动角度达到第三预定值以上、转动速度达到第四预定值以上中的至少一者。可以理解的，佩戴者可以根据自身移动情况、行为习惯设定所需的第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和预定值的组合(例如预定值包括第一预定值和第二预定值，或者预定值包括第一预定值和第三预定值……)。

其中，根据需要(例如手术成像装置10的观测位置等)可以设定标准位置。例如，可以将佩戴者佩戴头戴式显示器21正视操作区域的中心时头戴式显示器21的位置作为标准位置。设定标准位置后，可以设定预定值，以在例如监测到头戴式显示器21移动到偏离标准位置的距离未达到5cm、移动速度未达到5cm/s、角度未达到5°、转动速度未达到5°/s时通过头戴式显示器21显示手术成像装置10的输出图像，在监测到头戴式显示器21移动到偏离标准位置的距离达到5cm、移动速度达到5cm/s、角度达到5°、转动速度达到5°/s中的至少一者时可以基于该反馈控制头戴式显示器21的显示效果。

如上所述，当监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时，说明佩戴者此时视线偏离操作区域并意图进行其他相关操作，此时无需以手术成像装置10的输出图像作为重点向佩戴者提供，具体可以通过弱化或停止显示由手术成像装置10的输出图像的来实现。

根据本申请的一种实施方式，所述头戴式显示器21可以包括透明显示屏，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时降低所述头戴式显示器21的显示效果。由此，当佩戴者头部的移动达到预定值时，可以降低头戴式显示器21的显示效果，使得佩戴者能够通过透明显示屏看到其正前方的景象，以便进行其他相关操作。当佩戴者头部再次移动使得视线回到操作区域，可以将头戴式显示器21的显示效果调回正常，以向佩戴者提供手术成像装置10的输出图像并弱化或避免佩戴者透过透明显示屏看到的景象。

可以理解的，为在佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时，降低头戴式显示器21的显示效果，可以直接关闭头戴式显示器21的显示，也可以弱化其显示。并且，为降低头戴式显示器21的显示效果，可以对头戴式显示器21的显示参数进行调整。优选地，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器21显示的画面的亮度、对比度、饱和度中的至少一者。

另外，本申请中，头戴式显示器21可以包括设置在透明显示屏外侧的外镜片，该外镜片可以设置为能够通过控制单元根据监测单元的反馈来调节透光度(例如，可以通过物理遮光、电致变色镜片、光敏变色镜片等方式来调节外镜片的透光度)，从而所述显示方法可以根据监测情况来控制透光度。具体的，当佩戴者的视线位于操作区域，则降低外镜片的透光度，使外镜片基本不透明，以便显示手术成像装置10的输出图像；当佩戴者的视线偏离操作区域(即佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值)，则提高外镜片的透光度，使佩戴者能够透过透明显示屏和外镜片看到正前方的景象。

根据本申请的另一种实施方式，如图1所示，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20可以包括安装于所述头戴式显示器21并用于拍摄所述头戴式显示器的前方图像的摄像单元22，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部的移动达到预定值时控制所述头戴式显示器21显示所述摄像单元22拍摄的图像。由此，当佩戴者头部的移动达到预定值时，可以通过停止显示手术成像装置10的输出图像而切换为摄像单元22拍摄的图像来降低头戴式显示器21显示的手术成像装置10输出的图像的显示效果，使得佩戴者能够通过头戴式显示器21看到摄像单元22拍摄的其正前方的景象，以便进行其他相关操作。当佩戴者头部再次移动使得视线回到操作区域，可以使头戴式显示器21停止显示摄像单元22拍摄的图像并将头戴式显示器21切换回显示手术成像装置10的输出图像。

可以理解的，显微镜手术中，可能需要多个操作人员相互配合，为此，如图1所示，所述手术成像装置10可以为手术显微镜并包括目镜主镜11和目镜助手镜12，以便主要操作人员和助手操作人员观测。为便利地为操作人员提供手术成像装置的图像，所述显示方法包括通过所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示所述目镜主镜11和目镜助手镜12中的至少一者的观测图像。也就是，主要操作人员和助手操作人员观测中的至少一者可以通过戴式增强现实/虚拟现实显示装置20观测手术成像装置10输出的图像。

在仅通过戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示目镜主镜11和目镜助手镜12中的一者的观测图像的情况下，另一者可以由相应的操作人员物理地使用(即，相应的操作人员可以直接通过所述另一者进行观测)，不同操作人员之间彼此能够保持适当距离，相互操作不受影响。

可以理解的，由于目镜主镜11和目镜助手镜12的观测图像基本上是同一图像的不同角度(例如，目镜助手镜12的观测图像是目镜主镜11的观测图像旋转90°或180°后的图像)，因此，在仅通过头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示目镜主镜11和目镜助手镜12中的一者的观测图像的情况下，也可以为使用目镜主镜11和目镜助手镜12的两个操作人员都配备头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20，但两个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示的手术成像装置10的输出图像具有转动角度的关系。因此，即使仅通过头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示目镜主镜11和目镜助手镜12中的一者的观测图像，也可以为两个相关的操作人员提供所需的手术图像。

优选地，所述显示方法包括分别通过两个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示所述目镜主镜11和目镜助手镜12的观测图像，主要操作人员和助手操作人员可以分别佩戴两个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20，每个头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20可以根据对应的佩戴者的头部移动提供相应的显示效果。

在手术成像装置10及头戴式显示器21处于不使用状态时，可将头戴式显示器21放置于一预定位置(例如与手术成像装置10的目镜主镜11同向放置)。在设定标准位置时，使佩戴者佩戴头戴式显示器21后调整自身位置至其舒适位置(舒适位置即为设定的标准位置)，在调整过程中始终显示手术成像装置10的输出图像，同时通过监测单元监测调整的终止位置与初始位置之间的位置变化(例如角度变化)，然后控制单元可以记录该位置变化，以作为针对该佩戴者设定标准位置的预设选项。如需手术成像装置10与头戴式显示器21分开放置，也可以在使用手术成像装置10前将头戴式显示器21设置在预定位置，用于获取上述数据。也就是说，可以针对不同佩戴者，设定不同的标准位置并提供不同的预设选项。

使用本申请的***和方法，可以用于成像手术和手术训练，具有以下优点：

1.解除了手术显微的物镜与目镜主镜、目镜助手镜间的物理联系，避免调整物镜角度时目镜的连带运动，并且操作人员可根据需要自行选择站位；

2.通过头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20显示手术成像装置10输出的图像，无需操作人员在获取图像信息时将视线固定于手术显微镜的目镜之光路；

3.当操作人员位置、操作方向发生改变时，手术显微镜的目镜方向无需根据操作方向及位置进行调整，手术显微镜无需因目镜方向调整重新配平，简化操作步骤；

4.头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20采用增强现实显示技术或者虚拟现实显示技术，可输出带有景深信息的3D图像信息并能够根据需要调整图像(例如放大图像)，为操作者提供质量更佳的图像信息；

5.无需设置另外的外置显示装置，内镜***也可以取消显示器，简化操作区域的器械及空间排布；

6.可以根据佩戴者的头部移动控制为佩戴者提供的视觉图像，无需佩戴者手动调节，防止因手动调节造成的污染和由此导致的手术风险；

7.由于无需手动接触，头戴式增强现实/虚拟现实显示装置20可以不是无菌的，降低了对其消毒的要求。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种手术成像***，其特征在于，所述手术成像***包括手术成像装置(10)和头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)，所述手术成像装置(10)设置为能够将观测到的图像输出，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)包括能够接收并显示所述显微镜输出的图像的头戴式显示器(21)、控制单元和用于监测佩戴者头部的移动的监测单元，所述控制单元与所述监测单元电连接，以能够根据所述监测单元的反馈控制所述头戴式显示器(21)显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

2.根据权利要求1所述的手术成像***，其特征在于，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器(21)显示的所述手术成像装置输出的图像的显示效果。

3.根据权利要求2所述的手术成像***，其特征在于，所述头戴式显示器(21)包括透明显示屏，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时降低所述头戴式显示器(21)的显示效果。

4.根据权利要求2所述的手术成像***，其特征在于，所述控制单元根据所述监测单元的反馈控制所述头戴式显示器(21)显示的画面的亮度、对比度、饱和度中的至少一者。

5.根据权利要求2所述的手术成像***，其特征在于，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)包括安装于所述头戴式显示器(21)并用于拍摄所述头戴式显示器的前方图像的摄像单元(22)，所述控制单元设置为在所述监测单元监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时控制所述头戴式显示器(21)显示所述摄像单元(22)拍摄的图像。

6.根据权利要求2所述的手术成像***，其特征在于，所述手术成像装置(10)为手术显微镜并包括目镜主镜(11)和目镜助手镜(12)，所述手术成像***包括用于显示所述目镜主镜(11)和目镜助手镜(12)中的至少一者的观测图像的所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)。

7.根据权利要求2-6中任意一项所述的手术成像***，其特征在于，所述监测单元安装于所述头戴式显示器(21)，以通过监测所述头戴式显示器(21)的移动来反映所述佩戴者头部的移动。

8.根据权利要求7所述的手术成像***，其特征在于，所述监测单元用于监测所述头戴式显示器(21)的移动距离、移动速度、转动角度、转动速度中的至少一者。

9.根据权利要求8所述的手术成像***，其特征在于，所述监测单元包括加速度计和/或陀螺仪。

10.根据权利要求7所述的手术成像***，其特征在于，所述预定值为所述头戴式显示器(21)的相对于标准位置移动距离达到第一预定值以上、移动速度达到第二预定值以上、转动角度达到第三预定值以上、转动速度达到第四预定值以上中的至少一者。

11.一种成像手术的显示方法，其特征在于，所述显示方法包括使用头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)的头戴式显示器(21)显示手术成像装置(10)输出的图像，所述显示方法还包括监测佩戴者头部的移动并根据所述移动控制所述头戴式显示器(21)显示的所述手术成像装置输(10)出的图像的显示效果。

12.根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器(21)显示的所述手术成像装置(10)输出的图像的显示效果。

13.根据权利要求12所述的显示方法，其特征在于，所述头戴式显示器(21)包括透明显示屏，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时降低所述头戴式显示器(21)的显示效果。

14.根据权利要求13所述的显示方法，其特征在于，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时调节所述头戴式显示器(21)显示的画面的亮度、对比度、饱和度中的至少一者。

15.根据权利要求12所述的显示方法，其特征在于，所述头戴式增强现实/虚拟现实显示装置(20)包括安装于所述头戴式显示器(21)并用于拍摄所述头戴式显示器的前方图像的摄像单元(22)，所述显示方法包括在监测到所述佩戴者头部相对于标准位置的移动达到预定值时控制所述头戴式显示器(21)显示所述摄像单元(22)拍摄的图像。

16.根据权利要求12-15中任意一项所述的显示方法，其特征在于，所述预定值包括所述头戴式显示器(21)相对于标准位置的移动距离达到第一预定值以上、移动速度达到第二预定值以上、转动角度达到第三预定值以上、转动速度达到第四预定值以上中的至少一者。

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