本發(fā)明涉及一種用于在解剖模型的表面顯示圖像的裝置，以及一種用于在比例解剖模型上投影圖像的方法，該方法允許醫(yī)療專業(yè)人員和患者觀察特定的外科手術的效果、或觀察時間的流逝對身體某部分的影響。

背景技術：

在發(fā)表醫(yī)療或外科手術的專業(yè)意見過程中，醫(yī)療專業(yè)人員面臨的主要問題之一是將他們的想法有效地傳達給患者，以及將患者的期望傳遞給醫(yī)生。例如，當患者就診整形外科醫(yī)生、從事美容和/或重建手術的專家(其為專業(yè)從事醫(yī)學審美和重建手術的專業(yè)人員)時，整形外科醫(yī)生需要向患者解釋將需要執(zhí)行什么手術以滿足患者的需求，以及實際手術與預期結果有哪些差異。下面為給出的例子，整形外科醫(yī)生與美容外科專家進行的美容和重建手術很相似，都是為了提高患者的生活質量，由此，只有當患者認為他的身體將經受的修改是安全的，他才會同意這個手術。在鼻中隔成形術中，外科醫(yī)生必須向患者解釋他將以哪種形式形成鼻中隔，因為這有可能改變患者面部的外觀。其他醫(yī)療專業(yè)人員在向他們的患者傳遞他們的想法時也有類似的問題，例如，頜面外科醫(yī)生、骨科醫(yī)師、人體功能形態(tài)學(kinanthropometry)專員、法醫(yī)專家和獸醫(yī)，其中，本文所聲稱的裝置可以服務于所有上述醫(yī)療專業(yè)人員和發(fā)現(xiàn)該裝置在類似的情況下很有用的其他人。

在這種挑戰(zhàn)面前，為了以最可能的方式解釋治療或具體方法獲得的預期結果，健康專家已經開始使用各種方法。傳統(tǒng)上，外科醫(yī)生致力于展示之前治療的曾經患有相同或相似情況的患者的照片。然而，這個解決方案存在嚴重的問題。其中一個問題是可能違反患者和醫(yī)生之間的保密義務。另一個問題可能是醫(yī)療專業(yè)人員沒有處理過相同或相似的情況，因此，他們沒有圖片或圖像展示給他們的患者。另外，每個患者的特征和對醫(yī)療手術的臨床反應是不一樣的，由此，如果可能的話，可以創(chuàng)建出從醫(yī)療干預中獲得預期結果的大概想法，但絕對不可能確定最終結果。

由于展示上述醫(yī)療手術的圖片或圖像出現(xiàn)了問題，所以健康專家轉而采用其他方法。這些方法之一是通過計算機操縱數(shù)字圖像，如美國專利號us8620038b2用于自動化和半自動化調整面部的數(shù)字圖像的方法、系統(tǒng)和計算機程序產品以及美國專利號us6502583b1校正面部圖像的方法、化妝模擬方法、化妝方法化妝支持裝置和基礎轉移膜的專利所預測的。通過上述方法、以及現(xiàn)有技術中的其他裝置和方法，在進行醫(yī)療或外科手術之前，醫(yī)療專業(yè)人員對他們的患者進行拍照，并操縱圖像以模擬出這些手術所期望的結果。執(zhí)行這種模擬的健康專家面臨的問題是，他們不能向患者展示將被手術影響的解剖部位的完整視圖，因此這些展示被限于能在電腦屏幕中顯示的二維視圖。

為了克服計算機屏幕施加的二維限制，健康專家已經采取了三維仿真。美國專利號為us8026916b2的題目為基于圖像的觀察系統(tǒng)提供了這種類型的調整示例。對于通過計算機創(chuàng)建三維場景，傳統(tǒng)上使用坐標系(笛卡爾平面)。因此，定義了高度、長度和深度的坐標軸，并且分配了間斷的等距值，使得特定點可以位于坐標系內。因此，當需要在坐標系中繪制幾何體時，例如可以畫一個金字塔，頂點的坐標是確定的。通常使用三角形表面，因為三角形表面是唯一總是共面的圖形，從而防止計算機產生的圖像的變形問題。為了表示目標的各個面，將目標固定在三坐標中：一個坐標用于每個目標的面的每個頂點。然后確定一個系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，由坐標指定的順序顯示它是每個面的前面還是后面。然后，可以對計算機已經繪制的幾何體進行轉換、縮放、平移和旋轉。當已經繪制出三維場景時，為了能夠將其投影到計算機屏幕的像素中，計算機必須將其轉換為二維。以這種方式，創(chuàng)建三維場景的所有努力都會減少，就像在屏幕中顯示的二維場景一樣。的確，許多實現(xiàn)的計算機方法可以實時繪制場景來提供三維幻覺，從而可以從不同的角度旋轉和觀看圖像。然而，由于二維圖像是被屏幕的像素投影的，當患者實際能夠看到二維圖像時，他只觀看到圖像的三維幻覺。因此，如果患者沒有精確地面對計算機的屏幕，則根據(jù)與屏幕相關的患者的視野角度，圖像將更加失真。這可能會導致另外的問題，即可能導致如下結果：患者設想其自己具有醫(yī)療干預的投影結果，而該投影結果與最終結果截然不同。

為了避免這些問題，特此提出了一種用于在解剖模型的表面上顯示圖像的新裝置，以及一種用于在患者接受醫(yī)療干預之后正確觀察患者變化的方法。

本發(fā)明的裝置目標和相關方法也可用于法醫(yī)專家和人類學家。法醫(yī)專家所聲稱本發(fā)明的用途的一個示例是識別人，將待識別的人的數(shù)字圖像疊加投影到相應的解剖模型上。此外，肖像口語藝術家可以使用在解剖模型(該解剖模型設置在本文所聲稱的裝置上)上創(chuàng)建的圖形的數(shù)字投影，從而為人的特征提供更大的凹進和凸出，從而幫助他及早識別。人類學家可以使用類似的技術為人提供更好的生活，這些人是在人類學和歷史學專家間的專業(yè)活動中被發(fā)現(xiàn)之后他們想要識別的人。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是適用于人類或動物健康專家的裝置和相關方法，以在盡可能短的時間內以三維的、交互的方式，向他們的患者或客戶展示患者身體中某種醫(yī)療或手術干預的結果。此外，與解決類似問題的其他解決方案相比，它降低了運營成本，消除了獲取用于操縱二維和三維圖像的專業(yè)軟件許可證的需求，并可以被搬運到其他位置進行移動服務。

同樣，人類學家和法醫(yī)專家也可以從使用本文所聲稱的裝置和方法中受益，從而更好地識別人和人類遺骸。

附圖說明

參照所添加的附圖，僅作為一個示例，下面對前面提及的本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明。

圖1是優(yōu)選實施例的在解剖模型的表面上顯示圖像的顯示裝置的正視圖。解剖模型顯示裝置100位于底部。數(shù)字投影裝置200位于其相對端，用于將數(shù)字圖像投影到解剖模型130上。可選的對準支撐件300保持使解剖模型的顯示裝置100與數(shù)字投影裝置200最好垂直對準。

圖2是操作時解剖模型的顯示裝置100與數(shù)字投影裝置200的對角線視圖。

圖3是所聲稱的解剖模型的顯示裝置100的側視圖。

圖4是解剖模型的顯示裝置100的內部機構的視圖。

圖5是解剖模型的顯示裝置100及其對應的內部機構的俯視圖。

具體實施方式

附圖表示所聲稱的裝置的優(yōu)選實施例。

圖1示出了解剖模型的顯示裝置100。在解剖模型的顯示裝置100的前面是數(shù)字投影裝置200。在一種模式中，可以使用可選的對準支撐件300使解剖模型100的顯示裝置與數(shù)字投影裝置200對準。

如圖2所示，數(shù)字投影裝置200用于持續(xù)地和穩(wěn)定地將圖像投影到解剖模型130上。在一個實施例中，所述解剖模型130可以是人或動物的局部的通用模型。在另一個實施例中，解剖模型130被制備成具體規(guī)格以滿足患者或客戶的需要。

解剖模型130被固定到解剖模型的支撐和放置板101上。在一個實施例中，所述解剖模型130通過任何類型的粘合劑或膠合劑固定到解剖模型的支撐和放置板101上。在另一個實施例中，解剖模型130通過磁體固定到解剖模型的支撐和放置板101上。在另一個實施例中，解剖模型130通過螺釘或釘子固定到解剖模型的支撐和放置板101上。

解剖模型的支撐和放置板101設置在徑向調節(jié)板102上，解剖模型的支撐和放置板101被固定以防止不必要方式的移動。徑向調節(jié)板102在旋轉接頭119上360度旋轉，以允許解剖模型130具有垂直于由數(shù)字投影裝置200產生的投影平面的任何所需取向。旋轉接頭119將徑向調節(jié)板102與垂直傾斜板103連接。所述垂直傾斜板103通過鉸鏈連接到支撐臂114上。通過軸，徑向調節(jié)旋鈕118使垂直傾斜板103適應于固定角度。在優(yōu)選實施例中，考慮到移動軸與支撐臂114鉸鏈接合，垂直傾斜板103相對于豎直方向可以實現(xiàn)的傾斜角度是45度(從上端或下端測量)。為了避免垂直傾斜板103由與支撐臂114的鉸鏈接合相反的、該垂直傾斜板的重量引起的角動量而引發(fā)的不必要的移動，添加了阻擋器116和117，從而為用于投影數(shù)字圖像的解剖模型130提供精確的位置。

支撐臂114通過兩個接觸點連接到移動室115。第一接觸點位于支撐臂114的遠端。在一個實施例中，支撐臂114的遠端通過導桿連接，所述導桿平行于解剖模型的顯示裝置100的支撐表面(restingsurface)，使得它防止由垂直傾斜板103的重量以及橫向移動軸113上的支承點引起的所述支撐臂114的角動量。第二接觸點是借助于橫向移動軸113，該橫向移動軸113穿透移動室115的一個壁并且延伸到主支撐結構111的外部。橫向調節(jié)旋鈕112連接到橫向移動軸113的延伸端，使得使用者可以旋轉該橫向調節(jié)旋鈕112以調節(jié)關于支撐臂114、因而關于垂直傾斜板103和解剖模型130的豎直中心的位置。

移動室115由豎直移動軸支撐，該豎直移動軸在主支撐結構111的頂蓋處延伸以緊靠在豎直調節(jié)旋鈕121上。通過旋轉豎直調節(jié)旋鈕來旋轉豎直移動軸，以相對于解剖模型的顯示裝置100的支撐平面升高或降低移動室115。因此，使用者有能力調節(jié)解剖模型130的位置，從而調節(jié)由數(shù)字投影裝置200投影到解剖模型上的圖像。

當已經將所公開的設備安裝在將被使用的位置上時，使用者將需要將數(shù)字投影設備200放置在解剖模型的顯示裝置100的前面。數(shù)字投影設備200的投影透鏡必須面向解剖模型130。在優(yōu)選實施例中，數(shù)字投影裝置200的各投影透鏡之間的視線被定位成面向解剖模型130成90度的角度，使得投影在解剖模型上的圖像可以被調整。

設備的使用者必須準備將被放置在解剖模型的顯示裝置100上的解剖模型130。在一個實施例中，解剖模型130由可塑性材料制成，使得使用者可以手動地解釋在解剖部位上顯示的變化。例如，整形外科醫(yī)生使用者可以使用諸如石膏、粘土或密封劑來創(chuàng)建患者的面部模型，在該面部模型上，整形外科醫(yī)生將調整某些特征以展示期望的醫(yī)療過程后的特征，并根據(jù)病人的要求對其進行修改。在另一個實施例中，解剖模型130通過不可修改的固體成型方法產生。例如，法醫(yī)專家使用者可以通過熱成型塑料來制作解剖模型130，以便具有失蹤者的臉部形狀。

設備的使用者必須準備一張用于投影在解剖模型130上的圖像。在一個實施例中，使用者拍攝患者的待修改的解剖部位的圖片。例如，整形外科醫(yī)生可以將患者的正臉圖片投影到解剖模型130上，使得患者的相貌和特征被反映在解剖模型130上。在另一個實施例中，使用者可以準備一張圖像，在該圖像中將顯示通常會被隱藏的特征。例如，法醫(yī)專家可以準備一張圖像來查看正被投影到解剖學模型130上的解剖部位的中樞神經系統(tǒng)，以圖形方式示出損傷。然而，在所有情況下，使用者準備的圖像必須與解剖模型130鏡面對稱，以便使該圖像被投影到所述解剖模型130上。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種用于在解剖模型的表面顯示圖像的裝置，包括：

成比例的解剖矯正模型，所述解剖矯正模型以可拆卸的方式安裝到普通的支撐和顯示結構上，所述解剖矯正模型成型為符合給定患者的外科或美容手術的未來修改預期；

允許合適的解剖模型在豎直軸、水平軸、深度軸、和垂直旋轉軸上對準的機構；

數(shù)碼圖像投影儀，所述數(shù)碼圖像投影儀的投影透鏡在垂直軸上位于所述解剖矯正模型的前方。

2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述裝置包括：對準支撐件，所述對準支撐件用于實現(xiàn)所述解剖矯正模型和所述數(shù)字圖像投影儀之間的垂直對準。

3.一種用于產生和投影圖像的方法，包括：

根據(jù)患者的現(xiàn)有特征通過鏡像對稱性產生給定患者的解剖部位的圖像；

將患者的解剖部位的圖像數(shù)字投影到成比例的解剖模型上，在所述解剖模型上，根據(jù)患者的解剖模型調整圖像的投影角度，以適合在外科美容或重建手術中可能被做的改變；

由醫(yī)療保健專業(yè)人員和將進行所述外科美容或重建手術的患者進行適當?shù)脑u估。