[發(fā)明專利]一種基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910367843.8
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN110111631B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新康;高潔;劉河峰;趙云;周暉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢灣流科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G09B9/00
• 分類號(hào): G09B9/00
• 代理公司: 武漢謙源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42251
• 代理人: 尹偉

1.一種基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：構(gòu)建人體食道模型，在所述人體食道模型中初始化虛擬食管電極的位置，并在所述人體食道模型上標(biāo)定所述虛擬食管電極的標(biāo)準(zhǔn)插管軌跡；

步驟2：根據(jù)訓(xùn)練器接收訓(xùn)練人員的食管電極插管操作生成的操作感應(yīng)信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述虛擬食管電極在所述人體食道模型中的實(shí)際位置，并根據(jù)所述實(shí)際位置確定用于調(diào)整所述訓(xùn)練器模擬插管阻力的反饋摩擦力；

步驟3：顯示所述虛擬食管電極的前端在所述人體食道模型中的實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)插管軌跡之間的偏差信息，以引導(dǎo)訓(xùn)練人員調(diào)整插管操作并順利完成食管電極插管訓(xùn)練。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，所述步驟1中，所述標(biāo)定所述虛擬食管電極的標(biāo)準(zhǔn)插管軌跡具體包括：在所述人體食道模型中沿著虛擬食道間隔設(shè)置多個(gè)關(guān)鍵敏感點(diǎn)，并將所有所述關(guān)鍵敏感點(diǎn)順次連接，形成所述標(biāo)準(zhǔn)插管軌跡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，所述步驟2中，所述操作感應(yīng)信息包括物理位移和物理轉(zhuǎn)動(dòng)角度，根據(jù)所述操作感應(yīng)信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述虛擬食管電極在所述人體食道模型中的實(shí)際位置具體包括：

步驟21：根據(jù)所述操作感應(yīng)信息讀取所述食管電極的所述物理位移，并根據(jù)所述食管電極插管的物理位移確定所述虛擬食管電極的虛擬位移增量；

步驟22：根據(jù)所述操作感應(yīng)信讀取所述食管電極的所述物理轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)所述物理轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及食管電極前端初始角度確定所述虛擬食管電極的虛擬方向偏量；

步驟23：根據(jù)所述虛擬食管電極的虛擬位移增量和虛擬方向偏量調(diào)整所述虛擬食管電極在所述人體食道模型中的實(shí)際位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，所述步驟21中，所述根據(jù)所述食管電極插管的物理位移S確定所述虛擬食管電極的虛擬位移增量L的具體計(jì)算公式如下：

L＝S*R

其中，R為位移換算系數(shù)，且R的取值范圍為[0.1,0.2]；

所述步驟22中，所述根據(jù)所述物理轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及食管電極前端初始角度α確定所述虛擬食管電極的虛擬方向偏量θ的具體計(jì)算公式如下：

其中，I為角度換算系數(shù)，且I的取值范圍為[0.1,0.2]。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，所述操作感應(yīng)信息還包括物理移動(dòng)速度，所述根據(jù)所述實(shí)際位置確定用于調(diào)整所述訓(xùn)練器模擬插管阻力的反饋摩擦力的具體實(shí)現(xiàn)為：

獲取距離所述虛擬食管電極前端最近的所述關(guān)鍵敏感點(diǎn)i，并計(jì)算該所述反饋摩擦力M，計(jì)算公式如下：

M＝T_i*V*X；

其中，V表示虛擬食管電極當(dāng)前的物理移動(dòng)速度，X表示摩擦力系數(shù)，T_i表示關(guān)鍵敏感點(diǎn)i處的感應(yīng)系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟：

步驟4：根據(jù)所述偏差信息讀取所述虛擬食管電極的前端與所述標(biāo)準(zhǔn)插管軌跡上朝向虛擬食管電極前進(jìn)方向最接近的關(guān)鍵敏感點(diǎn)之間的偏移量，并根據(jù)所述偏移量與預(yù)設(shè)偏移量閾值生成提示信息；

其中，所述提示信息用于通過指示燈閃爍、屏幕顯示、語音播報(bào)和振動(dòng)中的至少一種方式向訓(xùn)練人員提示所述偏移量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于混合現(xiàn)實(shí)的食管電極插管訓(xùn)練方法，其特征在于，所述根據(jù)所述偏移量與預(yù)設(shè)偏移量閾值生成提示信息具體包括：

當(dāng)所述偏移量大于第一預(yù)設(shè)偏移量閾值時(shí)，生成偏移預(yù)警提示信息，以引導(dǎo)訓(xùn)練人員調(diào)整食管電極插管操作；

當(dāng)所述偏移量大于第二預(yù)設(shè)偏移量閾值時(shí)，生成退回操作提示信息，以引導(dǎo)訓(xùn)練人員退回食管電極插管操作；

其中，所述第一預(yù)設(shè)偏移量閾值小于所述第二預(yù)設(shè)偏移量閾值。