[發(fā)明專利]顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910375403.7
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110136522A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊峰;李文杰;張安琪
• 申請（專利權(quán)）人: 艾瑞邁迪科技石家莊有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

1.一種顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

跟蹤模塊，用于當(dāng)手術(shù)工具在打印的目標頭部模型上進行操作時，實時獲取所述手術(shù)工具尖端的位姿，以及獲取所述手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像，并計算所述手術(shù)工具尖端的位姿顯示在VR眼鏡中對應(yīng)位置的顱底組織結(jié)構(gòu)的CT/MR三維渲染圖像；

融合顯示模塊，用于將根據(jù)手術(shù)工具尖端的位姿計算確定的顯示在所述VR眼鏡中對應(yīng)位置的顱底組織結(jié)構(gòu)的CT/MR三維渲染圖像和所述手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像進行實時配準及融合，使所述VR眼鏡顯示實時融合后的三維圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

三維重建模塊，用于獲取目標頭部樣本的CT/MR掃描影像，對所述CT/MR掃描影像中的顱底組織結(jié)構(gòu)進行自動分割，對分割后得到的顱底組織結(jié)構(gòu)進行三維重建，得到三維顱底模型圖像；

配準模塊，用于將從三維重建模塊中獲取的三維顱底模型圖像和手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像進行配準；

顯示模塊，用于將所述三維顱底模型圖像中的顱底組織結(jié)構(gòu)進行渲染，將渲染后的三維顱底模型圖像導(dǎo)入VR眼鏡中進行顯示；

打印模塊，用于根據(jù)所述CT/MR掃描影像和三維重建后得到的三維顱底模型的數(shù)據(jù)，利用3D打印技術(shù)，打印目標頭部模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述三維重建模塊，具體用于

利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對所述CT/MR顱底影像中的各顱底組織結(jié)構(gòu)進行分割。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述三維重建模塊，具體用于

利用移動立方體Marching Cube算法，對分割后得到的顱底組織結(jié)構(gòu)進行三維重建。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述配準模塊，具體用于

采用標志點和劃取點云配準算法，通過在手術(shù)前劃取面部點云或者在面部設(shè)置標志點的方法進行特征點匹配，將從三維重建模塊中獲取的三維顱底模型圖像和手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像進行實時配準。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述跟蹤模塊，具體用于

當(dāng)手術(shù)工具在打印的目標頭部模型上進行操作時，采用標志點跟蹤方法，實時獲取所述手術(shù)工具尖端的位姿。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述當(dāng)手術(shù)工具在打印的目標頭部模型上進行操作時，采用標志點跟蹤方法，實時獲取所述手術(shù)工具尖端的位姿，包括：

當(dāng)手術(shù)工具在打印的目標頭部模型上進行操作時，采用標志點跟蹤方法，通過光學(xué)定位跟蹤系統(tǒng)實時跟蹤所述手術(shù)工具尖端預(yù)先設(shè)置的標志點，來實時計算所述手術(shù)工具尖端的位姿。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顱底手術(shù)模擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述VR眼鏡的數(shù)量為至少一個。

9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)：當(dāng)手術(shù)工具在打印的目標頭部模型上進行操作時，實時獲取所述手術(shù)工具尖端的位姿，以及獲取所述手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像，并計算所述手術(shù)工具尖端的位姿顯示在VR眼鏡中對應(yīng)位置的顱底組織結(jié)構(gòu)的CT/MR三維渲染圖像；將根據(jù)手術(shù)工具尖端的位姿計算確定的顯示在所述VR眼鏡中對應(yīng)位置的顱底組織結(jié)構(gòu)的CT/MR三維渲染圖像和所述手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像進行實時配準及融合，使所述VR眼鏡顯示實時融合后的三維圖像。

10.一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)：當(dāng)手術(shù)工具在打印的目標頭部模型上進行操作時，實時獲取所述手術(shù)工具尖端的位姿，以及獲取所述手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像，并計算所述手術(shù)工具尖端的位姿顯示在VR眼鏡中對應(yīng)位置的顱底組織結(jié)構(gòu)的CT/MR三維渲染圖像；將根據(jù)手術(shù)工具尖端的位姿計算確定的顯示在所述VR眼鏡中對應(yīng)位置的顱底組織結(jié)構(gòu)的CT/MR三維渲染圖像和所述手術(shù)工具上安裝的探頭拍攝到的實時圖像進行實時配準及融合，使所述VR眼鏡顯示實時融合后的三維圖像。