[發(fā)明專利]一種基于混合現(xiàn)實(shí)的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)、裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010832809.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN111986330A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王峻峰;李偉;晉云;彭方成;先洪玉;唐繼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南省第一人民醫(yī)院;王峻峰;李偉
• 主分類號(hào): G06T19/00
• 分類號(hào): G06T19/00;G06T7/00;G16H30/40;A61B34/20;A61B34/10;A61B34/00
• 代理公司: 昆明合盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53210
• 代理人: 牛林濤

本發(fā)明公開一種基于混合現(xiàn)實(shí)的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)、裝置及方法，涉及手術(shù)模擬技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)包括影像處理模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、顯示模塊、功能模塊、工具模塊和外設(shè)模塊的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)；同時(shí)結(jié)合與硬件相關(guān)的基于混合現(xiàn)實(shí)的術(shù)前規(guī)劃模擬系裝置，通過以CT數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫模塊進(jìn)行三維重建出3D臟器及周邊結(jié)構(gòu)，同時(shí)借助功能模塊進(jìn)行臟器透明度、顯示隱藏、顏色信息調(diào)整以區(qū)分結(jié)構(gòu)、數(shù)值、層次；同時(shí)根據(jù)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)借助工具模塊對(duì)臟器、病灶進(jìn)行虛擬體積計(jì)算、測(cè)量、切割、穿刺、消融的虛擬，最終確定手術(shù)方案和類型進(jìn)行存儲(chǔ)，通過術(shù)前的虛擬模擬確定最優(yōu)手術(shù)方案，同時(shí)可直觀的進(jìn)行醫(yī)患溝通，達(dá)到減少手術(shù)時(shí)間、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及手術(shù)模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種基于混合現(xiàn)實(shí)的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)、裝置及方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)以來，以腔鏡技術(shù)為代表的微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)發(fā)展迅速，微創(chuàng)手術(shù)與傳統(tǒng)的手術(shù)相比，其具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、麻醉時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，因此微創(chuàng)手術(shù)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。然而由于微創(chuàng)手術(shù)本身的特點(diǎn)，醫(yī)生只能通過內(nèi)窺鏡看到病人體內(nèi)的局部狀況，這樣對(duì)于醫(yī)生來說手術(shù)難度大大加大，而且對(duì)經(jīng)驗(yàn)值的依賴比傳統(tǒng)的手術(shù)要高，所以對(duì)醫(yī)生來說，術(shù)前規(guī)劃十分重要。

混合現(xiàn)實(shí)(MR，Mixed Reality)指的是合并現(xiàn)實(shí)和虛擬世界而產(chǎn)生的新的可視化環(huán)境，在新的可視化環(huán)境里物理和數(shù)字對(duì)象共存，并實(shí)時(shí)互動(dòng)。混合現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)需要在一個(gè)能與現(xiàn)實(shí)世界各事物相互交互的環(huán)境中，如果一切事物都是虛擬的那就是虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)，如果展現(xiàn)出來的虛擬信息只能簡(jiǎn)單疊加在現(xiàn)實(shí)事物上，那就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)；MR的關(guān)鍵點(diǎn)就是與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互和信息的及時(shí)獲取。

MR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)前沿的創(chuàng)新技術(shù)，它在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也初具規(guī)模，目前也有相關(guān)的報(bào)道和文獻(xiàn)表明，很多科研工作者正在開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品和方法，如：CN108938087 A基于混合現(xiàn)實(shí)的手術(shù)導(dǎo)航方法，通過預(yù)先對(duì)病變進(jìn)行標(biāo)注，比如腫瘤的位置，可以智能的找到每一個(gè)角度對(duì)應(yīng)的開口位置，并且自動(dòng)預(yù)測(cè)開口大小；醫(yī)生通過透視，根據(jù)血管分布，可以選擇一個(gè)最佳的方案進(jìn)行手術(shù)，該發(fā)明在術(shù)前模擬和規(guī)劃上有著重大的研究?jī)r(jià)值；CN 104992582 B一種基于混合現(xiàn)實(shí)的醫(yī)學(xué)微創(chuàng)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)，通過混合現(xiàn)實(shí)的手術(shù)過程，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)感很強(qiáng)的醫(yī)學(xué)微創(chuàng)手術(shù)的訓(xùn)練，為醫(yī)院和醫(yī)學(xué)院校提供了良好的訓(xùn)練平臺(tái)；但是，基于術(shù)前的規(guī)劃系統(tǒng)需要解決的問題更多是術(shù)者和患者對(duì)手術(shù)方案的理解、手術(shù)的規(guī)劃和術(shù)后的溝通，目前的現(xiàn)有技術(shù)缺乏相應(yīng)的系統(tǒng)、裝置。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于：目前現(xiàn)有技術(shù)缺乏用于術(shù)前規(guī)劃、醫(yī)患交流的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)、裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于混合現(xiàn)實(shí)的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)、裝置及方法，通過術(shù)前的虛擬模擬確定最優(yōu)手術(shù)方案，同時(shí)可直觀的進(jìn)行醫(yī)患溝通，達(dá)到減少手術(shù)時(shí)間、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于混合現(xiàn)實(shí)的術(shù)前規(guī)劃模擬系統(tǒng)，包括影像處理模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、顯示模塊、功能模塊、工具模塊和外設(shè)模塊；

影像處理模塊：用于導(dǎo)入CT圖像后識(shí)別腔內(nèi)臟器和血管，生成三維圖像，同時(shí)通過標(biāo)記病灶區(qū)域重建病灶模型；

數(shù)據(jù)庫模塊：用于存儲(chǔ)、記錄模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)適時(shí)可進(jìn)行調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)；

顯示模塊：用于顯示或3D顯示影像處理模塊生成的三維圖像；

功能模塊：用于讀取數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，識(shí)別臟器結(jié)構(gòu)、數(shù)值、層次；

工具模塊：用于對(duì)臟器、病灶進(jìn)行體積計(jì)算、測(cè)量、切割、穿刺、消融的虛擬工具；

外設(shè)模塊：用于連接外設(shè)設(shè)備。