[發明專利]一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法

在審

• 申請號: 202110829909.8
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113539036A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王奇
• 申請（專利權）人: 四川省醫學科學院·四川省人民醫院
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28;A61B34/10;A61B34/00
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 胡文莉

1.一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1:將脊柱組織的CT圖像和MRI圖像進行配準融合，以此獲取脊柱組織的3D虛擬模型，將脊髓組織的MRI圖像與脊柱組織的3D虛擬模型相融合，以此獲取脊柱組織以及脊髓組織的3D虛擬模型；在脊柱組織和脊髓組織的3D虛擬模型中選擇添加病變組織虛擬模型；將所有虛擬模型的數據導入佩戴式虛擬成像眼鏡；

S2:測量得到病變組織和脊柱組織以及脊髓組織的彈性模量，3D打印獲取與病變組織和脊柱組織以及脊髓組織的彈性模量保持一致的實體模型；

S3:通過實體模型、佩戴式虛擬成像眼鏡和手術器械的共同作用，在視覺和觸覺上模擬具有真實觸感的神經外科手術。

2.根據權利要求1所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述手術器械和實體模型上設置有數個傳感器。

3.根據權利要求2所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述傳感器包括力傳感器和定位傳感器，所述傳感器連接有傳感信息處理裝置，所述傳感信息處理裝置包括顯示裝置，所述傳感信息處理裝置將信息處理并展示在顯示裝置上，所述傳感信息處理裝置與佩戴式虛擬成像眼鏡連接。

4.根據權利要求3所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述手術器械包括手持端和非手持端，所述定位傳感器安裝在非手持端和實體模型需要手術的位置周圍以及實體模型的輪廓，所述力傳感器安裝在手持端和實體模型需要手術的位置周圍。

5.根據權利要求1所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述步驟S1中獲取脊柱組織以及脊髓組織的3D虛擬模型的具體過程包括:將脊柱組織的CT圖像的血管結構和椎骨結構與脊柱組織的MRI圖像的血管結構和軟組織結構一一對應并綁定，并利用迭代最近點算法對圖像進一步的精確配準，最終得到脊柱組織的3D虛擬模型；將脊髓組織的MRI圖像的神經結構與脊柱組織的3D虛擬模型的血管結構和椎骨結構進行配準得到脊柱組織以及脊髓組織的3D虛擬模型。

6.根據權利要求1所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述步驟S1中添加病變組織虛擬模型的具體過程包括:在脊柱組織以及脊髓組織的3D虛擬模型中選擇一處添加病變組織虛擬模型，病變組織虛擬模型附著在血管結構、神經結構上或者包覆血管結構、神經結構。

7.根據權利要求1所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述步驟S2中選用硬度不同且與脊柱組織以及脊髓組織的彈性模量保持一致的3D打印材料制作實體模型。

8.根據權利要求1所述的一種具有真實觸感的沉浸式神經外科手術模擬方法，其特征在于，所述病變組織和脊柱組織以及脊髓組織的彈性模量的獲取方式為：選用病變組織和脊柱組織以及脊髓組織的替代物，采用彈性模量測試儀對替代物分別進行測定，得到對應的彈性模量。