[发明专利]一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统

权利要求书

1.一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于，所述系统包括：图像引导手术穿刺手术器械、直线滚珠丝杆导轨滑台，六自由度力学传感器，多维力学数据分析仪，增强现实显示系统、空间匹配标定设备及计算机；所述的多维力学数据分析仪与图像引导手术穿刺设备和计算机均有连接；一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统工作流程，主要包括术前和术中两个过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的图像引导手术穿刺手术器械为穿刺针，用于对软组织进行穿刺。

3.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的直线滚珠丝杆导轨滑台用于控制穿刺针的纵向运动。

4.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的六自由度力学传感器用于获取穿刺针上的穿刺力学数据，并将数据传送给多维力学数据分析仪。

5.根据权利要求1、4所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的多维力学数据分析仪用于对穿刺力学数据进行分析和处理，内部含有无线驱动，用于穿刺力数据的发送。

6.根据权利要求书1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的计算机中包括无线驱动、3D模型制作软件和穿刺导航项目搭建平台，用于将接收多维力学数据分析仪处理后的穿刺力学数据进行可视化，并创建虚拟的穿刺场景。

7.根据权利要求书1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的增强现实显示系统用于将虚拟穿刺场景和真实穿刺环境相结合，并呈现给操作者，并在术中实时呈现给操作者，医生对3D GUI的穿刺力学数据进行分析比较，判断是否继续穿刺或停止穿刺。

8.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的术前包括采集人体各层组织的多组穿刺力数据，进行模拟仿真，获得人体各层组织的力学特性(穿刺力的时间-力函数模型)；将手术针和人体穿刺组织进行配准。

9.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的术中包括获得实时传送力学数据，通过算法(神经网络/深度学习/其他算法等)进行匹配后，在3DGUI上实时可视化出穿刺力学数据，参考基于增强现实的视觉导航，实现实时穿刺导航。

10.根据权利要求7所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的虚拟穿刺场景包括空间匹配标定设备模型、穿刺针模型、软组织模型和3DGUI模型，这些模型都是为了与真实环境中相应的模型进行匹配。

11.根据权利要求7、9所述的一种基于增强现实的触觉可视化穿刺手术导航系统，其特征在于：所述的3D GUI包含GUI1和GUI2，GUI1用于呈现软组织穿刺力的时间-力函数模型，GUI2用于呈现实时的穿刺力学数据。