[发明专利]一种基于虚拟现实的神经外科手术控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的神经外科手术控制方法，其特征在于，所述基于虚拟现实的神经外科手术控制方法包括以下步骤：

步骤一，利用医疗影像设备采集患者图像数据信息，利用体感设备采集医生手术动作数据；将上述数据信息通过数据导入程序导入到存储器数据中心中；

步骤二，利用三维软件构建神经解剖图谱，通过根据训练模式对医生手术进行综合训练操作；

步骤三，通过感应器识别医生的操作动作，在神经解剖图谱中进行演示，当时出现错误时，对医生操作指令进行相应处理反馈操作结果；

步骤四，利用存储器存储影像数据、动作数据、术后信息数据，利用VR设备显示虚拟化场景。

2.如权利要求1所述的基于虚拟现实的神经外科手术控制方法，其特征在于，通过医疗影像设备采集患者图像数据信息，对患者图像数据信息去噪时采用图像的稀疏表示去噪方法，具体包括：

一幅理想的图像表示为F′，V表示图像噪声，此时带有噪声的图像F表示为：

F＝F′+V；

基于稀疏表示去噪方法的核心是将信号通过某个过完备字典D进行稀疏表示，用若干个基信号来线性表示原始信号F；

稀疏去噪的过程包括影像信号进行稀疏分解，稀疏分解模型满足：

min||x₀|| s.t.||f-Dx||₂≤ε；

式中f为列向量信号，x为稀疏表示系数，d字典，ε为表示误差；

稀疏去噪的过程包括构造用于稀疏分解的过完备字典，字典的选择满足函数：

图像块均满足稀疏模型M(D，ε，T₀)，则存在字典D∈R^n×m(m≥n)，及每一列f对应的表达系数x∈R^m，满足式||Dx-f||₂≤ε。

3.如权利要求1所述的基于虚拟现实的神经外科手术控制方法，其特征在于，通过感应器识别医生的操作动作采用基于加速度传感器的连续动态手势识别方法具体包括以下步骤：

(1)通过MEMS加速度传感器采集手势动作信号；

(2)在采集的过程中，结合手势信号的动作特征，对单个手势的有效数据进行自动定位截取；

(3)经预处理和特征提取后，构建隐马尔可夫模型以实现对特定手势的实时识别。

4.一种实施权利要求1所述基于虚拟现实的神经外科手术控制方法的基于虚拟现实的神经外科手术控制系统，其特征在于，所述基于虚拟现实的神经外科手术控制系统包括：

影像采集模块，与主控模块连接，用于通过医疗影像设备采集患者图像数据信息；

动作数据采集模块，与主控模块连接，用于通过体感设备采集医生手术动作数据；

数据导入模块，与主控模块连接，用于通过数据导入程序导入颅脑模型、手术室模型；

主控模块，与影像采集模块、动作数据采集模块、数据导入模块、三维构建模块、操作识别模块、指令反馈模块、训练模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

三维构建模块，与主控模块连接，用于通过三维软件构建神经解剖图谱；

操作识别模块，与主控模块连接，用于通过感应器识别医生的操作动作；

指令反馈模块，与主控模块连接，用于对医生操作指令进行相应处理反馈操作结果；

训练模块，与主控模块连接，用于通过训练模式对医生手术进行综合训练操作；

数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储影像数据、动作数据、术后信息数据；

显示模块，与主控模块连接，用于通过VR设备显示虚拟化场景。

5.一种应用权利要求1～3任意一项所述基于虚拟现实的神经外科手术控制方法的计算机。

6.一种应用权利要求1～3任意一项所述基于虚拟现实的神经外科手术控制方法的信息数据处理终端。