[发明专利]一种增强现实辅助穿刺定位方法

说明书

本发明涉及一种增强现实辅助穿刺定位方法，包括以下步骤1)打开混合虚拟现实设备，将混合虚拟模型导入到混合现实设备中，2)将虚拟模型和三维物体进行拟合，3)拟合完成，将识别图和穿刺针进行绑定，4)打开设备中识别图像的功能，开始识别图像，5)识别完成后，将会出现和穿刺针一样的穿刺针模型，并且两个是重合的，6)开始穿刺，移动穿刺针，混合虚拟现实设备中的穿刺针模型会跟随三维真实的穿刺针，7)确认穿刺针进入的点，当穿刺针触碰到穿刺进入的点后，设备中提示进针点已确认完毕，8)调整穿刺的方向，当穿刺方向正确后，设备中提示，9)开始穿刺，当穿刺到目标位置后，提示穿刺，10)整个穿刺过程完成。

技术领域

本发明属于医疗穿刺介入技术领域，特别涉及一种增强现实辅助穿刺定位方法。

背景技术

穿刺介入手术是一种典型的微创手术，因创伤小、患者痛苦小及恢复快等优点受到广泛应用。目前大多数都是通过CT、超声或C臂机等医学影像设备扫描后，本着穿刺路径最短的原则，医师会在穿刺介入手术实施前规划出一条最佳的直线穿刺路径，然后根据经验进行穿刺手术，然而软组织为非均质、各向异性材料，穿刺针进入软组织后会因受力不均而产生横向偏斜，使针尖偏离靶点，进而影响治疗效果，导致手术时间长，此外，软组织为不可视材料，穿刺针进入软组织后其偏斜状态无法直接观察，而且穿刺过程中人体需要进行呼吸，需要穿刺的病灶位置可能会随人体呼吸进行移动，传统的自动穿刺方法无法对呼吸导致的位移进行调整，导致人体呼吸时穿刺装置不能对病灶进行精准穿刺，可能会对穿刺对象造成意外的伤害；同时，CT、超声或C臂机等医学影像设备的价格昂贵、操作复杂、占用空间大，还会对人体产生辐射。

另外一些学者尝试使用类生物明胶进行穿刺过程的模拟研究，对明胶内设置的目标靶点进行针尖定位实验，此方法中穿刺对象的可视化问题虽然得到了有效解决，但明胶与软组织的材料力学性能相差较大。穿刺明胶的模拟研究中所得穿刺针的结构参数和进针策略并不能完全适用于动物软组织的穿刺过程，大大降低了优化实验的作用。此外，面向不同动物软组织的穿刺过程，如肝脏、肾脏、前列腺等，往往需要花费大量的时间和精力去配置具有相近材料力学性能的明胶模型，严重影响实验进展。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种能够快速的进行穿刺、命中目标点，降低整个穿刺过程所用的时间和误差的增强现实辅助穿刺定位方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种增强现实辅助穿刺定位方法，包括以下步骤：

(1)在需要拟合的模型上选取3～7个特征点，打开虚拟混合现实设备，将模型导入虚拟混合现实设备中；具体为：使用混合现实设备扫描到手，在手指尖的位置放置一个虚拟的球，然后手指移动在空间中逐一找到各实体特征点，并且记录位置，确认进行拟合并查看虚拟模型和实体的位置、角度的关系，手部跟踪拟合完成；

(2)在虚拟模型上选取穿刺进入点、穿刺点和穿刺通道；

(3)将虚拟模型导入到混合现实设备中，并将虚拟模型和三维物体进行拟合；

(4)将识别图片和穿刺针进行绑定；具体为：在穿刺针上绑有一张二维码的图片；

(5)打开混合现实设备中识别图像的功能，开始识别图片并读取穿刺的深度和角度信息；

(6)识别完成后，出现和穿刺针相同的穿刺针模型，并且两者重合；

(7)开始穿刺，移动穿刺针，混合虚拟现实设备中的穿刺针模型会跟随追踪三维真实的穿刺针；

(8)确认穿刺针进入的点，当穿刺针触碰到穿刺进入的点后，设备中提示进针点已确认完毕；

(9)调整穿刺的方向，当穿刺方向正确后，设备中提示开始穿刺，当穿刺到目标位置后，提示穿刺；

(10)整个穿刺过程完成。