[发明专利]基于混合现实与空间微定位技术的穿刺活检模拟系统

说明书

本发明公开了一种基于混合现实与空间微定位技术的穿刺活检模拟系统，其特征在于，包括：使用不同的3D打印材料，应用3D打印技术，打印出的3D打印人体目标部位结构模型；运行有穿刺训练模拟软件系统的电脑主机；与电脑主机相连的微空间定位装置；与电脑主机相连的混合现实设备。本发明能持续提升泌尿相关专科专业人员前列腺穿刺活检技能熟练度；提高临床医生前列腺穿刺活检操作精准度，减少前列腺穿刺活检操作穿刺次数；充分发挥VR虚拟仿真技术优势；充分发挥VR虚拟教学实时互动性。

技术领域

本发明涉及一种基于混合现实与空间微定位技术的人体目标部位(例如：前列腺)穿刺训练模拟器，应用了3D打印、混合现实技术、空间微定位技术，属于模拟医学技术领域。

背景技术

模拟医学通过仿真技术和方法，还原和重建医学临床领域的各类器械，实现医学操作训练和辅助医疗等。

目前传统的前列腺穿刺培训存在培训医师在进行穿刺训练时，不能及时确认穿刺针位置与深度是否正确。而且前列腺穿刺训练使用的模拟器(通常为前列腺模型)材质是单一材质，与真实人体存在的多层结构完全不同。前述的诸多缺陷导致了利用前列腺模型进行操作学习的效率较低、成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：原有前列腺穿刺培训所使用的模拟器材质单一、手感不真实；并且由于不能实时看到前列腺三维结构，培训效率；在培训时，对于穿刺针的位置和深度信息缺乏实时的操作反馈。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种基于混合现实与空间微定位技术的穿刺活检模拟系统，其特征在于，包括：

使用不同的3D打印材料，应用3D打印技术，打印出一个具备相应人体组织结构的3D打印人体目标部位结构模型，该3D打印人体目标部位结构模型能够仿真真实的人体组织触感与软硬程度；

运行有穿刺训练模拟软件系统的电脑主机；

与电脑主机相连的微空间定位装置，包括磁块、微空间定位器和微空间定位传感器，其中：磁块放置于3D打印人体目标部位结构模型预先设定的固定相对位置上，用于接收微空间定位传感器的信号；微空间定位传感器设于穿刺针器械上，微空间定位器通过微空间定位传感器会实时追踪到穿刺针器械的三维空间位置信息，并将该实时三维空间位置信息反馈给穿刺训练模拟软件系统，由穿刺训练模拟软件系统向正在进行操作的医师给出实时的反馈；

与电脑主机相连的混合现实设备，医师在3D打印人体目标部位结构模型上进行穿刺训练时，穿刺训练模拟软件系统运用混合现实技术通过混合现实设备将人体目标部位的各人体组织三维软件模型和/或由微空间定位装置反馈的实时三维空间位置信息叠加在3D打印人体目标部位结构模型上，并向医师实时展示。

优选地，所述3D打印人体目标部位结构模型能够分为N层，N≥2，每一层使用不同的材料进行打印，使得每一层具有不同的软硬程度。

优选地，所述微空间定位器和所述微空间定位传感器采用电磁定位器和电磁传感器。

优选地，所述3D打印人体目标部位结构模型上叠加有所述人体组织三维软件模型或者不叠加所述人体组织三维软件模型。

优选地，所述穿刺训练模拟软件系统具有训练模式与考核模式；

当所述穿刺训练模拟软件系统工作于训练模式时，所述3D打印人体目标部位结构模型上叠加有所述人体组织三维软件模型以及由微空间定位装置反馈的实时三维空间位置信息，医师根据所述穿刺训练模拟软件系统给出的提示，找准穿刺位置与深度，在3D打印人体目标部位结构模型上进行穿刺操作；