[发明专利]虚拟心血管介入手术培训系统中反馈力的确定方法及系统

摘要

本发明公开了一种虚拟心血管介入手术培训系统中反馈力的确定方法及系统。其中，该方法包括确定导丝位移轨迹线段以及血管四面体网格内部元素拓扑信息和血管内壁三角面片与空间包围盒关联信息；基于该结果，检测导丝与血管之间是否发生碰撞；在导丝与血管之间发生碰撞的情况下，确定碰撞点坐标及导丝节点的力觉交互设备点坐标；根据碰撞点坐标及导丝节点的力觉交互设备点坐标，确定导丝与血管间的虚拟反馈力。通过本发明实施例解决了如何实时、精确地确定导丝‑血管间反馈力的技术问题。

主权项

1.一种虚拟心血管介入手术培训系统中反馈力的确定方法，其特征在于，所述方法至少包括：步骤1：确定导丝位移轨迹线段、确定血管四面体网格内部元素拓扑信息、确定血管内壁三角面片与空间包围盒关联信息；步骤2：基于步骤1的结果，检测所述导丝与所述血管之间是否发生碰撞；步骤3：在所述导丝与所述血管之间发生碰撞的情况下，确定碰撞点坐标及导丝节点的力觉交互设备点坐标；步骤4：根据所述碰撞点坐标及所述导丝节点的力觉交互设备点坐标，确定所述导丝与所述血管间的反馈力；所述确定导丝位移轨迹线段具体包括：将所述导丝离散为N个节点，其中，所述N取正整数；通过距离固定、不可压缩和伸张的线段，来连接相邻节点；在每一节点处建立节点坐标系；通过力觉交互设备确定所述导丝的位移轨迹线段；所述确定血管四面体网格内部元素拓扑信息具体包括：建立几何元素的相邻关联几何元素集合，其中，所述几何元素包括顶点、棱边和三角面片；所述确定血管内壁三角面片与空间包围盒关联信息具体包括：采用空间分解法对所述心血管介入手术中涉及的股动脉、腹主动脉、冠状动脉和颈动脉血管模型所占据的空间进行逐层分解；对分解后的血管模型的各个分支进行编号；采用方向包围盒的方法确定分解后的血管模型片段的空间坐标范围，并对所有子包围盒建立一维索引；针对所述血管模型内壁上的三角面片，根据顶点三维坐标范围对所述所有子包围盒进行遍历；根据所述空间包围盒及所述三角面片的坐标信息，判断所述血管模型内壁上的三角面片是否和所述空间包围盒相关联；若相关联，则将所述三角面片加入到所述空间包围盒相关联的三角面片集合中。