[发明专利]一种基于术中数据的经皮肾镜取石虚拟手术系统

摘要

本发明公开了一种基于触觉交互的经皮肾镜穿刺(PCNL)的肾结石虚拟手术训练系统，用以提高泌尿外科医生反复训练获得穿刺技巧的方法。具体包括：医学图像三维重建模块(1)，肾脏软组织样本穿刺实验模块(2)，力学建模模块(3)，视觉渲染模块(4)，触觉渲染模块(5)，虚拟手术训练环境设计模块(6)，触觉交互设备模块(7)，手术训练数据采集分析模块(8)，增强现实模块(9)和3D打印模块(10)；本发明使用真实手术套针穿刺肾脏组织数据建立力学模型，结合触觉交互设备、增强现实技术、3D打印技术构建的虚拟PCNL手术环境能够沉浸感强、实时性好，有助于泌尿外科医生训练提高手术技巧，熟练手术环节。

主权项

1.一种基于术中数据的经皮肾镜取石虚拟手术训练系统，其特征在于：由医学图像三维重建模块(1)，术中手术穿刺实验设计(2)，力学建模模块(3)，视觉渲染模块(4)，触觉渲染模块(5)，虚拟手术训练环境设计模块(6)，具有触觉交互的手术器械模块(7)，手术训练数据采集分析模块(8)，增强现实模块(9)和3D打印模块(10)；所述的医学图像三维重建模块(1)，通过导入结石病人术前DICOM格式医学图像导入自行编写的分析软件中，由专业泌尿外科医师通过区域划分、阈值限定等图像处理方法对生成的数据重复评估矫正，重构患者集合系统精细三维模型，用于视觉渲染模块(4)和3D打印模块(9)；所述的术中手术穿刺实验设计(2)用于获取真实力学数据构建力学模型模块(3)及触觉渲染模块(5)；所述的虚拟手术环境设计模块(6)，用于构建手术环境需要的手术步骤及器械，并同步视觉渲染模块(4)和触觉渲染模块(5)；所述的训练数据采集分析模块(8)，用于采集、分析通过增强现实模块(9)结合3D打印模块(10)虚拟手术训练后，医师手术技巧的提高。