鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鼻腔腫瘤治療領(lǐng)域。鼻腔腫瘤手術(shù)需要醫(yī)生具有熟練的技能，尤其是對(duì)手眼協(xié)調(diào)操作要求比較高。因此，需要發(fā)展各種訓(xùn)練方法來強(qiáng)化醫(yī)生的手眼協(xié)調(diào)能力。目前，有一些仿真系統(tǒng)用來執(zhí)行術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中模擬。但是，這些系統(tǒng)都需要用到超聲機(jī)器鼻內(nèi)鏡，且在手術(shù)室內(nèi)執(zhí)行模擬，一方面鼻內(nèi)鏡設(shè)備是非常昂貴的，另一方面，在手術(shù)室內(nèi)進(jìn)行模擬會(huì)受到許多非技術(shù)因素的影響，使得模擬效果不理想。而且，當(dāng)前的仿真系統(tǒng)僅能用來訓(xùn)練鼻腔腫瘤手術(shù)路徑規(guī)劃技能，不能滿足更復(fù)雜的技能訓(xùn)練的要求，諸如鼻腔出血處理、鼻腔組織器官變化和手術(shù)器械觸碰的反饋等。因此，迫切需要一種在手術(shù)室外的低成本的可滿足復(fù)雜技能訓(xùn)練的仿真系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，使得以低成本方式滿足復(fù)雜技能訓(xùn)練的需要。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，包括:仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體，其能夠自由移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)融合顯示器件中仿真鼻內(nèi)鏡模型與其運(yùn)動(dòng)一致；仿真手術(shù)器械實(shí)體，其能夠自由移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)融合顯示器件中仿真手術(shù)器械模型與其運(yùn)動(dòng)一致；術(shù)前CT處理器件，其采集術(shù)前患者頭部CT圖像，完成組織器官及腫瘤的分割；鼻內(nèi)鏡視野顯示器件，其與所述仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體連接，根據(jù)所述仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體驅(qū)動(dòng)的仿真鼻內(nèi)鏡模型在CT圖像中的空間位置，獲取二維鼻內(nèi)鏡視野圖像；手術(shù)器械模擬器件，其與所述仿真手術(shù)器械實(shí)體連接，根據(jù)所述仿真手術(shù)器械實(shí)體驅(qū)動(dòng)的仿真手術(shù)器械模型的運(yùn)動(dòng)，模擬手術(shù)操作；融合顯示器件，包括:渲染器件，其與所述術(shù)前CT處理器件連接，將所述術(shù)前CT處理器件中采集并處理的CT圖像體繪制成三維模型；融合器件，其與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件連接，與所述渲染器件連接，將所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件中的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像與所述渲染器件中的CT圖像體繪制結(jié)果融合顯示；定位器件，其與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件連接，與所述手術(shù)器械模擬器件連接，與融合器件連接，顯示仿真鼻內(nèi)鏡模型和仿真手術(shù)器械模型在CT圖像中的相對(duì)位置；變化器件，其與所述手術(shù)器械模擬器件連接，與所述融合器件連接，根據(jù)所述手術(shù)器械模擬器件中模擬的手術(shù)操作，顯示變化的CT圖像。
[0005]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，所述仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體上設(shè)置定位感應(yīng)芯片，所述定位感應(yīng)芯片用于實(shí)時(shí)獲取所述仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體的位置和方位信息。
[0006]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，所述定位感應(yīng)芯片為6自由度傳感器。
[0007]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，所述仿真手術(shù)器械實(shí)體上設(shè)置定位感應(yīng)芯片和力反饋芯片，所述定位感應(yīng)芯片用于實(shí)時(shí)獲取所述仿真手術(shù)器械實(shí)體的位置和方位信息，所述力反饋芯片用于根據(jù)所述融合顯示器件中仿真手術(shù)器械模型傳遞的碰撞信息給出受力反饋。
[0008]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，所述術(shù)前CT處理器件包括分割器件，所述分割器件用于分割采集的術(shù)前患者頭部CT圖像中的眼球、血管、骨頭、腫瘤。
[0009]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，還包括球形畸變器件，其與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件連接，將所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件獲取的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像根據(jù)鼻內(nèi)鏡成像參數(shù)加入球形畸變。
[0010]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，所述融合顯示器件包括透明度選擇器件，所述透明度選擇器件與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件和所述術(shù)前CT處理器件連接，用于設(shè)置所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件中的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像和術(shù)前CT處理器件中CT圖像體繪制結(jié)果的透明度。
[0011]在根據(jù)本實(shí)用新型的其他方案中，所述融合顯示器件中的變化器件根據(jù)所述手術(shù)器械模擬器件中模擬的手術(shù)操作，模擬CT圖像中腫瘤、眼球、血管拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。
[0012]本實(shí)用新型由于采用了仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體和仿真手術(shù)器械實(shí)體，大大降低了仿真系統(tǒng)的成本，能夠以低成本方式滿足復(fù)雜技能訓(xùn)練的需要。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為仿真鼻內(nèi)鏡模型7和仿真手術(shù)器械模型8在CT圖像9中的相對(duì)位置。
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三的鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]主要附圖標(biāo)記說明
[0018]1、仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體；2、仿真手術(shù)器械實(shí)體；3、術(shù)前CT處理器件；4、鼻內(nèi)鏡視野顯示器件；5、手術(shù)器械模擬器件；6、融合顯示器件；61、渲染器件；62、融合器件；63、定位器件；64、變化器件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0020]實(shí)施例一
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包括仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體1、仿真手術(shù)器械實(shí)體2、術(shù)前CT處理器件3、鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4、手術(shù)器械模擬器件5、融合顯示器件6。
[0022]以下將結(jié)合圖1具體介紹鼻內(nèi)鏡手術(shù)導(dǎo)航仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的各部件的詳細(xì)構(gòu)造。
[0023]仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體1模擬鼻內(nèi)鏡，能夠自由移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)融合顯示器件6中仿真鼻內(nèi)鏡模型與其運(yùn)動(dòng)一致。
[0024]仿真手術(shù)器械實(shí)體2模擬手術(shù)器械，能夠自由移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)融合顯示器件6中仿真手術(shù)器械模型與其運(yùn)動(dòng)一致。
[0025]術(shù)前CT處理器件3采集術(shù)前患者頭部CT圖像，完成組織器官及腫瘤的分割。
[0026]鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4與仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體1連接，根據(jù)仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體1驅(qū)動(dòng)的仿真鼻內(nèi)鏡模型在CT圖像中的空間位置，獲取二維鼻內(nèi)鏡視野圖像。如圖2所示，示意地給出了仿真鼻內(nèi)鏡模型7和仿真手術(shù)器械模型8在CT圖像9中的相對(duì)位置。
[0027]手術(shù)器械模擬器件5與仿真手術(shù)器械實(shí)體2連接，根據(jù)仿真手術(shù)器械實(shí)體2驅(qū)動(dòng)的仿真手術(shù)器械模型的運(yùn)動(dòng)，模擬手術(shù)操作；
[0028]融合顯示器件6包括:
[0029]渲染器件61，其與術(shù)前CT處理器件3連接，將術(shù)前CT處理器件3中采集并處理的CT圖像體繪制成三維模型；
[0030]融合器件62，其與鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4連接，與渲染器件61連接，將鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4中的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像與渲染器件61中的CT圖像體繪制結(jié)果融合顯示；
[0031]定位器件63，其與鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4連接，與手術(shù)器械模擬器件5連接，與融合器件62連接，顯示仿真鼻內(nèi)鏡模型和仿真手術(shù)器械模型在CT圖像中的相對(duì)位置；
[0032]變化器件64，其與手術(shù)器械模擬器件5連接，與融合器件62連接，根據(jù)手術(shù)器械模擬器件5中模擬的手術(shù)操作，顯示變化的CT圖像。
[0033]本實(shí)用新型由于采用了仿真鼻內(nèi)鏡實(shí)體1和仿真手術(shù)器械實(shí)體2，大大降低了仿真系統(tǒng)的成本，能夠以低成本方式滿足復(fù)雜技能訓(xùn)練的需要。具體來說，本實(shí)用新型不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣采用真實(shí)的鼻內(nèi)鏡設(shè)備，