本申請屬于心臟電生理模型，特別涉及基于vr的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、心臟電生理仿真是一種較為成熟的用于計算心臟電生理活動的技術(shù)。仿真中需要對心肌組織施加電刺激，以模擬心臟的電生理反應(yīng)。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，心臟電生理實驗仿真主要存在以下問題：1）目前的心臟電生理實驗中，刺激點的選擇和定位主要依賴于二維圖像或簡單的三維模型，缺乏直觀的空間感知和精確定位能力；仿真技術(shù)人員和醫(yī)生難以準確判斷刺激點的空間位置關(guān)系，容易造成定位偏差。2）傳統(tǒng)的心臟建模和刺激點標注方法交互性差，操作不夠直觀，使用者需要在多個軟件平臺間切換，無法實時調(diào)整和驗證刺激方案，降低了實驗效率。3）仿真模型集成度不足，虛擬標注系統(tǒng)與物理仿真系統(tǒng)往往是割裂的，缺乏有效的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)機制；這種分離導(dǎo)致工作流程繁瑣，增加了數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)的錯誤風(fēng)險。4）可視化效果欠佳。傳統(tǒng)的心臟模型可視化方法往往局限于靜態(tài)展示或簡單動畫，缺乏實時交互能力。這使得醫(yī)生難以直觀理解心臟結(jié)構(gòu)與刺激點之間的空間關(guān)系。

3、針對上述問題，需要提出本申請的基于vr(虛擬現(xiàn)實，virtual?reality)的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┝艘环N基于vr的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備，該方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的心臟電生理實驗仿真過程中刺激點定位不準確、仿真效率低、仿真錯誤率高以及可視化效果差等問題。

2、本申請所要達到的技術(shù)效果通過以下方案實現(xiàn)：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N基于vr的心臟電生理仿真交互方法，所述方法包括：

4、基于心臟的nifti數(shù)據(jù)，通過三維重建算法導(dǎo)出對應(yīng)的心臟三維數(shù)據(jù)模型，其中，所述心臟三維數(shù)據(jù)模型是obj格式的；

5、將所述心臟三維數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入unity中，并將所述心臟三維數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的心臟模型原點與vr世界原點對齊；

6、通過vr設(shè)備的射線投射標定各個碰撞點，確定每個所述碰撞點的vr空間坐標；

7、將所述vr空間坐標轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點矩陣坐標；

8、對所述刺激點矩陣坐標進行擴展得到球形區(qū)域矩陣坐標集；

9、對所述球形區(qū)域矩陣坐標集進行修正得到刺激范圍點陣。

10、在一些實施例中，所述通過vr設(shè)備的射線投射標定各個碰撞點，確定每個所述碰撞點的vr空間坐標，包括：

11、將vr設(shè)備的射線投射到所述心臟三維數(shù)據(jù)模型的觀察區(qū)域；

12、實時檢測所述射線是否與所述觀察區(qū)域相交，如果相交，則將各個碰撞點對應(yīng)的碰撞點信息記錄在log數(shù)據(jù)中，其中，所述碰撞點信息中包括每個所述碰撞點的vr空間坐標。

13、在一些實施例中，在通過vr設(shè)備的射線投射標定各個碰撞點之前，還包括：

14、構(gòu)建出攝像機視角以及操作手柄組件，其中，操作手柄組件包括左手手柄組件和右手手柄組件；

15、通過射線控制器控制左手手柄組件和右手手柄組件，實現(xiàn)所述左手手柄組件和所述右手手柄組件發(fā)射出射線；

16、利用右手手柄組件進行碰撞點的vr空間坐標的檢測，所述右手手柄組件實時檢測射線碰撞，并返回對應(yīng)的碰撞點的vr空間坐標。

17、在一些實施例中，所述將所述vr空間坐標轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點矩陣坐標，包括：

18、針對每個所述碰撞點，根據(jù)如下公式計算所述碰撞點相對于心臟模型原點的相對距離：

19、相對距離=vr空間坐標-心臟模型原點坐標；

20、基于所述相對距離，利用如下公式確定心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點矩陣坐標：

21、刺激點矩陣坐標=（相對距離/心臟模型大小）*矩陣大??；

22、其中，心臟模型大小表示vr世界中的心臟三維數(shù)據(jù)模型的大小，矩陣大小表示由所述心臟的nifti數(shù)據(jù)構(gòu)建的矩陣的大小。

23、在一些實施例中，所述對所述刺激點矩陣坐標進行擴展得到球形區(qū)域矩陣坐標集，包括：

24、對所述刺激點矩陣坐標進行加減n的刺激區(qū)域擴展，得到球形區(qū)域矩陣坐標集，其中，n為正整數(shù)。

25、在一些實施例中，對所述球形區(qū)域矩陣坐標集進行修正得到刺激范圍點陣，包括：

26、將所述球形區(qū)域矩陣坐標集中超出所述心臟的nifti數(shù)據(jù)構(gòu)建的矩陣的刺激點刪除，得到目標球形區(qū)域矩陣坐標集；

27、獲取心外膜細胞對應(yīng)的坐標；

28、將所述目標球形區(qū)域矩陣坐標集中位于非心外膜細胞對應(yīng)的坐標上的刺激點刪除，得到刺激范圍點陣。

29、在所有實施例中，所述心外膜細胞的坐標是從所述心臟的nifti數(shù)據(jù)中獲取的。

30、在一些實施例中，n的值為用戶輸入的變量，例如可以是3。

31、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)前述任意一項所述的方法。

32、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序可被一個或者多個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)前述任一項所述的方法。

33、通過本申請?zhí)峁┑幕趘r的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備，該方法設(shè)計了一套多層矩陣坐標變換算法，通過建立vr空間坐標系、心臟局部坐標系和物理仿真坐標系之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)了各坐標系之間的精確轉(zhuǎn)換，確保了確定的刺激點的位置信息的準確性，提高了仿真的效率和準確率，且仿真過程較為直觀的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述通過vr設(shè)備的射線投射標定各個碰撞點，確定每個所述碰撞點的vr空間坐標，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，在通過vr設(shè)備的射線投射標定各個碰撞點之前，還包括：

4.如權(quán)利要求2所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述將所述vr空間坐標轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點矩陣坐標，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述對所述刺激點矩陣坐標進行擴展得到球形區(qū)域矩陣坐標集，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，對所述球形區(qū)域矩陣坐標集進行修正得到刺激范圍點陣，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述心外膜細胞的坐標是從所述心臟的nifti數(shù)據(jù)中獲取的。

8.如權(quán)利要求6所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，n的值為用戶輸入的變量。

9.一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任意一項所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序可被一個或者多個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任意一項所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了基于VR的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備，屬于心臟電生理模型技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：基于心臟的NIFTI數(shù)據(jù)，導(dǎo)出對應(yīng)的心臟三維數(shù)據(jù)模型；將所述心臟三維數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入Unity中，并將心臟三維數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的心臟模型原點與VR世界原點對齊；通過VR設(shè)備的射線投射標定各個碰撞點，確定每個碰撞點的VR空間坐標；將所述VR空間坐標轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點矩陣坐標；對刺激點矩陣坐標進行擴展得到球形區(qū)域矩陣坐標集；對所述球形區(qū)域矩陣坐標集進行修正得到刺激范圍點陣。本申請實現(xiàn)了各坐標系之間的精確轉(zhuǎn)換，確保了刺激點的位置信息的準確性，提高了仿真的效率和準確率，達到了仿真過程較為直觀的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：李婭聰,徐喆昊,田曉,陳路瑤,隋棟,張恒貴
受保護的技術(shù)使用者：北京智源人工智能研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9