基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统技术方案

本发明专利技术公开了基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统，涉及虚拟现实技术领域，解决了由于病人个体差异和病情复杂多变，冠状动脉疾病的并发症为冠状动脉疾病诊疗设置了重重障碍，导致冠状动脉疾病诊疗操作困难的问题，其技术方案要点是：包括建模系统和VR操作系统；建模系统包括数据采集单元、3D建模单元和病变模拟单元；3D建模单元与数据采集单元连接；病变模拟单元与数据采集单元、3D建模单元连接和VR操作系统连接；VR操作系统包括并发症设定单元、视觉反馈单元和触觉反馈单元，具有为介入医师提供冠心病患者术前手术演练系统，对介入医师进行术前训练，提高介入医师对冠状动脉疾病诊疗的成功率。

Coronary artery disease simulation diagnosis and treatment system based on 3D model and VR Technology

The invention discloses a simulation diagnosis and treatment system of coronary artery disease based on 3D model and VR technology, which relates to the field of virtual reality technology. It solves the problem that the complications of coronary artery disease set up serious obstacles for the diagnosis and treatment of coronary artery disease due to the individual differences of patients and the complex and changeable conditions of patients, and lead to the difficult operation of the diagnosis and treatment of coronary artery disease. System and VR operating system; Modeling system includes data acquisition unit, 3D modeling unit and disease simulation unit; 3D modeling unit is connected with data acquisition unit; Disease simulation unit is connected with data acquisition unit, 3D modeling unit and VR operating system; VR operating system includes complication setting unit, visual feedback unit and tactile feedback unit, which can be provided for interventional physicians. The preoperative operation drill system for patients with coronary heart disease (CHD) provides preoperative training for interventional physicians to improve the success rate of diagnosis and treatment of CHD.

【技术实现步骤摘要】
基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统
本专利技术涉及虚拟现实
，更具体地说，它涉及基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统。
技术介绍
虚拟现实技术,简称VR技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。冠状动脉粥样硬化性心脏病是冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管腔狭窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病，常常被称为“冠心病”。经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)应用特制的带气囊导管，经外周动脉(股动脉或桡动脉)送到冠脉狭窄处，充盈气囊可扩张狭窄的管腔，改善血流，并在已扩开的狭窄处放置支架，预防再狭窄。但是，由于病人个体差异和病情复杂多变，冠状动脉疾病的并发症为冠状动脉疾病诊疗设置了重重障碍，导致冠状动脉疾病诊疗操作困难。因此，如何设计一种基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统是我们目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统，具有为介入医师提供冠心病患者术前手术演练系统，对介入医师进行术前训练，提高介入医师对冠状动脉疾病诊疗的成功率。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统，包括建模系统和VR操作系统；所述建模系统包括数据采集单元、3D建模单元和病变模拟单元；所述数据采集单元，用于根据大型C臂心脏血管造影X线机采集冠状动脉疾病病人的实时病情数据；所述实时病情数据包括明显冠脉分支走向信息、病变炎症程度信息、有无钙化信息；所述3D建模单元，与所述数据采集单元连接，用于根据明显冠脉分支走向信息建立经外周动脉至冠脉狭窄处的血管模型；所述病变模拟单元，与所述数据采集单元、3D建模单元连接和VR操作系统连接，用于根据所述病变炎症程度信息和有无钙化信息在血管模型内模拟患者的病变部位和病变状态，并将模型信息纳入VR操作系统；所述VR操作系统包括并发症设定单元、视觉反馈单元和触觉反馈单元；所述并发症设定单元，用于根据所述实时病情数据输入与所述冠状动脉疾病相关的并发症信息，并将所述并发症信息纳入血管模型；所述视觉反馈单元，用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝的位置信息、显示病变部位长度信息、血管狭窄程度信息、血管迂曲信息等信息；所述触觉反馈单元，用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝遇到不同硬度组织所反馈的抵抗力；所述抵抗力包括接触动脉壁的触觉反馈、粥样斑块、钙化、动脉瘤、突破病变的落空感等信息。通过采用上述技术方案，便于为介入医师提供冠心病患者术前手术演练系统，对介入医师进行术前训练，提高介入医师对冠状动脉疾病诊疗的成功率。本专利技术进一步设置为：还包括与建模系统和VR操作系统连接的表格输出单元；所述表格输出单元，用于将病情数据、并发症信息及相应的视觉反馈信息和触觉反馈信息整理成册后输出。通过采用上述技术方案，利用表格输出单元，便于将模拟训练数据整理成册，以供术前、术后分析。本专利技术进一步设置为：所述数据采集单元连接有第一数据库，第一数据库存储有历史冠状动脉疾病信息和在医冠状动脉疾病信息。通过采用上述技术方案，利用第一数据库，便于介入医师进行常规训练，提高自身的临床应变能力。本专利技术进一步设置为：所述VR操作系统设有视频录制单元和第二数据库；所述视频录制单元与所述第二数据库连接，用于录制所述VR操作系统模拟诊疗全过程，并将录制信息储存至第二数据库。通过采用上述技术方案，利用视频录制单元和第二数据库，便于对模拟训练全过程进行录制，可作为经验分享材料、医用教学教材、后续诊疗参考资料等。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：便于为介入医师提供冠心病患者术前手术演练系统，对介入医师进行术前训练，提高介入医师对冠状动脉疾病诊疗的成功率；利用视频录制单元和第二数据库，便于对模拟训练全过程进行录制，可作为经验分享材料、医用教学教材、后续诊疗参考资料等。附图说明图1是本专利技术实施例中的架构图。图中：1、建模系统；11、第一数据库；12、数据采集单元；13、3D建模单元；14、病变模拟单元；15、表格输出单元；2、VR操作系统；21、并发症设定单元；22、视觉反馈单元；23、触觉反馈单元；24、视频录制单元；25、第二数据库。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例：基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统，如图1所示，包括建模系统1和VR操作系统2。建模系统1包括数据采集单元12、3D建模单元13和病变模拟单元14。数据采集单元12用于根据大型C臂心脏血管造影X线机采集冠状动脉疾病病人的实时病情数据。实时病情数据包括但不限于明显冠脉分支走向信息、病变炎症程度信息、有无钙化信息。3D建模单元13与数据采集单元12连接，用于根据明显冠脉分支走向信息建立经外周动脉至冠脉狭窄处的血管模型。病变模拟单元14与数据采集单元12、3D建模单元13连接和VR操作系统2连接，用于根据病变炎症程度信息和有无钙化信息在血管模型内模拟患者的病变部位和病变状态，并将模型信息纳入VR操作系统2。VR操作系统2包括并发症设定单元21、视觉反馈单元22和触觉反馈单元23。并发症设定单元21用于根据实时病情数据输入与冠状动脉疾病相关的并发症信息，并将并发症信息纳入血管模型。视觉反馈单元22用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝的位置信息、显示病变部位长度信息、血管狭窄程度信息、血管迂曲信息等信息。触觉反馈单元23用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝遇到不同硬度组织所反馈的抵抗力。抵抗力包括接触动脉壁的触觉反馈、粥样斑块、钙化、动脉瘤、突破病变的落空感等信息。为介入医师提供冠心病患者术前手术演练系统，对介入医师进行术前训练，提高介入医师对冠状动脉疾病诊疗的成功率。冠状动脉疾病模拟诊疗系统还包括与建模系统1和VR操作系统2连接的表格输出单元15。表格输出单元15用于将病情数据、并发症信息及相应的视觉反馈信息和触觉反馈信息整理成册后输出。利用表格输出单元15，便于将模拟训练数据整理成册，以供术前、术后分析。数据采集单元12连接有第一数据库11，第一数据库11存储有历史冠状动脉疾病信息和在医冠状动脉疾病信息。利用第一数据库11，便于介入医师进行常规训练，提高自身的临床应变能力。VR操作系统2设有视频录制单元24和第二数据库25；视频录制单元24与第二数据库25连接，用于录制VR操作系统2模拟诊疗全过程，并将录制信息储存至第二数据库25。利用视频录制单元24和第二数据库25，便于对模拟训练全过程进行录制，可作为经验分享材料、医用教学教材、后续诊疗参考资料等。工作原理：为介入医师提供冠心病患者术前手术演练系统，对介入医师进行术前训练，提高介入医师对冠状动脉疾病诊疗的成功率。利用视频录制单元24和第二数据库25，便于对模拟训练全过程进行录制，可作为经验分享材料、医用教学教材、后续诊疗参考资料等。本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统，其特征是：包括建模系统(1)和VR操作系统(2)；所述建模系统(1)包括数据采集单元(12)、3D建模单元(13)和病变模拟单元(14)；所述数据采集单元(12)，用于根据大型C臂心脏血管造影X线机采集冠状动脉疾病病人的实时病情数据；所述实时病情数据包括明显冠脉分支走向信息、病变炎症程度信息、有无钙化信息；所述3D建模单元(13)，与所述数据采集单元(12)连接，用于根据明显冠脉分支走向信息建立经外周动脉至冠脉狭窄处的血管模型；所述病变模拟单元(14)，与所述数据采集单元(12)、3D建模单元(13)连接和VR操作系统(2)连接，用于根据所述病变炎症程度信息和有无钙化信息在血管模型内模拟患者的病变部位和病变状态，并将模型信息纳入VR操作系统(2)；所述VR操作系统(2)包括并发症设定单元(21)、视觉反馈单元(22)和触觉反馈单元(23)；所述并发症设定单元(21)，用于根据所述实时病情数据输入与所述冠状动脉疾病相关的并发症信息，并将所述并发症信息纳入血管模型；所述视觉反馈单元(22)，用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝的位置信息、显示病变部位长度信息、血管狭窄程度信息、血管迂曲信息等信息；所述触觉反馈单元(23)，用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝遇到不同硬度组织所反馈的抵抗力；所述抵抗力包括接触动脉壁的触觉反馈、粥样斑块、钙化、动脉瘤、突破病变的落空感等信息。...

【技术特征摘要】
1.基于3D模型和VR技术的冠状动脉疾病模拟诊疗系统，其特征是：包括建模系统(1)和VR操作系统(2)；所述建模系统(1)包括数据采集单元(12)、3D建模单元(13)和病变模拟单元(14)；所述数据采集单元(12)，用于根据大型C臂心脏血管造影X线机采集冠状动脉疾病病人的实时病情数据；所述实时病情数据包括明显冠脉分支走向信息、病变炎症程度信息、有无钙化信息；所述3D建模单元(13)，与所述数据采集单元(12)连接，用于根据明显冠脉分支走向信息建立经外周动脉至冠脉狭窄处的血管模型；所述病变模拟单元(14)，与所述数据采集单元(12)、3D建模单元(13)连接和VR操作系统(2)连接，用于根据所述病变炎症程度信息和有无钙化信息在血管模型内模拟患者的病变部位和病变状态，并将模型信息纳入VR操作系统(2)；所述VR操作系统(2)包括并发症设定单元(21)、视觉反馈单元(22)和触觉反馈单元(23)；所述并发症设定单元(21)，用于根据所述实时病情数据输入与所述冠状动脉疾病相关的并发症信息，并将所述并发症信息纳入血管模型；所述视觉反馈单元(22)，用于反馈血管模型中模拟介入器材在经桡动脉行进到心脏冠脉过程中，工作导丝的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡新勇，邵靓，朱虹岷，
申请(专利权)人：江西省人民医院，
类型：发明
国别省市：江西,36