一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，用于渲染手术环境的环境单元；训练前用户自行学习的自学单元；用户进行手术的穿刺单元；系统评价用户手术的评价单元以及管理用户各项数据的后台管理单元。本发明专利技术提出的一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，解决实验教学中教学人体模型易损坏、教学成本昂贵的问题，降低培训成本，且有利于医生总结经验，降低手术失败率。降低手术失败率。降低手术失败率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统


[0001]本专利技术涉及神经科手术辅助教学系统，具体涉及一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统。

技术介绍

[0002]腰椎穿刺术是神经科临床常用的检查方法之一，对神经系统疾病的诊断和治疗有重要价值、简便易行，操作也较为安全；但如适应症掌握不当，轻者可加重原有病情，重者甚至危及病员安全。腰椎穿刺术主要用于：1.中枢神经系统炎症性疾病的诊断与鉴别诊断：包括化脓性脑膜炎、结核性脑膜炎、病毒性脑膜炎、霉菌性脑膜炎、乙型脑炎等；2.脑血管意外的诊断与鉴别诊断：包括脑溢血、脑梗死、蛛网膜下腔出血等；3.肿瘤性疾病的诊断与治疗：用于诊断脑膜白血病，并通过腰椎穿刺鞘内注射化疗药物治疗脑膜白血病；4.测定颅内压力和了解蛛网膜下腔是否阻塞等；5.椎管内给药。腰椎穿刺术是神经科医师必备的手术技能之一，由于目前教学使用的假人模型易损坏且价格昂贵，并且在多次使用假人之后穿刺部位明显，无法训练学生的判断能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，以克服现有教学体系中存在的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，用于渲染手术环境的环境单元；训练前用户自行学习的自学单元；用户进行手术的穿刺单元；系统评价用户手术的评价单元以及管理用户各项数据的后台管理单元。
[0004]在本专利技术一实施例中所述环境单元通过3Ds Max三维建模软件建立对应的三维模型。
[0005]在本专利技术一实施例中所述自学单元利用录屏软件录制完整利用该VR系统操作的腰椎穿刺手术，将视频放在自学单元上，并在要点处进行高亮提醒。
[0006]在本专利技术一实施例中所述操作人员进行手术的穿刺模块包括以下步骤：
[0007]步骤S1：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮半透明化人体皮肤以确定穿刺位置；
[0008]步骤S2：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行穿刺点定位；
[0009]步骤S3：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮显示碘伏，并选择对应手术器械，蘸取碘伏进行穿刺部位消毒；
[0010]步骤S4：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮移动洞巾到病患身上，再点击按钮移动器械托盘到洞巾盖住的床边；
[0011]步骤S5：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮显示利多卡因，并选择对应手术器械，抽取利多卡因进行穿刺部位麻醉；
[0012]步骤S6：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行穿刺，穿刺成
功时触发动画；
[0013]步骤S7：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行测压；
[0014]步骤S8：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行脑脊液收集；
[0015]步骤S9：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行再次测压；
[0016]步骤S10：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行再次消毒，并贴上创可贴。
[0017]在本专利技术一实施例中所述评价操作人员手术的评价单元通过判断操作人员的各项操作进行评分，并分别得出最终得分，在场景中通过UI显示操作人员的时间把握得分、操作流畅得分以及无菌观念得分。
[0018]在本专利技术一实施例中所述管理用户各项数据的后台管理模块通过Apache为Web服务器，运用PHP网络脚本语言实现后台数据库Mysql与Apache服务器的连接。
[0019]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提出的一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，通过建立三维平躺体位及侧卧体位人体模型、手术操作VR交互、操作数据后台管理，不仅解决实验教学中教学人体模型易损坏、教学成本昂贵，以辅助训练的方式减少教学人体模型使用次数，降低损坏速度，且有利于医生总结经验，降低手术失败率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术基于虚拟现实技术的腰椎穿刺手术训练系统的系统框架图。
[0021]图2为本专利技术基于虚拟现实技术的腰椎穿刺手术训练系统手术前平躺体位图。
[0022]图3本专利技术基于虚拟现实技术的腰椎穿刺手术训练系统手术过程图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0024]本专利技术提出了一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，用于渲染手术环境的环境单元；训练前用户自行学习的自学单元；用户进行手术的穿刺单元；系统评价用户手术的评价单元以及管理用户各项数据的后台管理单元。
[0025]进一步的，本实施例中，系统所渲染的手术环境1∶1还原病房场景，其中包括患者不同体位的三维模型，以求手术的真实性。
[0026]进一步的，本实施例中，自学单元包括完整手术操作视频及重点提示。
[0027]进一步的，本实施例中，穿刺单元包括：皮肤半透明功能、定点标记功能、穿刺无菌功能、穿刺功能。
[0028]进一步的，本实施例中，评价单元包括评分功能、数据分析功能。
[0029]进一步的，本实施例中，操作人员通过如下步骤进行手术训练操作：
[0030]步骤S1：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮半透明化人体皮肤以确定穿刺位置；
[0031]步骤S2：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行穿刺点定位；
[0032]步骤S3：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮显示碘伏，并选择对应手术器械，蘸取碘伏进行穿刺部位消毒；
[0033]步骤S4：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮移动洞巾到病患身上，再点击按钮移动器械托盘到洞巾盖住的床边；
[0034]步骤S5：操作人员利用HTC Vive手柄控制器点击按钮显示利多卡因，并选择对应手术器械，抽取利多卡因进行穿刺部位麻醉；
[0035]步骤S6：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行穿刺，穿刺成功时触发动画；
[0036]步骤S7：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行测压；
[0037]步骤S8：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行脑脊液收集；
[0038]步骤S9：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行再次测压；
[0039]步骤S10：操作人员利用HTC Vive手柄控制器选择对应手术器械进行再次消毒，并贴上创可贴。
[0040]为了让本领域技术人员进一步了解本专利技术所提出的技术方案，下面结合具体实施例进行说明。
[0041]如图1所示，本实施例提供的腰椎穿刺手术训练系统中，硬件设备包括用于显示VR环境的VR头戴式显示器、手柄控制器、定位器以及PC，软件系统包括此腰椎穿刺手术训练系统。操作人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，其特征在于，包括：用于渲染手术环境的环境单元；训练前用户自行学习的自学单元；用户进行手术的穿刺单元；系统评价用户手术的评价单元以及管理用户各项数据的后台管理单元。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，其特征在于：所述环境单元包括手术室及其内部手术器械，以及拥有平躺体位与侧卧体位的人体模型；所述自学单元包括完整的腰椎穿刺手术操作视频及要点提示；所述穿刺单元包括在穿刺部位放置摄像机并将其映射至Canvas上以实时显示穿刺针在穿刺部位横截面的进针情况，穿刺成功播放针芯拔出动画以及产生脑脊液；所述评价单元包括操作人员点击开始训练时系统开始计时，并在操作人员点击结束训练时系统结束计时；所述后台管理单元包括：步骤S1：操作人员注册个人账户；步骤S2：操作人员登陆个人账户，进行手术训练；步骤S3：后台管理系统记录每个账户的各项数据。3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实平台的腰椎穿刺手术训练系统，其特征在于：所述穿刺单元包括以下手术训练操作：步骤S1：操作人员进入所述场景模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：林薇，何炳蔚，陈刚，刘宇清，廖正俭，洪文瑶，
申请(专利权)人：北京人卫智数科技有限公司，
类型：发明
国别省市：