一种房颤消融术前模拟训练设备及训练方法技术

本发明专利技术公开了一种房颤消融术前模拟训练设备及训练方法，其训练设备包括心脏模型支撑平台、静脉血管支撑平台、手术训练操作平台以及消融手术训练导管，所述静脉血管支撑平台位于便于医生训练的方位，静脉血管架设在静脉血管支撑平台上，所述手术训练操作平台位于静脉血管支撑平台的后方，所述心脏模型支撑平台位于静脉血管支撑平台的前方，所述手术训练操作平台、静脉血管支撑平台以及心脏模型支撑平台位于同一水平轴线上，在静脉血管模型支撑平台上方设置有双目立体视觉系统，所述消融手术训练导管贯穿静脉血管进行消融训练。在术前通过训练设备进行训练，避免了因缺乏经验直接在人体进行手术的系列问题。体进行手术的系列问题。体进行手术的系列问题。

【技术实现步骤摘要】
一种房颤消融术前模拟训练设备及训练方法


[0001]本专利技术属于心血管手术模拟
，具体涉及一种房颤消融术前模拟训练设备及训练方法。

技术介绍

[0002]房颤是指心房电活动紊乱、心肌快速而不协调的微弱蠕动，导致心房失去正常有效收缩的现象。由于房颤发病率随着年龄的增加而升高，随着我国人口老龄化的进程，房颤患者总数还将进一步增加。同正常人群相比，房颤具有很高的致死率和致残率，严重威胁人类身体健康乃至生活质量。
[0003]治疗房颤的手段主要有药物治疗和手术治疗两种。药物治疗存在患者需长期服药、副作用大、依从性差等问题。手术治疗的方法有电复律和消融：电复律只能暂时终止房颤而不能减少房颤复发；消融是通过将一定形式的能量作用于心肌，使其丧失电生理功能、阻断电信号作用以融断折返环路或消除异常病灶，从而减少房颤复发甚至根治。目前用的最多的是介入式导管微创消融。
[0004]手术导管通过股静脉穿刺口抵达心脏病灶处实施消融术。由于心血管内的导管不可见、对导管的行进路径规划不足、术前缺乏训练，从而引起手术耗时长、术后易复发、易产生并发症等问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种房颤消融术前模拟训练设备，训练术者利用该设备进行消融术训练，以改善当前心脏消融术中存在上述问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种房颤消融术前模拟训练设备，包括心脏模型支撑平台、静脉血管支撑平台、手术训练操作平台以及消融手术训练导管，所述静脉血管支撑平台位于便于医生训练的方位，静脉血管架设在静脉血管支撑平台上，所述手术训练操作平台位于静脉血管支撑平台的后方，所述心脏模型支撑平台位于静脉血管支撑平台的前方，所述手术训练操作平台、静脉血管支撑平台以及心脏模型支撑平台位于同一水平轴线上，在静脉血管模型支撑平台上方设置有双目立体视觉系统，所述消融手术训练导管贯穿静脉血管进行消融训练。
[0008]优选的，所述心脏模型支撑平台包括心脏支撑板、心脏支撑杆和心脏模型，所述心脏支撑杆设置于心脏支撑板的上端面，所述心脏模型安装在心脏支撑杆的上端，所述心脏支撑板的下方设置有支撑台加固板，所述支撑台加固板的上端面与心脏支撑板下端面之间通过多根第一圆管连接，所述支撑台加固板的下端面的四角处各设置有一调平调高地脚。
[0009]优选的，所述静脉血管支撑平台包括同水平轴线设置的第一基座板、第二基座板和第三基座板，所述第一基座板、第二基座板和第三基座板的底部两端均设置有底座，所述第一基座板的侧壁四角各设置有一根紧固丝杆，所述紧固丝杆的另一端依次贯穿第二基座板和第三基座板，所述第一基座板与第二基座板之间设置有第一限位杆、第二限位杆、第三
限位杆和第四限位杆，所述第一限位杆和第二限位杆之间设置有第一水平杆和第二水平杆，所述第一水平杆和第二水平杆的两端各通过一个滑动接头与第一限位杆和第二限位杆滑动连接，所述第三限位杆和第四限位杆之间设置有第三水平杆和第四水平杆，所述第三水平杆和第四水平杆的两端各通过一个滑动接头与第三限位杆和第四限位杆滑动连接，所述第一水平杆和第三水平杆上均滑动套设有一个第一滑动块，两个第一滑动块的侧壁上均设置有固定槽，第一调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块分别位于两个第一滑动块上的固定槽内，所述第二水平杆和第四水平杆上均滑动套设有一个第二滑动块，两个第一滑动块的侧壁上均设置有固定槽，第二调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块分别位于两个第二滑动块上的固定槽内；
[0010]所述第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆和第四限位杆的一端贯穿第二基座板并与第三基座板连接，所述第二基座板与第三基座板之间设置有第五限位杆、第六限位杆、第七限位杆和第八限位板，所述第五限位杆和第一限位杆之间设置有第五水平杆，所述第三限位杆和第七限位杆之间设置有第六水平杆，所述第五水平杆和第六水平杆的两端各通过一个滑动接头与第一限位杆、第五限位杆、第三限位杆和第七限位杆滑动连接，所述第五水平杆和第六水平杆上各滑动套设有一第三滑动块，两个第三滑动块的侧壁均设置有固定槽，第三调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块别位于别位于两个第三滑动块上的固定槽内；所述第六限位杆和第二限位杆之间设置有第七水平杆，所述第四限位杆和第八限位杆之间设置有第八水平杆，所述第七水平杆和第八水平杆的两端个通过一个滑动接头与第六限位杆、第二限位杆、第八限位杆和第四限位杆滑动连接，所述第七水平杆和第八水平杆各滑动套设有一第四滑动块，两个第四滑动块的侧壁均设置有固定槽，第四调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块别位于别位于两个第四滑动块上的固定槽内；
[0011]所述第一调节杆、第二调节杆、第三调节杆和第四调节杆的上端各设置有一托板，静脉血管架设在第一调节杆、第二调节杆、第三调节杆和第四调节杆上端的托板上。
[0012]优选的，所述双目立体视觉系统包括设置在静脉血管支撑平台两侧的支撑架，所述两个支撑架的上方设置有横向布置的安装座，所述安装座两端的侧板之间设置有第一挡板和第二挡板，在第一挡板与安装座的一侧板之间设置有电机，所述电机的输出轴与螺纹杆一端连接，所述螺纹杆的另一端依次贯穿第一挡板和第二挡板，且与安装座的另一侧板转动连接，位于第一挡板与第二挡板之间的一部分螺纹杆上的螺纹旋转方向与第二挡板与安装座另一侧板之间的一部分螺纹杆上的的螺纹旋转方向相反，在螺纹杆的两端还各设置有一根导向杆，两根导向杆的两端分别贯穿第一挡板和第二挡板与安装座的两个侧板固定连接，所述螺纹杆上螺纹连接有第一安装台和第二安装台，所述第一安装台和第二安装台套设在两根导向杆上，且分别位于安装座侧板与第二挡板之间和第一挡板与第二挡板之间，所述第一安装台和第二安装台上各设置有一台相机。
[0013]优选的，所述消融手术训练导管包括套筒，所述套筒的远端设置有安装槽，所述安装槽内设置有发光二极管和绝缘弹簧，所述绝缘弹簧的一端连接发光二极管，所述绝缘弹簧的另一端与安装槽的底壁连接，所述绝缘弹簧内设置有导管头端，所述导管头端的远端设置有金属帽，所述导管头端的近端贯穿安装槽底部，所述安装槽内还设置有两根导线，所述一根导线的远端与发光二极管近端面连接，两根导线的近端均贯穿安装槽底部。
[0014]一种房颤消融术前模拟训练设备的训练方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1：训练环境设计制作：
[0016]步骤101：用患者心脏的二维CT图像，重构STL格式的三维心脏模型，为重构的心脏模型绘制支撑面板，并采用3D打印技术用透明树脂打印具有支撑面板的实体心脏模型；
[0017]步骤102：基于OPENCASCADE7.4.0，在VS2015环境下搭建房颤消融术的虚拟训练环境；
[0018]步骤103：在虚拟训练环境中以读取心脏模型网格节点的方式，快速读取由患者CT图像重构的STL格式的三维心脏模型，同时将STL模型的网格节点设置为可选择的状态；
[0019]步骤104：为虚拟训练环境添加读取所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种房颤消融术前模拟训练设备，其特征在于，包括心脏模型支撑平台、静脉血管支撑平台、手术训练操作平台以及消融手术训练导管，所述静脉血管支撑平台位于便于医生训练的方位，静脉血管架设在静脉血管支撑平台上，所述手术训练操作平台位于静脉血管支撑平台的后方，所述心脏模型支撑平台位于静脉血管支撑平台的前方，所述手术训练操作平台、静脉血管支撑平台以及心脏模型支撑平台位于同一水平轴线上，在静脉血管模型支撑平台上方设置有双目立体视觉系统，所述消融手术训练导管贯穿静脉血管进行消融训练。2.根据权利要求1所述的一种房颤消融术前模拟训练设备，其特征在于，所述心脏模型支撑平台包括心脏支撑板、心脏支撑杆和心脏模型，所述心脏支撑杆设置于心脏支撑板的上端面，所述心脏模型安装在心脏支撑杆的上端，所述心脏支撑板的下方设置有支撑台加固板，所述支撑台加固板的上端面与心脏支撑板下端面之间通过多根第一圆管连接，所述支撑台加固板的下端面的四角处各设置有一调平调高地脚。3.根据权利要求1所述的一种房颤消融术前模拟训练设备，其特征在于，所述静脉血管支撑平台包括同水平轴线设置的第一基座板、第二基座板和第三基座板，所述第一基座板、第二基座板和第三基座板的底部两端均设置有底座，所述第一基座板的侧壁四角各设置有一根紧固丝杆，所述紧固丝杆的另一端依次贯穿第二基座板和第三基座板，所述第一基座板与第二基座板之间设置有第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆和第四限位杆，所述第一限位杆和第二限位杆之间设置有第一水平杆和第二水平杆，所述第一水平杆和第二水平杆的两端各通过一个滑动接头与第一限位杆和第二限位杆滑动连接，所述第三限位杆和第四限位杆之间设置有第三水平杆和第四水平杆，所述第三水平杆和第四水平杆的两端各通过一个滑动接头与第三限位杆和第四限位杆滑动连接，所述第一水平杆和第三水平杆上均滑动套设有一个第一滑动块，两个第一滑动块的侧壁上均设置有固定槽，第一调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块分别位于两个第一滑动块上的固定槽内，所述第二水平杆和第四水平杆上均滑动套设有一个第二滑动块，两个第一滑动块的侧壁上均设置有固定槽，第二调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块分别位于两个第二滑动块上的固定槽内；所述第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆和第四限位杆的一端贯穿第二基座板并与第三基座板连接，所述第二基座板与第三基座板之间设置有第五限位杆、第六限位杆、第七限位杆和第八限位板，所述第五限位杆和第一限位杆之间设置有第五水平杆，所述第三限位杆和第七限位杆之间设置有第六水平杆，所述第五水平杆和第六水平杆的两端各通过一个滑动接头与第一限位杆、第五限位杆、第三限位杆和第七限位杆滑动连接，所述第五水平杆和第六水平杆上各滑动套设有一第三滑动块，两个第三滑动块的侧壁均设置有固定槽，第三调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块别位于别位于两个第三滑动块上的固定槽内；所述第六限位杆和第二限位杆之间设置有第七水平杆，所述第四限位杆和第八限位杆之间设置有第八水平杆，所述第七水平杆和第八水平杆的两端个通过一个滑动接头与第六限位杆、第二限位杆、第八限位杆和第四限位杆滑动连接，所述第七水平杆和第八水平杆各滑动套设有一第四滑动块，两个第四滑动块的侧壁均设置有固定槽，第四调节杆的下端侧壁上设置有两个安装块，两个安装块别位于别位于两个第四滑动块上的固定槽内；
所述第一调节杆、第二调节杆、第三调节杆和第四调节杆的上端各设置有一托板，静脉血管架设在第一调节杆、第二调节杆、第三调节杆和第四调节杆上端的托板上。4.根据权利要求1所述的一种房颤消融术前模拟训练设备，其特征在于，所述双目立体视觉系统包括设置在静脉血管支撑平台两侧的支撑架，所述两个支撑架的上方设置有横向布置的安装座，所述安装座两端的侧板之间设置有第一挡板和第二挡板，在第一挡板与安装座的一侧板之间设置有电机，所述电机的输出轴与螺纹杆一端连接，所述螺纹杆的另一端依次贯穿第一挡板和第二挡板，且与安装座的另一侧板转动连接，位于第一挡板与第二挡板之间的一部分螺纹杆上的螺纹旋转方向与第二挡板与安装座另一侧板之间的一部分螺纹杆上的的螺纹旋转方向相反，在螺纹杆的两端还各设置有一根导向杆，两根导向杆的两端分别贯穿第一挡板和第二挡板与安装座的两个侧板固定连接，所述螺纹杆上螺纹连接有第一安装台和第二安装台，所述第一安装台和第二安装台套设在两根导向杆上，且分别位于安装座侧板与第二挡板之间和第一挡板与第二挡板之间，所述第一安装台和第二安装台上各设置有一台相机。5.根据权利要求1所述的一种房颤消融术前模拟训练设备，其特征在于，所述消融手术训练导管包括套筒，所述套筒的远端设置有安装槽，所述安装槽内设置有发光二极管和绝缘弹簧，所述绝缘弹簧的一端连接发光二极管，所述绝缘弹簧的另一端与安装槽的底壁连接，所述绝缘弹簧内设置有导管头端，所述导管头端的远端设置有金属帽，所述导管头端的近端贯穿安装槽底部，所述安装槽内还设置有两根导线，所述一根导线的远端与发光二极管近端面连接，两根导线的近端均贯穿安装槽底部。6.根据权利要求1所述的一种房颤消融术前模拟训练设备的训练方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：训练环境设计制作：步骤101：用患者心脏的二维CT图像，重构STL格式的三维心脏模型，为重构的心脏模型绘制支撑面板，并采用3D打印技术用透明树脂打印具有支撑面板的实体心脏模型；步骤102：基于OPENCASCADE7.4.0，在VS2015环境下搭建房颤消融术的虚拟训练环境；步骤103：在虚拟训练环境中以读取心脏模型网格节点的方式，快速读取由患者CT图像重构的STL格式的三维心脏模型，同时将STL模型的网格节点设置为可选择的状态；步骤104：为虚拟训练环境添加读取所选节点坐标的功能；步骤105：在虚拟训练环境中的三维心脏模型表面框选一系列点，用选择的点拟合B样条曲面，拟合的B样条曲面，可作为消融术的标测区域；步骤106：在标测区域内点选一系列点，用选择的点拟合消融术导管头端的理想路径，作为训练参考；步骤107：搭建人体仿真训练环境；步骤108：关闭虚拟训练环境中具有支撑面板的STL三维心脏模型，打开没有支撑面板的STL三维心脏模型步骤2：训练环境的配准及训练步骤201：由于实体心脏模型与STL格式心脏模型数据统一，可以采用三点配准法，实现虚拟训练环境和人体仿真训练环境中心脏模型的空间配准；步骤202：参考虚拟训练环境中消融术导管的理想路径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛嘉虹，刘峥，秦强，
申请(专利权)人：西安交通大学医学院第二附属医院，
类型：发明
国别省市：