用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统及手术机器人系统技术方案

本申请的实施例提供了一种用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统，包括：获取模块，被配置成获取患者心脏的CT图像数据集；创建模块，与获取模块连接，接收获取模块发送来的图像数据集，创建模块被配置成根据图像数据集建立包含冠状静脉分支及右心室的心脏结构三维解剖模型；3D打印模块，与创建模块连接，接收创建模块发送来的心脏结构三维解剖模型，3D打印模块被配置成根据心脏结构的三维解剖模型获得患者的心脏3D打印模型；计算模块，与3D打印模块连接，计算模块被配置成基于心脏3D打印模型，获得适配的心室电极间直接距离，本申请的手术辅助系统能够获得适配的心室电极间直接距离，进而能够精确指导医生将电极植入在心脏中的目标位置。目标位置。目标位置。

【技术实现步骤摘要】
用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统及手术机器人系统


[0001]本申请涉及医疗系统领域，具体而言，涉及一种心脏再同步治疗中的手术辅助系统、设备及及手术机器人系统。

技术介绍

[0002]传导系统中的一些缺陷导致心脏收缩不同步，其有时被称为传导障碍。因此，心脏收缩不同步，无法泵出足够血液，最终导致心力衰竭。传导障碍可能具有多种原因，包含年龄、心脏(肌肉)损伤、药物及遗传。心脏再同步治疗能改善心力衰竭患者心脏收缩不同步，提高心脏射血功能。
[0003]目前，心脏再同步化治疗(CRT)作为一种有效的非药物治疗手段，通过双心室起搏方式治疗心室收缩不同步心力衰竭，其能显著改善患者心衰症状，提高心脏射血功能，纠正心脏收缩不同步。但研究表明约30％患者对CRT反应性低，甚至无反应，对心力衰竭治疗效果不佳。因此，需要改善的技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供了一种用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统、设备及手术机器人系统。通过该手术辅助系统能够获得适配的心室电极间直接距离，进而能够精确指导医生将电极植入在心脏中的目标位置，从而提高心力衰竭治疗效果。
[0005]本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统，其特征在于，包括：获取模块，被配置成获取患者心脏的CT图像数据集；创建模块，与所述获取模块连接，接收所述获取模块发送来的图像数据集，所述创建模块被配置成根据所述图像数据集建立包含冠状静脉分支及右心室的心脏结构三维解剖模型；3D打印模块，与所述创建模块连接，接收所述创建模块发送来的心脏结构三维解剖模型，所述3D打印模块被配置成根据所述心脏结构的三维解剖模型获得患者的心脏3D打印模型；计算模块，与所述3D打印模块连接，所述计算模块被配置成基于所述心脏3D打印模型，获得适配的心室电极间直接距离。
[0007]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述创建模块具体包括：
[0008]分割单元，将所述CT图像数据集中的心脏增强CT图像转化为预定格式的图像，并对所述预定格式的图像进行阈值分割；第一建立单元，基于阈值分割后的结果建立包括心脏的心房、心室的三维模型；第二建立单元，在心房、心室的三维模型上增加心脏冠状窦及其分支血管；重建单元，对心脏的心房、心室、心脏冠状窦及其分支血管进行三维重建，得到心脏结构的三维解剖模型。
[0009]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述重建单元包括：标识单元，根据CT成像原理确定心脏的心房、心室、心脏冠状窦及其分支血管中的心脏造影剂、心肌及脂肪的
阀值范围并进行显示；编辑单元，利用编辑功能对显示的结构进行分割，获得心脏的解剖结构，所述解剖结构包括：左心房、右心房、左心室和右心室、冠状动脉和冠状静脉。
[0010]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述3D打印模块具体包括：格式转换单元，将所述心脏结构的三维解剖模型转化为打印模块能够识别的文件格式；模型输入单元，将转化后的所述心脏结构的三维解剖模型输入到打印模块；3D打印单元，被配置为根据输入的心脏结构的三维解剖模型打印出1：N的心脏3D打印模型，其中，N为大于等于1的正整数。
[0011]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述计算模块包括：第一测量单元，基于所述心脏3D打印模型，获得正前位心脏横径C、第一水平距离V1和正侧位左右心室间电极直接距离L2；第一计算单元，基于预设的第一计算函数，根据所述第一水平距离V1和所述正侧位左右心室间电极直接距离L2得到左右心室直接距离最大值DD，其中第一计算函数为DD2＝V12+L22；第二计算单元，计算左、右心室电极植入位置间DD/C，获得适配的心室电极间直接距离。
[0012]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述计算模块包括：第二测量单元，基于所述心脏3D打印模型，获得正前位心脏横径C、第二水平距离V2及正位片左右心室间电极距离L1；第三计算单元，基于预设的第二计算函数，根据V2和L1得到左右心室直接距离最大值DD，其中第二计算函数为DD2＝V22+L12；第四计算单元，用于计算左、右心室电极植入位置间DD/C，获得适配的心室电极间直接距离。
[0013]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述计算模块还包括：比较单元，将按照所述第一计算函数和第二计算函数得到的DD的数值大小进行比较，确定数值较大的DD作为最终值。
[0014]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种心脏再同步治疗中的手术机器人系统，包括：接收模块，用于接收所述心脏结构的三维解剖模型；识别模块，用于对所述三维解剖模型进行识别，得到心脏的解剖结构信息，解剖结构信息包括：左心房、右心房、左心室和右心室、冠状动脉和冠状静脉的信息；确定模块，用于基于解剖结构信息，根据预设算法确定获得适配的心室电极间直接距离。
[0015]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述心脏再同步治疗中的手术机器人系统还包括：转换模块，用于将所述解剖结构信息根据预设的算法转换得到多维导航因子向量；导航路径确定模块，用于根据所述多维导航因子向量获得至少一条导航路径，并计算每条导航路径的优选概率，基于优选概率及导航路径的安全因子，确定导航路径；导航模块，用于根据所述导航路径对电极的目标安装位置进行导航。
[0016]在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述心脏再同步治疗中的手术机器人系统还包括：第一显示模块，将所述导航路径进行3D显示，在接收到选择指令后，响应于所述选择指令，显示对应的导航路径的3D线路走向图；第二显示模块，根据所述3D线路走向图进行导航，确定并显示左室冠状窦电极定位于冠状静脉左室外膜面分支的第一状态；第三显示模块，显示右室螺旋电极定位于右室心尖部，心房电极定位于右心耳的第二状态。
[0017]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种用于心脏再同步治疗中的手术辅助设备，包括：电极，用于感测心脏活动；操作设备，被配置为根据适配的心室电极间直接距离调整电极植入心血管的位置；其中，所述适配的心室电极间直接距离根据获取模块、创建模
块、3D打印模块和计算模块获得：获取模块，被配置成获取患者心脏的CT图像数据集；创建模块，与所述获取模块连接，接收所述获取模块发送来的图像数据集，所述创建模块被配置成根据所述图像数据集建立包含冠状静脉分支及右心室的心脏结构三维解剖模型；3D打印模块，与所述创建模块连接，接收所述创建模块发送来的心脏结构三维解剖模型，所述3D打印模块被配置成根据所述心脏结构的三维解剖模型获得患者的心脏3D打印模型；计算模块，与所述3D打印模块连接，所述计算模块被配置成基于所述心脏3D打印模型，获得适配的心室电极间直接距离。
[0018]在本申请的一些实施例所提供的用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统，该手术辅助系统包括获取模块、创建模块、3D打印模块和计算模块。其中，获取模块被配置成获取患者心脏的C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于心脏再同步治疗中的手术辅助系统，其特征在于，包括：获取模块，被配置成获取患者心脏的CT图像数据集；创建模块，与所述获取模块连接，接收所述获取模块发送来的图像数据集，所述创建模块被配置成根据所述图像数据集建立包含冠状静脉分支及右心室的心脏结构三维解剖模型；3D打印模块，与所述创建模块连接，接收所述创建模块发送来的心脏结构三维解剖模型，所述3D打印模块被配置成根据所述心脏结构的三维解剖模型获得患者的心脏3D打印模型；计算模块，与所述3D打印模块连接，所述计算模块被配置成基于所述心脏3D打印模型，获得适配的心室电极间直接距离。2.如权利要求1所述的手术辅助系统，其特征在于，创建模块具体包括：分割单元，将所述CT图像数据集中的心脏增强CT图像转化为预定格式的图像，并对所述预定格式的图像进行阈值分割；第一建立单元，基于阈值分割后的结果建立包括心脏的心房、心室的三维模型；第二建立单元，在心房、心室的三维模型上增加心脏冠状窦及其分支血管；重建单元，对心脏的心房、心室、心脏冠状窦及其分支血管进行三维重建，得到心脏结构的三维解剖模型。3.如权利要求2所述的手术辅助系统，其特征在于，所述重建单元包括：标识单元，根据CT成像原理确定心脏的心房、心室、心脏冠状窦及其分支血管中的心脏造影剂、心肌及脂肪的阀值范围并进行显示；编辑单元，利用编辑功能对显示的结构进行分割，获得心脏的解剖结构，所述解剖结构包括：左心房、右心房、左心室和右心室、冠状动脉和冠状静脉。4.如权利要求1所述的手术辅助系统，其特征在于，3D打印模块具体包括：格式转换单元，将所述心脏结构的三维解剖模型转化为打印模块能够识别的文件格式；模型输入单元，将转化后的所述心脏结构的三维解剖模型输入到打印模块；3D打印单元，于根据输入的心脏结构的三维解剖模型打印出1：N的心脏3D打印模型，其中，N为大于等于1的正整数。5.如权利要求1所述的手术辅助系统，其特征在于，计算模块包括：第一测量单元，基于所述心脏3D打印模型，获得正前位心脏横径C、第一水平距离V1和正侧位左右心室间电极直接距离L2；第一计算单元，基于预设的第一计算函数，根据所述第一水平距离V1和所述正侧位左右心室间电极直接距离L2得到左右心室直接距离最大值DD，其中第一计算函数为DD2＝V12+L22；第二计算单元，计算左、右心室电极植入位置间DD/C，获得适配的心室电极间直接距离。6.如权利要求1所述的手术辅助系统，其特征在于，计算模块包括：第二测量单元，基于所述心脏3D打印模型，获得正前位心脏横径C、第二水平距离V2及正位片左右心室间电极距离L1；
第三计算单元，基于预设的第二计算函数，根据V2和L1得到左右心室直接距离最大值DD，其中第二计算函数为DD2＝V22+L12；第四计算单元，用于计算左、右心室电极植入位置间DD/C，获得适配的心室电极间直接距离。7.如权利要求1所述的手术辅助系统，其特征在于，所述计算模块包括：第一测量单元，基于所述心脏3D打...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭小平，董薇，陈璿瑛，朱建兵，黄伟林，郑耀富，谢飞，
申请(专利权)人：彭小平，
类型：发明
国别省市：