基于混合现实的肾穿刺手术导航方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于混合现实的肾穿刺手术导航方法及装置

【技术实现步骤摘要】
基于混合现实的肾穿刺手术导航方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种医疗器械，尤其涉及一种基于混合现实的肾穿刺手术导航方法及装置
。

技术介绍

[0002]通过肾穿刺能了解肾脏组织形态学的改变，因此肾穿刺手术是进行肾脏病理活检的一种重要手段
。
目前肾穿刺手术在临床上常见的所采用的引导方式为
CT
引导和超声引导
。
[0003]在实现本专利技术过程中，申请人发现采用
CT
引导和超声引导的引导方式至少存在以下技术问题：
1、CT
引导方式需要进行
CT
扫描确定穿刺针与病灶的相对位置，因此
CT
引导方式会使患者受到
X
射线辐射影响；
2、
超声引导方式虽然可以实现实时成像，但是由于患者的呼吸运动
、
其在临床手术中对穿刺针的实时显示效果并不出色，容易发生找不到穿刺针的情况；
3、
上述两种引导方式在手术中医生需要时刻监视显示屏中的画面，导致其无法完全将视野聚焦到患者身上，这就容易导致手术过程中医生手眼不协同问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种基于混合现实的肾穿刺手术导航方法及装置，解决医生在肾穿刺手术过程中需要时刻监视显示屏中画面的问题
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：第一方面，提供了一种基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法，其包括以下步骤：创建患者腹部的三维虚拟腹部模型以及穿刺机械臂的三维虚拟机械臂模型；依据三维虚拟腹部模型，打印得到三维穿刺体模；搭建三维虚拟腹部模型与三维虚拟机械臂模型的虚拟场景；创建三维穿刺体模在虚拟场景中的第一位置坐标码以及穿刺机械臂在虚拟场景中的第二位置坐标码；标记第一位置坐标码坐标于三维穿刺体模以及第二位置坐标码于穿刺机械臂；扫描第一位置坐标码及第二位置坐标码，三维虚拟腹部模型与三维穿刺体模虚实叠加，三维虚拟机械臂模型与穿刺机械臂虚实叠加，通过手势交互在虚实叠加的虚拟场景中控制穿刺机械臂的运动轨迹对三维穿刺体模进行穿刺手术
。
[0006]第二方面，提供了一种基于虚拟现实的肾穿刺手术导航装置，其包括三维穿刺体模
、
穿刺机械臂和头戴显示器
。
三维穿刺体模是依据患者腹部的三维虚拟腹部模型打印而成，三维穿刺体模上设置有第一位置坐标码
。
穿刺机械臂设置有第二位置坐标码
。
头戴显示器与穿刺机械臂通信连接，头戴显示器具有虚拟场景，虚拟场景是依据三维虚拟腹部模型与穿刺机械臂的三维虚拟机械臂模型搭建而成
。
当头戴显示器扫描第一位置坐标码及第二位置坐标码，三维虚拟腹部模型与三维穿刺体模虚实叠加，三维虚拟机械臂模型与穿刺机械虚实叠加，通过手势交互在虚实叠加的虚拟场景中控制穿刺机械臂的运动轨迹对三维穿
刺体模进行穿刺手术
。
[0007]在本专利技术实施例中，通过虚拟现实技术搭建患者腹部的三维虚拟腹部模型与穿刺机械臂的三维虚拟机械臂模型的虚拟场景，并打印三维虚拟腹部模型为三维穿刺体模，在三维虚拟腹部模型与三维穿刺体模虚实叠加和三维虚拟机械臂模型与穿刺机械虚实叠加后，通过手势交互在虚实叠加的虚拟场景中控制穿刺机械臂的运动轨迹对三维穿刺体模进行穿刺手术
。
通过如此方式进行肾穿刺手术，可使医生在肾穿刺手术过程中无需监视显示屏中画面，从而既可避免手术过程中的手眼不协同问题，同时又可避免因
CT
引导方式导致患者受到辐射以及穿刺针实时显示效果不佳的问题
。
附图说明
[0008]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
在附图中：图1是本专利技术第一实施例的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法的步骤流程图；图2是本专利技术第一实施例的三维穿刺体模的示意图；图3是本专利技术第一实施例的穿刺机械臂的示意图；图4是本专利技术第一实施例的用户佩戴头戴显示器的示意图；图5是本专利技术第一与第二实施例的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航装置的系统图；图6是本专利技术第二实施例的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航装置的使用示意图
。
[0009]结合附图说明如下：
100: 基于虚拟现实的肾穿刺手术导航装置；
1: 三维穿刺体模；
11: 腹部主体模；
12: 左肾体模；
13: 右肾体模；
101: 第一位置坐标码；
102: 第二位置坐标码；
2: 穿刺机械臂；
21: 机械臂主体； 22: 穿刺组件；
211: 底座；
221: 穿刺针；
222: 持针器； 3: 头戴显示器
。
具体实施方式
[0010]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0011]此外，关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本专利技术，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已
。
[0012]请参阅图1至图3，图1是本专利技术第一实施例的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法的步骤流程图，图2是本专利技术第一实施例的三维穿刺体模的示意图，图3是本专利技术第一实施例的穿刺机械臂的示意图；如图所示，本实施例基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法
S
主要是适用于控制穿刺机械臂2对三维穿刺体模1进行肾穿刺手术
。
基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法
S
包括以下步骤
S1
至步骤
S6。
本实施例基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法
S
在用于肾穿刺手术时，先在步骤
S1
中创建患者腹部的三维虚拟腹部模型以及穿刺机械臂2的三维虚拟机械臂模型；接着在步骤
S2
中依据三维虚拟腹部模型，打印得到三维穿刺体模1；
然后在步骤
S3
中搭建三维虚拟腹部模型与三维虚拟机械臂模型的虚拟场景；然后在步骤
S4
中创建三维穿刺体模1在虚拟场景中的第一位置坐标码
101
以及穿刺机械臂2在虚拟场景中的第二位置坐标码
102
；接着在步骤
S5
中标记第一位置坐标码
101
坐标于三维穿刺体模1以及第二位置坐标码
102
于穿刺机械臂
2。
[0013]承上所述，在步骤
S6
中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法，其特征在于，包括以下步骤：创建患者腹部的三维虚拟腹部模型以及穿刺机械臂的三维虚拟机械臂模型；依据所述三维虚拟腹部模型，打印得到三维穿刺体模；搭建所述三维虚拟腹部模型与所述三维虚拟机械臂模型的虚拟场景；创建所述三维穿刺体模在所述虚拟场景中的第一位置坐标码以及所述穿刺机械臂在所述虚拟场景中的第二位置坐标码；标记所述第一位置坐标码坐标于所三维穿刺体模以及所述第二位置坐标码于所述穿刺机械臂；扫描所述第一位置坐标码及所述第二位置坐标码，所述三维虚拟腹部模型与所述三维穿刺体模虚实叠加，所述三维虚拟机械臂模型与所述穿刺机械臂虚实叠加，通过手势交互在虚实叠加的所述虚拟场景中控制所述穿刺机械臂的运动轨迹对所述三维穿刺体模进行穿刺手术
。2.
根据权利要求1所述的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法，其特征在于，创建所述患者腹部的所述三维虚拟腹部模型的步骤包括：导入所述患者腹部的
CT
影像数据于
Mimics
软件中；重建三维虚拟模型，并勾画出所述患者腹部的组织，得到所述三维虚拟腹部模型
。3.
根据权利要求1所述的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法，其特征在于，搭建所述三维虚拟腹部模型与所述三维虚拟机械臂模型的所述虚拟场景的步骤包括：将所述三维虚拟腹部模型与所述三维虚拟机械臂模型导入到
unity
软件中；创建开机界面
、
患者病例信息
、
具有交互功能的界面以及控制所述穿刺机械臂运动的手势交互程序于所述
unity
软件
。4.
根据权利要求1所述的基于虚拟现实的肾穿刺手术导航方法，其特征在于，创建所述三维穿刺体模在所述虚拟场景中的所述第一位置坐标码以及所述穿刺机械臂在所述虚拟场景中的所述第二位置坐标码的步骤包括：获取所述三维穿刺体模的在所述虚拟场景中的第一位置坐标，将所述第一位置坐标转换成第一位置坐标码，并打印，以及获取所述穿刺机械臂在所述虚拟场景中的第二位置坐标，将所述第二位置坐标转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王殊轶，秦伟，于佳琪，谢华，庄一唯，周立军，陈方，黄轶晨，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：