鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)學技術領域，具體涉及鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]鼻內(nèi)鏡手術導航技術已經(jīng)廣泛應用于鼻腔腫瘤治療領域。鼻腔腫瘤手術需要醫(yī)生具有熟練的技能，尤其是對手眼協(xié)調(diào)操作要求比較高。因此，需要發(fā)展各種訓練方法來強化醫(yī)生的手眼協(xié)調(diào)能力。目前，有一些仿真系統(tǒng)用來執(zhí)行術前規(guī)劃和術中模擬。但是，這些系統(tǒng)都需要用到超聲機器鼻內(nèi)鏡，且在手術室內(nèi)執(zhí)行模擬，一方面鼻內(nèi)鏡設備是非常昂貴的，另一方面，在手術室內(nèi)進行模擬會受到許多非技術因素的影響，使得模擬效果不理想。而且，當前的仿真系統(tǒng)僅能用來訓練鼻腔腫瘤手術路徑規(guī)劃技能，不能滿足更復雜的技能訓練的要求，諸如鼻腔出血處理、鼻腔組織器官變化和手術器械觸碰的反饋等。因此，迫切需要一種在手術室外的低成本的可滿足復雜技能訓練的仿真系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型實施例所要解決的技術問題在于，提供一種鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)，使得以低成本方式滿足復雜技能訓練的需要。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)，包括:仿真鼻內(nèi)鏡實體，其能夠自由移動，驅(qū)動融合顯示器件中仿真鼻內(nèi)鏡模型與其運動一致；仿真手術器械實體，其能夠自由移動，驅(qū)動融合顯示器件中仿真手術器械模型與其運動一致；術前CT處理器件，其采集術前患者頭部CT圖像，完成組織器官及腫瘤的分割；鼻內(nèi)鏡視野顯示器件，其與所述仿真鼻內(nèi)鏡實體連接，根據(jù)所述仿真鼻內(nèi)鏡實體驅(qū)動的仿真鼻內(nèi)鏡模型在CT圖像中的空間位置，獲取二維鼻內(nèi)鏡視野圖像；手術器械模擬器件，其與所述仿真手術器械實體連接，根據(jù)所述仿真手術器械實體驅(qū)動的仿真手術器械模型的運動，模擬手術操作；融合顯示器件，包括:渲染器件，其與所述術前CT處理器件連接，將所述術前CT處理器件中采集并處理的CT圖像體繪制成三維模型；融合器件，其與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件連接，與所述渲染器件連接，將所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件中的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像與所述渲染器件中的CT圖像體繪制結(jié)果融合顯示；定位器件，其與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件連接，與所述手術器械模擬器件連接，與融合器件連接，顯示仿真鼻內(nèi)鏡模型和仿真手術器械模型在CT圖像中的相對位置；變化器件，其與所述手術器械模擬器件連接，與所述融合器件連接，根據(jù)所述手術器械模擬器件中模擬的手術操作，顯示變化的CT圖像。
[0005]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，所述仿真鼻內(nèi)鏡實體上設置定位感應芯片，所述定位感應芯片用于實時獲取所述仿真鼻內(nèi)鏡實體的位置和方位信息。
[0006]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，所述定位感應芯片為6自由度傳感器。
[0007]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，所述仿真手術器械實體上設置定位感應芯片和力反饋芯片，所述定位感應芯片用于實時獲取所述仿真手術器械實體的位置和方位信息，所述力反饋芯片用于根據(jù)所述融合顯示器件中仿真手術器械模型傳遞的碰撞信息給出受力反饋。
[0008]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，所述術前CT處理器件包括分割器件，所述分割器件用于分割采集的術前患者頭部CT圖像中的眼球、血管、骨頭、腫瘤。
[0009]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，還包括球形畸變器件，其與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件連接，將所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件獲取的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像根據(jù)鼻內(nèi)鏡成像參數(shù)加入球形畸變。
[0010]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，所述融合顯示器件包括透明度選擇器件，所述透明度選擇器件與所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件和所述術前CT處理器件連接，用于設置所述鼻內(nèi)鏡視野顯示器件中的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像和術前CT處理器件中CT圖像體繪制結(jié)果的透明度。
[0011]在根據(jù)本實用新型的其他方案中，所述融合顯示器件中的變化器件根據(jù)所述手術器械模擬器件中模擬的手術操作，模擬CT圖像中腫瘤、眼球、血管拓撲結(jié)構(gòu)的變化。
[0012]本實用新型由于采用了仿真鼻內(nèi)鏡實體和仿真手術器械實體，大大降低了仿真系統(tǒng)的成本，能夠以低成本方式滿足復雜技能訓練的需要。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例一的鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為仿真鼻內(nèi)鏡模型7和仿真手術器械模型8在CT圖像9中的相對位置。
[0015]圖3為本實用新型實施例二的鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實用新型實施例三的鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]主要附圖標記說明
[0018]1、仿真鼻內(nèi)鏡實體；2、仿真手術器械實體；3、術前CT處理器件；4、鼻內(nèi)鏡視野顯示器件；5、手術器械模擬器件；6、融合顯示器件；61、渲染器件；62、融合器件；63、定位器件；64、變化器件。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0020]實施例一
[0021]圖1為本實用新型實施例一的鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型的鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)包括仿真鼻內(nèi)鏡實體1、仿真手術器械實體2、術前CT處理器件3、鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4、手術器械模擬器件5、融合顯示器件6。
[0022]以下將結(jié)合圖1具體介紹鼻內(nèi)鏡手術導航仿真培訓系統(tǒng)的各部件的詳細構(gòu)造。
[0023]仿真鼻內(nèi)鏡實體1模擬鼻內(nèi)鏡，能夠自由移動，驅(qū)動融合顯示器件6中仿真鼻內(nèi)鏡模型與其運動一致。
[0024]仿真手術器械實體2模擬手術器械，能夠自由移動，驅(qū)動融合顯示器件6中仿真手術器械模型與其運動一致。
[0025]術前CT處理器件3采集術前患者頭部CT圖像，完成組織器官及腫瘤的分割。
[0026]鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4與仿真鼻內(nèi)鏡實體1連接，根據(jù)仿真鼻內(nèi)鏡實體1驅(qū)動的仿真鼻內(nèi)鏡模型在CT圖像中的空間位置，獲取二維鼻內(nèi)鏡視野圖像。如圖2所示，示意地給出了仿真鼻內(nèi)鏡模型7和仿真手術器械模型8在CT圖像9中的相對位置。
[0027]手術器械模擬器件5與仿真手術器械實體2連接，根據(jù)仿真手術器械實體2驅(qū)動的仿真手術器械模型的運動，模擬手術操作；
[0028]融合顯示器件6包括:
[0029]渲染器件61，其與術前CT處理器件3連接，將術前CT處理器件3中采集并處理的CT圖像體繪制成三維模型；
[0030]融合器件62，其與鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4連接，與渲染器件61連接，將鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4中的二維鼻內(nèi)鏡視野圖像與渲染器件61中的CT圖像體繪制結(jié)果融合顯示；
[0031]定位器件63，其與鼻內(nèi)鏡視野顯示器件4連接，與手術器械模擬器件5連接，與融合器件62連接，顯示仿真鼻內(nèi)鏡模型和仿真手術器械模型在CT圖像中的相對位置；
[0032]變化器件64，其與手術器械模擬器件5連接，與融合器件62連接，根據(jù)手術器械模擬器件5中模擬的手術操作，顯示變化的CT圖像。
[0033]本實用新型由于采用了仿真鼻內(nèi)鏡實體1和仿真手術器械實體2，大大降低了仿真系統(tǒng)的成本，能夠以低成本方式滿足復雜技能訓練的需要。具體來說，本實用新型不需要像現(xiàn)有技術那樣采用真實的鼻內(nèi)鏡設備，