基于VR的手术辅助定位系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于VR的手术辅助定位系统及其控制方法，本发明专利技术的基于VR的手术辅助定位系统包括调整模块、执行模块、图像摄取模块、工作站模块、导航模块、VR显示模块和VR模拟模块。本申请的基于VR的手术辅助定位系统通过虚拟图像内的模拟完成手术方案的制定，得到安全可行的手术方案，且通过所述工作站模块控制所述调整模块调整所述执行模块的位置和角度，之后通过所述工作站模块控制所述执行模块的启闭，能够提升调整和驱动的精度，能够消除人员方面产生的误差，提升手术的准确性，整体准确度高、能够降低手术对患者的损伤。能够降低手术对患者的损伤。能够降低手术对患者的损伤。

【技术实现步骤摘要】
基于VR的手术辅助定位系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及临床医疗
，尤其涉及一种基于VR的手术辅助定位系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着VR(Virtual Reality Technology，虚拟现实技术)技术的大规模普及应用，VR与医疗行业的融合度也越来越高，为医生和病患都带来了极大的便利。穿刺是将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验，向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术，目的是抽血化验，输血、输液及置入导管做血管造影脑或脊髓腔。穿刺用于诊断或治疗，例如有硬脑膜下腔穿刺、脑室穿刺、脑血管穿刺、腰椎穿刺、胸部体腔穿刺等。此外穿刺还可以用于通道的建立，便于后续手术器械的送入。
[0003]目前医生为患者做穿刺手术时，通常通过两种方式进行，一种是通过拍摄CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)、MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)等图像信息，由医生借助计算机辅助设置确定穿刺点和穿刺角度，然后制定相应手术方案，之后根据制定的方案进行穿刺。另一种是通过在不同方位投射X射线，并在X射线的引导下找到欲穿刺的目标点，之后确定体表穿刺点，再在X射线的引导下进行穿刺。此外，现有的基于VR的穿刺方式通常是医生根据VR内的虚拟现实图像信息进行手动穿刺。上述方式主要依赖术前制定的方案、医生的经验和观察到的情况手动进行手术，使得穿刺的精度受到多方面的因素影响，提升了手术的风险。
[0004]综上所述，现有技术穿刺手术的准确性不高，对患者的伤害较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于VR的手术辅助定位系统，用以改善现有技术中手术准确度不高、对患者伤害较大的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于VR的手术辅助定位系统，包括调整模块、执行模块、图像摄取模块、工作站模块、导航模块、VR显示模块和VR模拟模块，所述执行模块设置于所述调整模块，所述调整模块用于调整所述执行模块的位置和角度，所述执行模块用于进行手术，所述图像摄取模块与所述工作站模块电连接，所述图像摄取模块获取手术对象的原始图像信息并传输给所述工作站模块，所述导航模块与所述工作站模块电连接，所述导航模块设置于所述执行模块和所述手术对象，所述导航模块采集所述手术对象和所述执行模块的位置信息，并将所述位置信息传输给所述工作站模块，所述VR显示模块与所述工作站模块电连接，所述工作站模块接收所述原始图像信息和所述位置信息，将所述原始图像信息和所述位置信息整合为数据图像信息并传输给所述VR显示模块，所述VR模拟模块与所述VR显示模块电连接，所述VR显示模块接收所述数据图像信息，根据所述数据图像信息重建所述手术对象和所述执行模块的虚拟图像信息并进行显示，所述VR显示模块将所述虚拟图像信息传输给所述VR模拟模块，所述VR模拟模块与所述工作站模块电连接，所述
VR模拟模块接收所述虚拟图像信息，所述VR模拟模块调整所述虚拟图像信息内重建的手术对象和执行模块的位置和角度，所述VR模拟模块记录调整后的手术对象和执行模块的位置和角度信息并将调整后的信息传输给所述VR显示模块和所述工作站模块，所述VR显示模块接收所述调整后的信息并显示调整后的手术对象和执行模块，所述调整模块与所述工作站模块电连接，所述工作站模块接收所述调整后信息，所述工作站模块根据所述调整后的信息向数所述调整模块发送指令控制所述调整模块的启闭，所述执行模块与所述工作站模块电连接，所述工作站模块用于控制所述执行模块的启闭。
[0007]本专利技术的基于VR的手术辅助定位系统的有益效果在于：通过所述图像摄取模块获取手术对象的原始图像信息，并通过所述导航模块获取所述手术对象和所述执行模块的位置信息，确定所述执行模块和所述手术对象的相对位置信息，通过所述工作站模块将所述原始图像信息和所述位置信息整合为数据图像信息，所述VR显示模块根据所述数据图像信息重建所述手术对象和所述执行模块的虚拟图像信息并显示，使得操作者便于观察，通过所述VR模拟模块调整所述虚拟图像信息内重建的手术对象和执行模块的位置和角度，并通过所述VR显示模块实时显示，之后确定可行的手术方案，确定方案后所述VR模拟模块记录调整后的手术对象和执行模块的位置和角度信息并传输给所述工作站模块，所述工作站模块根据所述调整后的信息控制所述调整模块调整所述执行模块的位置和角度，之后所述工作站模块控制所述执行模块进行手术。简单的说，以获取的所述原始图像信息和所述位置信息为基础，通过所述工作站模块的转换并传输给所述VR模拟模块，操作者根据所述VR模拟模块观看到手术对象和执行模块的虚拟图像，并通过所述VR模拟模块调整虚拟图像内的所述执行模块的位置，得到可行的手术方案，之后通过所述工作站模块将所述执行模块的位置调整到与虚拟图像内执行模块的位置一致，最后通过所述工作站模块控制所述执行模块进行手术，由此可见，本申请的基于VR的手术辅助定位系统通过预先模拟得到可行的手术方案，安全性高，并通过控所述工作站模块控制所述调整模块的运动，使得所述执行模块的位置更加精确，并通过所述执行模块进行手术，能够消除人员方面产生的误差，整体准确度高、对手术对象的损伤小。
[0008]在一种可行的方案中，所述调整模块包括第一调整单元、第二调整单元和信息反馈单元，所述第二调整单元设置于所述第一调整单元的一端，所述第一调整单元用于调整所述第二调整单元的工作区域，所述执行模块设置于所述第二调整单元，所述第二调整单元与所述工作站模块电连接，所述工作站模块控制所述第二调整单元的启闭，所述第二调整单元用于调整所述执行模块的位置和角度，所述信息反馈单元与所述工作站模块电连接，所述信息反馈单元设置于所述第二调整单元，所述信息反馈单元用于确定所述第二调整单元的工作区域信息，并将所述工作区域信息传输给所述工作站模块，所述工作站模块接收所述工作区域信息。其有益效果在于：所述第一调整单元为手动调节，所述第二调整单元和所述信息反馈单元均与所述工作站模块电连接，使用时通过所述第一调整单元调整所述第二调整单元的工作区域，便于缩短所述第二调整单元在调整时的调整幅度，便于缩短调整时间，同时也便于提升所述第二调整单元的调整精度，通过所述信息反馈单元对所述工作区域进行反馈，便于所述第二调整单元无法达到所需位置时根据所述信息反馈单元的反馈进行所述第一调整单元的手动调整。
[0009]在一种可行的方案中，所述工作站模块包括输入模块、控制模块、整合模块、输出
模块、计算模块和判定模块，所述输入模块分别与所述图像摄取模块、所述导航模块和所述整合模块电连接，所述输入模块接收所述原始图像信息和所述位置信息并传输给所述整合模块，所述整合模块与所述输出模块电连接，所述整合模块接收所述原始图像信息和所述位置信息并整合为数据图像信息，所述整合模块将所述数据图像信息传输给所述输出模块，所述输出模块与所述VR显示模块电连接，所述输出模块接收所述数据图像信息并传输给所述VR显示模块，所述输入模块分别与所述VR模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VR的手术辅助定位系统，其特征在于，包括调整模块、执行模块、图像摄取模块、工作站模块、导航模块、VR显示模块和VR模拟模块；所述执行模块设置于所述调整模块，所述调整模块用于调整所述执行模块的位置和角度，所述执行模块用于进行手术；所述图像摄取模块与所述工作站模块电连接，所述图像摄取模块获取手术对象的原始图像信息并传输给所述工作站模块；所述导航模块与所述工作站模块电连接，所述导航模块设置于所述执行模块和所述手术对象，所述导航模块采集所述手术对象和所述执行模块的位置信息，并将所述位置信息传输给所述工作站模块；所述VR显示模块与所述工作站模块电连接，所述工作站模块接收所述原始图像信息和所述位置信息，将所述原始图像信息和所述位置信息整合为数据图像信息并传输给所述VR显示模块；所述VR模拟模块与所述VR显示模块电连接，所述VR显示模块接收所述数据图像信息，根据所述数据图像信息重建所述手术对象和所述执行模块的虚拟图像信息并进行显示，所述VR显示模块将所述虚拟图像信息传输给所述VR模拟模块；所述VR模拟模块与所述工作站模块电连接，所述VR模拟模块接收所述虚拟图像信息，所述VR模拟模块调整所述虚拟图像信息内重建的手术对象和执行模块的位置和角度，所述VR模拟模块记录调整后的手术对象和执行模块的位置和角度信息并将调整后的信息传输给所述VR显示模块和所述工作站模块，所述VR显示模块接收所述调整后的信息并显示调整后的手术对象和执行模块；所述调整模块与所述工作站模块电连接，所述工作站模块接收所述调整后信息，所述工作站模块根据所述调整后的信息向数所述调整模块发送指令控制所述调整模块的启闭；所述执行模块与所述工作站模块电连接，所述工作站模块用于控制所述执行模块的启闭。2.根据权利要求1所述的基于VR的手术辅助定位系统，其特征在于，所述调整模块包括第一调整单元、第二调整单元和信息反馈单元；所述第二调整单元设置于所述第一调整单元的一端，所述第一调整单元用于调整所述第二调整单元的工作区域；所述执行模块设置于所述第二调整单元，所述第二调整单元与所述工作站模块电连接，所述工作站模块控制所述第二调整单元的启闭，所述第二调整单元用于调整所述执行模块的位置和角度；所述信息反馈单元与所述工作站模块电连接，所述信息反馈单元设置于所述第二调整单元，所述信息反馈单元用于确定所述第二调整单元的工作区域信息，并将所述工作区域信息传输给所述工作站模块；所述工作站模块接收所述工作区域信息。3.根据权利要求2所述的基于VR的手术辅助定位系统，其特征在于，所述工作站模块包括输入模块、控制模块、整合模块、输出模块、计算模块和判定模块；所述输入模块分别与所述图像摄取模块、所述导航模块和所述整合模块电连接，所述输入模块接收所述原始图像信息和所述位置信息并传输给所述整合模块；
所述整合模块与所述输出模块电连接，所述整合模块接收所述原始图像信息和所述位置信息并整合为数据图像信息，所述整合模块将所述数据图像信息传输给所述输出模块；所述输出模块与所述VR显示模块电连接，所述输出模块接收所述数据图像信息并传输给所述VR显示模块；所述输入模块分别与所述VR模拟模块和所述计算模块电连接，所述输入模块接收所述调整后的信息并传输给所述计算模块；所述计算模块与所述判定模块电连接，所述计算模块接收所述调整后的信息与所述位置信息，所述计算模块根据所述调整后的信息与所述位置信息计算出所述执行模块的调整信息，所述计算模块将所述调整信息传输给所述判定模块；所述判定模块分别与所述信息反馈单元和所述控制模块电连接，所述判定模块接收所述调整信息和所述工作区域信息以得到比对结果，所述判定模块将所述比对结果传输给所述控制模块；所述控制模块与所述输出模块电连接，所述控制模块接收所述比对结果，所述控制模块根据所述比对结果向说书输出模块发送调整指令；所述输出模块与所述第二调整单元电连接，所述输出模块接收调整指令并控制所述第二调整单元的启闭。4.根据权利要求3所述的基于VR的手术辅助定位系统，其特征在于，所述工作站模块还包括路由器模块；所述路由器模块与所述输出模块电连接，所述路由器模块与所述VR显示模块无线连接，所述输出模块将所述数据图像信息并传输给所述路由器模块，所述路由器模块接收所述数据图像信息并传输给所述VR显示模块；所述路由器模块与所述VR模拟模块无线连接，所述路由器模块与所述输入模块电连接，所述VR模拟模块将所述调整后的信息传输给所述路由器模块，所述路由器模块接收所述调整后的信息并传输给所述输入模块。5.根据权利要求1所述的基于VR的手术辅助定位系统，其特征在于，所述图像摄取模块包括表层信息获取单元和深层信息获取单元；所述原始图像信息包括外轮廓信息和透视图像信息；所述表层信息获取单元和深层信息获取单元均与所述工作站模块电连接，所述表层信息获取单元获取所述手术对象的外轮廓信息并传输给所述工作站模块，所述深层信息获取单元用于获取所述手术对象的透视图像信息并传输给所述工作站模块。6.根据权利要求1所述的基于VR的手术辅助定位系统，其特征在于，还包括VR调整模块；VR调整模块分别与所述VR显示模块和所述VR模拟模块电连接，所述VR显示模块将所述虚拟图像信息传输给所述VR调整模块，所述VR调...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少白，
申请(专利权)人：上海卓昕医疗科技有限公司，
类型：发明
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