[发明专利]可视化心脏瓣膜听诊区体表定位方法及教学模型

权利要求书

1.一种可视化心脏瓣膜听诊区体表定位方法，其特征在于包括以下内容：

1)分别测量不同人体体格及相应的瓣膜位置参数，建立符合中国人解剖特点的心脏各瓣膜空间位置及朝向角度数据库，并获取心脏各瓣膜位置参数的均值，具体过程为：

1.1)测量胸廓：

取第V肋间水平测量胸廓前后径距离及左右径距离，前后径距离平均值为25.4±4.9cm，左右径距离平均值为32.7±3.9cm；

1.2)根据人体胸部的断层扫描图像对心脏及胸廓进行三维重建，确定心脏瓣膜空间位置；

1.3)确定心脏瓣膜空间角度：

在断层扫描图像中确定各瓣环在水平面上与矢状轴的夹角即角度Ⅰ；

在三维重建模型上确定各瓣环在矢状面上与垂直轴的夹角即角度Ⅱ；

1.4)确定流经瓣膜血流朝向：

在断层扫描图像中确定流经各瓣膜血流在水平面上与矢状轴的夹角即角度Ⅲ；

在三维重建模型上确定各瓣环在矢状面上与垂直轴的夹角即角度Ⅳ；

1.5)确定心尖距正中线距离：

在三维重建模型的冠状面上测量心尖距正中线距离为6.3±0.9cm；

1.6)将测量的所有正常中国成年人体体格及瓣膜位置参数进行统计，得到符合中国人解剖特点的心脏各瓣膜空间位置及朝向角度数据库，并将数据库中各瓣膜位置参数分别进行平均值处理，获得心脏各瓣膜位置参数的均值；

2)根据心脏各瓣膜位置参数的均值，基于3D-MAX软件对瓣膜听诊区体表投影进行计算机模拟，定位心脏瓣膜空间位置及各瓣膜听诊区体表标志；

3)根据确定的各瓣膜听诊区位置进行教学演示。

2.如权利要求1所述的可视化心脏瓣膜听诊区体表定位方法，其特征在于，所述1.2)根据人体胸部的断层扫描图像对心脏及胸廓进行三维重建，确定瓣膜空间位置，具体过程为：

在人体胸部断层扫描图像中标记心脏各瓣环的中心点，以此点代表瓣膜中心点，应用1:1标尺在水平面上分别测量瓣膜中心点与前胸壁皮肤的距离即X值及与正中矢状线的距离即Y值；

采用计算机图像处理技术对断层扫描图像进行三维重建，获得心脏及胸廓的三维重建模型；

在三维重建模型上确定各瓣膜的中心点所在的肋间定位及距离胸廓出口的距离即Z值，其中，二尖瓣及三尖瓣位置平均值对应第V肋骨水平，主动脉瓣及肺动脉瓣位置平均值对应第Ⅲ肋间水平。

3.如权利要求1所述的可视化心脏瓣膜听诊区体表定位方法，其特征在于，所述步骤2)根据心脏各瓣膜位置参数的均值，基于3D-MAX软件对瓣膜听诊区体表投影进行计算机模拟，定位心脏瓣膜空间位置及各瓣膜听诊区体表标志，具体过程为：

2.1)建立胸廓模型：

以第V肋间胸廓前后径平均值及左右径平均值构建胸廓椭圆形底面；以最近足端瓣膜即三尖瓣距离胸骨出口的距离为胸廓高度，建立胸廓模型；

2.2)构建瓣膜空间位置：

以胸廓出口向足端延伸X值为二尖瓣高度定位，以距离胸廓前壁Y值为二尖瓣距离前胸壁距离定位，以距离正中线Z值为二尖瓣距离中线定位，根据上述三个数据定位二尖瓣中心点空间位置，依此法分别依次定位三尖瓣、主动脉瓣及肺动脉瓣瓣膜中心点空间位置；

2.3)构建瓣膜空间角度：

以角度Ⅰ为二尖瓣在水平面上与矢状轴的夹角，以角度Ⅱ为二尖瓣在矢状面上与垂直轴的夹角，模拟直径为3cm的圆盘形为二尖瓣瓣环，构建二尖瓣在胸廓中的朝向角度，依此依次构建三尖瓣、主动脉瓣及肺动脉瓣瓣膜的空间角度；

2.4)构建流经瓣膜血流方向：

以角度Ⅲ为流经二尖瓣血流在水平面上与矢状轴的夹角，以角度Ⅳ为流经二尖瓣血流在矢状面上与垂直轴的夹角，构建流经二尖瓣血流在胸廓中的方向，依此依次构建流经三尖瓣、主动脉瓣及肺动脉瓣瓣膜血流的方向；

2.5)构建肋骨模型：

以二尖瓣及三尖瓣对应水平构建第V肋前肋，以肺动脉瓣及主动脉瓣对应水平构建第Ⅲ肋间水平，根据第Ⅲ肋间及第V肋的位置构建第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ肋；

2.6)确定瓣膜听诊区的位置：

二尖瓣听诊区位置为胸骨左缘第V肋间心尖处，三尖瓣听诊区位置为胸骨下端左侧、主动脉瓣第1听诊区为胸骨右缘第Ⅱ肋间、主动脉瓣第2听诊区为胸骨左缘Ⅲ肋间及肺动脉瓣听诊区为胸骨左缘第Ⅱ肋间。

4.一种可视化心脏瓣膜听诊区体表教学系统，其特征在于，该教学系统包括胸廓模块、二尖瓣模块、三尖瓣模块、主动脉瓣模块、肺动脉瓣模块、肋骨模块和各听诊区标志模块；

所述胸廓模块的胸廓椭圆形底面的长轴为第V肋间胸廓的前后径25.4cm，所述胸廓模块的胸廓椭圆形底面的短轴为第V肋间胸廓的左右径32.7cm，所述胸廓模块的高度为最近足端三尖瓣距离胸骨出口的距离17.97cm；

所述二尖瓣模块包括二尖瓣空间位置、二尖瓣瓣膜空间角度和二尖瓣血流在胸廓中的方向；所述二尖瓣空间位置以胸廓出口向足端延伸17.89cm为二尖瓣高度，以距离胸廓前壁10.45cm为二尖瓣距离前胸壁距离，以距离正中线2.12cm为二尖瓣距离中线；所述二尖瓣空间角度包括二尖瓣在水平面上与矢状轴的夹角50.5°，二尖瓣在矢状面上与垂直轴的夹角34.5°，二尖瓣瓣环的模拟直径为3cm的圆盘形；所述二尖瓣血流在胸廓中方向包括流经二尖瓣血流在水平面上与矢状轴的夹角30.7°以及流经二尖瓣血流在矢状面上与垂直轴的夹角62.8°；

所述三尖瓣模块包括三尖瓣空间位置、三尖瓣瓣膜空间角度和三尖瓣血流在胸廓中的方向；所述三尖瓣空间位置以胸廓出口向足端延伸17.97cm为三尖瓣高度，以距离胸廓前壁7.51cm为三尖瓣距离前胸壁距离，以距离正中线-0.92cm为三尖瓣距离中线；所述三尖瓣空间角度包括三尖瓣在水平面上与矢状轴的夹角46.0°，三尖瓣在矢状面上与垂直轴的夹角30.6°，三尖瓣瓣环的模拟直径为3cm的圆盘形；所述三尖瓣血流在胸廓中的方向包括流经三尖瓣血流在水平面上与矢状轴的夹角30.4°以及流经二尖瓣血流在矢状面上与垂直轴的夹角70.3°；

所述主动脉瓣模块包括主动瓣空间位置、主动瓣膜空间角度和主动瓣血流在胸廓中的方向；所述主动脉空间位置以胸廓出口向足端延伸12.01cm为主动脉瓣高度，以距离胸廓前壁8.24cm为主动脉瓣距离前胸壁距离，以距离正中线0.76cm为主动脉瓣距离中线；所述主动脉瓣空间角度包括主动脉瓣在水平面上与矢状轴的夹角为17.5°，所述主动脉瓣在矢状面上与垂直轴的夹角73.6°和主动脉瓣瓣环的模拟直径为3cm的圆盘形；所述主动脉瓣血流在胸廓中的方向包括流经主动脉瓣血流在水平面上与矢状轴的夹角29.0°以及流经二尖瓣血流在矢状面上与垂直轴的夹角48.8°；

所述肺动脉瓣模块包括肺动瓣空间位置、肺动瓣膜空间角度和肺动瓣血流在胸廓中的方向；所述肺动脉空间位置以胸廓出口向足端延伸12.26cm为肺动脉瓣高度，以距离胸廓前壁4.97cm为肺动脉瓣距离前胸壁距离，以距离正中线2.04cm为肺动脉瓣距离中线；所述肺动脉瓣空间角度包括肺动脉瓣在水平面上与矢状轴的夹角84.2°，肺动脉瓣在矢状面上与垂直轴的夹角79.8°，肺动脉瓣瓣环的模拟直径为3cm的圆盘形；所述肺动脉瓣血流在胸廓中的方向包括流经肺动脉瓣血流在水平面上与矢状轴的夹角24.5°及流经二尖瓣血流在矢状面上与垂直轴的夹角29.8°；

所述肋骨模块包括以二尖瓣及三尖瓣对应水平构建的第V肋前肋，以肺动脉瓣及主动脉瓣对应水平构建的第Ⅲ肋间水平，以第Ⅲ肋间及第V肋位置构建的第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ肋；

所述各听诊区标志模块：二尖瓣听诊区位置为胸骨左缘第V肋间心尖处、三尖瓣听诊区位置为胸骨下端左侧、主动脉瓣第1听诊区为胸骨右缘第Ⅱ肋间、主动脉瓣第2听诊区为胸骨左缘Ⅲ肋间及肺动脉瓣听诊区为胸骨左缘第Ⅱ肋间。