[发明专利]虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法和系统

说明书

一种虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法，其包括如下步骤：S1、构建虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术场景；S2、规划虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术演示路径及简易交互设置；S3、生成虚拟手术演示，可根据有限简易操作完成虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示。

技术领域

本发明涉及虚拟现实培训教学技术领域，特别涉及一种虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法及系统。

背景技术

腹腔镜治疗肝囊肿具有安全、创伤小、恢复快的优势。但是，相对于传统手术，腹腔镜手术对医生在手术技能方面的能力要求更高，一般而言，医生娴熟的操作手法来自大量的临床经验，而虚拟腹腔镜肝囊肿手术系统可以通过构建患者腹腔内三维虚拟场景、模拟腹腔镜手术基本过程等方法，帮助训练医生的基本手术技能。与传统的培训方式不同，虚拟腹腔镜手术系统能够反复多次练习而不用担心标本、场地和手术安全等问题，不仅训练代价小，同时缩短了培训周期。

虚拟手术系统一般依靠3D建模软件重建器官医学数据，生成3D可视化模型；然后将3D模型导入3D引擎，生成手术场景；再按照手术流程对器官进行操作。但是不同的医学院教授面对同一手术时操作习惯不同，需要通过不同路径演示手术教学。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法和系统。

一种虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法，其包括如下步骤：

S1、构建虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术场景；

S2、规划虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术演示路径及简易交互设置；

S3、生成虚拟手术演示，根据操作完成虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示。

在本发明所述的虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法中，所述步骤S1包括：

S11、获取真实人体器官和腹腔镜手术器械数据，并用3维建模软件重建导入Unity3D；

S12、将导入Unity3D的正常器官模型按照解剖学位置摆放、储存，生成正常腹腔场景；

S13、依照真实腹腔镜手术操作位点，设置虚拟器械锚定点，使虚拟器械绕锚定点进行伸缩、摆动、俯仰、旋转动作，将相机对准手术位置，器械移到初始位置；

S14、对肝脏模型进行病变重建，重建的肝脏模型由囊肿组织和术后缺损肝脏组合而成，用病变肝脏模型替换步骤S12中的正常肝脏模型，生成囊肿手术模型。

在本发明所述的虚拟腹腔镜肝囊肿切除开窗手术演示方法中，

所述步骤S2包括：

S21、配置并加载用于实现吸液针穿刺囊肿的演示脚本，获取囊肿模型的顶点坐标，选取吸液针，选择穿刺位点和吸液针锚定点，依照选取的锚定点坐标、器械坐标和穿刺位点坐标生成穿刺路径，使吸液针沿穿刺路径以默认速度绕锚定点运动，默认速度可修改；

S22、配置并加载用于实现吸液针吸取囊肿积液的演示脚本，获取穿刺点路径，获取缺损肝模型顶点位置，选取吸液变型终点，生成吸液变型路径，使吸液针和囊肿组织以默认速度运动形变，默认速度可以调节；

S23、配置并加载用于实现提起囊肿组织的演示脚本，选取夹钳及其锚定点，选取加持位点，并在场景中创造一个加持终点，生成提拉路径，路径可选择多种连接形式，使夹钳和囊肿组织以默认速度和路径运动型变，默认速度可调节；

S24、配置并加载用于实现囊肿组织切割的演示脚本，选取电凝刀及其锚定点，获取囊肿组织顶点，依次选择顶点作为切割点，生成一条或多条切割路径，使电凝刀以默认速度沿切割路径运动，囊肿组织做出对应变形，默认速度可调节；