[发明专利]模拟医学穿刺置入类操作的定位方法及智能训练设备

说明书

一种模拟医学穿刺置入类操作的定位方法及智能训练设备包括：采集导丝或仿真导丝置入过程图片；对图片进行灰度处理，剔除杂色；收集穿刺轨道中的导丝或仿真导丝轨迹像素点，根据像素点数量与单元像素相对长度定位导丝或仿真导丝；导丝或仿真导丝为第一颜色，导管或仿真导管的尖端设置为第二颜色，穿刺轨道设置为第三颜色，采集图片获取第二颜色像素点位置，图片处理后按顺序取像素点，到所获取的第二颜色像素点时，为置入的导管或仿真导管的像素点数量；根据取得的置入的导管或仿真导管的像素点数量与单元像素相对长度定位导管或仿真导管；上述定位方法及训练设备采用根据导丝或导管于穿刺导轨上的相对位置，对导丝或导管置入进行定位。

技术领域

本发明涉及医学教学训练系统，特别涉及一种模拟医学穿刺置入类操作的定位方法及智能训练设备。

背景技术

中心静脉穿刺置管是一种以特制的穿刺管经皮肤穿刺置留于深静脉（股静脉、锁骨下静脉、颈内静脉）腔内，经此输入高渗性液、高营养液（全肠肠外营养），同时可测量中心静脉压的方法。中心静脉穿刺置管由于保留时间长、输液种类广泛、导管弹性好等优点，在特重型颅脑损伤病人的抢救、快速输液、监测、营养支持方面起到不可估量的作用。中心静脉穿刺置管已广泛用于临床，尤其是在危重病人的抢救方面应用较多,它不仅保证了病人的及时用药,还可以通过监测CVP（Central venous pressure中心静脉压测定）可了解病人循环血容量和心脏功能,为治疗和护理带来极大方便,提高了抢救的成功率。

腹腔灌洗引流术又称治疗性持续性腹腔灌洗引流术，它从单纯的生理盐水灌洗发展到目的灌洗液中配以抗生素、微量肝素、糜蛋白酶等。有资料表明：对积脓和积液较多，有严重腹膜炎、复杂的腹部创伤或有漏发生时可采用此方法。腹膜对于水分子的清除能力很大，但对于细胞分子及微生物清除则很慢。如果大量毒素和细菌不及时清除，吸收后可导致严重的循环衰竭而死亡。术后抗生素疗法有时往往也难以奏效。采用腹腔灌洗引流的目的在于能有效冲淡毒素，减少细菌的浓度，以利机体防御机制的发挥；采用内部抗生素治疗能维持腹腔内抗生素的最佳浓度；通过灌洗引流可使腹膜难以吸收的异物清除，并破坏小房小隔样象限性脓肿；腹腔灌洗引流且有像治疗尿毒症患者所采取的腹膜透析作用，通过灌洗可透析出大多毒素和细菌。也可通过调整灌洗液的离子浓度和渗透压维持正常血清生化或纠正代谢紊乱，有助于内环境的稳定。

如静脉穿刺、腹腔灌洗等医疗手术，在手术中需要进行穿刺置管或穿刺置入操作，即先进行麻醉，麻醉后采用穿刺针进行穿刺，穿刺后通过穿刺针的侧孔进行置导丝，退穿刺针后进行扩张皮肤，再将导管套入导丝后进行置管。但无论置导丝还是置导管都是对置入深度或置入位置、置入速度有要求的，对置管手法也是有要求的。人为因素对手术影响较大。但如果操作不慎、护理不当，也可酿成严重的后果。

如中心静脉穿刺到管中若导管插入过深，其顶端会进入右房或右室，对心肌造成机械性刺激而诱发心律失常；导管顶端在血管腔内的位置及穿刺部位是影响血管损伤的重要因素，左颈内静脉和颈外静脉内的导管容易引起血管破裂。若导管插入过浅则未达到预定的位置，无法进行后续操作，甚至操作失误，带来严重后果。若导丝插入过浅则无法引导导管进行置入，导致导管无法置入到血管，或导致导管置入位置偏移，导管的顶端穿入到血管壁，甚至刺破血管壁。同样导丝插入过深会进入右房或右室，对心肌造成机械性刺激而诱发心律失常。

如腹腔灌洗如导丝或导管插入过深，则插入到器官，对器官造成机械性刺激，甚至刺破器官，造成严重后果。若导丝插入过浅则无法引导导管正常置入到预定位置，导致无法通过导管抽取到积液，无法对腹腔进行灌洗。

一般医生需要经过不断的实践和训练，在学习训练过程中得到经验，以提高医生的行医水平。传统对新医生的训练和培训，除了使用尸体和动物外，没有更好的训练模拟手段。特别对静脉穿刺、腹腔灌洗等需要进行穿刺置管或穿刺置入操作的医疗手术，动物与人体解剖结构完全不同，穿刺置管操作无法进行。尸体也无法进行操作。

虚拟手术培训系统采用计算机在现代医学中应用，融合了计算机技术、图形图像学、传感器技术、生物力学、现代医学、计算机视觉、机器人学等多种学科的交叉领域。