[发明专利]一种基于混合现实的手术规划方法及交互系统

说明书

本发明涉及一种基于混合现实的手术规划方法及交互系统，通过获取医学图像，根据所述医学图像建立人体器官三维模型后；根据所述病灶干涉数据计算得到所述人体器官三维模型中病灶模型的动态影响范围；根据所述动态影响范围规划手术路径，对所述手术路径进行损伤分析，得到残余器官体积百分比，根据所述残余器官体积百分比调整临床手术路径。本发明能够协助更加真实地判断病患当前状况，在确认患者病灶干涉范围后，根据当前手术路径模拟以及当前手术路径影响流域计算得到残余器官体积百分比，临床医生可以根据残余器官体积百分比对手术路径迭代优化，确认最佳手术路径方案。还可以通过对患者病灶模型设置可操作的门户来对患者的器官三维模型进行修缮。

技术领域

本发明涉及临床手术模拟技术领域，具体涉及一种基于混合现实的手术规划方法及交互系统。

背景技术

混合现实(MR，MixedReality)指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境，在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。混合现实的实现需要在一个能与现实世界各事物相互交互的环境中。如果一切事物都是虚拟的那就是虚拟现实(VR)。如果展现出来的虚拟信息只能简单叠加在现实事物上，那就是增强现实(AR)。MR的关键点就是与现实世界进行交互和信息的及时获取。MR混合现实技术是一项前沿的创新技术，它在医疗领域的应用也初具规模。

目前也有相关的报道和文献表明，很多科研工作者正在开发医疗领域相应的产品和方法，如一些手术规划系统。但是，目前术前的规划系统需要解决的问题是人体器官模型的精度及视觉真实感不够，术者无法根据患者本人实际的情况或者临床经验对模型进行修缮，且当完成手术规划后，对于手术路径无法进行有效的手术结果预估，术者无法通过手术路径方案进行模拟来筛选最优手术实施方案。

发明内容

为解决上述现有技术无法对手术路径方案的好坏进行评估的问题，本发明提出一种基于混合现实手术规划方法，包括以下步骤：

S1，获取医学图像，根据所述医学图像建立人体器官三维模型；

S2，获取病灶干涉数据，根据所述病灶干涉数据计算得到所述人体器官三维模型中病灶模型的动态影响范围；

S3，根据所述动态影响范围规划手术路径，对所述手术路径进行损伤分析，得到残余器官体积百分比，根据所述残余器官体积百分比调整临床手术路径。

在上述方案的基础上本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤S1中根据所述医学图像建立人体器官三维模型具体为：通过预设的初始阈值对所述医学图像进行分割，建立人体器官三维模型，并对所述医学图像中器官病灶区域边界进行标记处理。

进一步，所述步骤S3中对所述临床手术路径进行损伤分析具体包括：获取人体呼吸周期内的器官参数；建立病灶干涉三维模型；将所述病灶干涉三维模型以及所述三维模型导入自动体网络分析模型中，利用所述器官参数进行多参数求解控制来获得手术路径影响流域，并根据所述手术路径影响流域计算得到所述残余器官体积百分比。

本发明另一个目的在于提供一种基于混合现实的的手术规划交互系统，包括指令输入模块、模型渲染模块、干涉分析模块；

所述模型渲染模块，用于根据医学图像对人体器官三维模型进行渲染重建，并为所述人体器官三维模型提供操作门户；

所述指令输入模块，用于输入交互指令，并将所述交互指令反馈至所述模型渲染模块；

所述干涉分析模块，用于获取病灶干涉数据，并根据所述病灶干涉数据获得人体器官三维模型中病灶模型的动态影响范围；

所述路径规划模块，用于根据所述动态影响范围规划手术路径，对所述手术路径进行损伤分析，得到当前手术路径的术后残余器官体积百分比，输出所述术后残余器官体积百分比。