[发明专利]一种心脏外科深部缝合操作训练系统及模拟成像方法

摘要

本发明属于医疗技术领域，公开了一种心脏外科深部缝合操作训练系统及模拟成像方法，系统包括摄像模块、血压测量模块、心电图测量模块、数据处理模块、手术器械控制模块、成像模块；摄像模块、血压测量模块、心电图测量模块分别通过电路线连接数据处理模块。本发明通过手术器械控制模块来操控手术器械可以大大提高手术的成功率，提高缝合技术的水平；同时通过成像模块获取更清楚的心脏图像，能够与经由间接方法的心脏成像一起使用，诸如肺的PCXI(个人计算机在仪器领域的功能扩充)；使心脏边界的图像的模糊最小化，并且因此对3D或4D扫描特别有用；能够用于门控关闭多种数据类型，诸如从ECG、压力跟踪、气道流、容积曲线等。

主权项

1.一种心脏外科深部缝合操作训练系统及模拟成像系统，其特征在于，所述心脏外科深部缝合操作训练系统包括：摄像模块、血压测量模块、心电图测量模块、数据处理模块、手术器械控制模块、成像模块；摄像模块，与数据处理模块连接，用于通过摄像头对人体心脏进行摄像；血压测量模块，与数据处理模块连接，用于通过安装在受测人体的压脉带的加压及泄压，以测量该受测者于该待测部位的一心律脉动信号；心电图测量模块，与数据处理模块连接，用于通过电信号感测器用以测量受测者于测部位的心电图信息；数据处理模块，与摄像模块、血压测量模块、心电图测量模块、手术器械控制模块、成像模块连接，用于数据处理分析，并根据心电图测量模块获取的信号进行快速傅里叶转换分析该心律脉动信号或该心电图信息以计算取得一个或多个心脏频谱图，以分析该心脏信息；手术器械控制模块，与数据处理模块连接，用于控制手术器械操作；成像模块，与手术器械控制模块连接，用于获取更加清晰的心脏图像；所述数据处理模块的处理方法还包括：将采集的心脏图像变换成灰度图像；通过下面的表达式进行灰度变换；Y＝-0.299R+0.587G+0.114BY：像素值，R：红色成分，G：绿色成分，B：蓝色成分；对灰度图像进行图像平滑处理，接着进行“梯度计算”；用于计算在特定的像素和相邻像素之间的亮度值的程度差；将图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先进行直方图均衡化处理，再去除噪点；对于其它的图层，先去除噪点，再进行直方图均衡化处理；将处理过后的若干个所述图层合并为一幅增强图像；所述进行梯度计算具体包括：1)将本地导频符号转换到变换域符号其中，ps是本地导频符号的序号；2)利用复指数基扩展模型，生成基函数矩阵导频符号处的基函数对应的频域矩阵及所有符号的基函数对应的频域矩阵其中，q＝0,…,Q，Q是基函数的个数，ns是每个单载波频分复用符号的序号；3)根据变换域符号和频域矩阵获得用于估计基系数向量的频域矩阵4)对接收信号进行快速傅立叶FFT变换，获得频域接收信号Y，从该频域接收信号Y中提取接收端接收到的块状导频符号其中pλ是接收到的块状导频符号的序号；5)利用接收到的块状导频符号和频域矩阵采用最小二乘方法得到基系数向量的估计值其中，是矩阵的广义逆运算；根据推导出的基系数和频域信道响应的数学关系式利用估计出的基系数直接得到频域信道响应矩阵其中是步骤2)中生成的频域矩阵；步骤1)中的将本地导频符号转换到变换域符号按照以下公式进行：其中，diag(·)是将向量转换成对角矩阵的运算，Q是基函数的个数，IQ+1为Q+1维的单位矩阵，为克罗内列积运算符号，FL为快速傅里叶变换矩阵F的前L列，L为快时变信道的可分离径数。