CN104517016A - 一种体感技术和虚拟现实技术的手术模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种适用于临床医学的系统，利用体感技术和模拟现实技术模拟手术过程：步骤1.设置体感设备步骤2.在体感设备的感应空间内利用虚拟现实技术设定模型，收集病人的三维虚拟数据，并设定不同病人的体质。步骤3.识别医生的操作动作，将操作指令输入到电脑中进行数据处理。步骤4.利用计算机软件使模型对操作指令作出及时反馈。步骤5.经过模型最终反馈结果预测手术结果。用这种体感技术和模拟现实技术结合的方式进行手术模拟，可提高手术成功率，降低手术风险，累积经验，并且预测手术过程中的种种可能情况及时找到解决方法。

Description

一种体感技术和虚拟现实技术的手术模拟系统

技术领域

本发明是涉及一种体感技术和虚拟现实技术应用，具体地说是涉及一种体感技术和虚拟现实技术的手术模拟系统 。

背景技术

随着科学技术发展，人类在医学上取得了很多进步，有了很多发明创造。但在临床医学中，仍有部分疾病手术成功率低，风险大。很多年轻医生做手术的经验不多，缺少锻炼。

手术是以刀、剪、针等器械在人体局部进行的操作，是外科的主要治疗方法，俗称“开刀”。目的是医治或诊断疾病，如去除病变组织、修复损伤、移植器官、改善机体的功能和形态等。早期手术仅限于用简单的手工方法，在体表进行切、割、缝，如脓肿引流、肿物切除、外伤缝合等。故手术是一种破坏组织完整性（切开），或使完整性受到破坏的组织复原（缝合）的操作。随着外科学的发展，手术领域不断扩大，已能在人体任何部位进行。应用的器械也不断更新，如手术刀即有电刀、微波刀、超声波刀及激光刀等多种。因之手术也有更广泛的含义。

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

虚拟现实技术涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。

概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。

体感技术，在于人们可以很直接地使用肢体动作，与周边的装置或环境互动，而无需使用任何复杂的控制设备，便可让人们身历其境地与内容做互动。

本发明利用虚拟现实技术模拟人体，再利用体感技术感应医生的动作使模拟人体做出反应，可以真实的模拟手术场景。在高风险手术进行前可以大大降低手术的风险，成功率低的手术也可以利用此发明累积经验。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种高度模拟手术现场，提高手术成功率的方法。利用虚拟现实技术模拟人体，再利用体感技术感应医生的动作使模拟人体做出反应，可以真实的模拟手术场景。在高风险手术进行前可以大大降低手术的风险，成功率低的手术也可以利用此发明累积经验。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明一种体感技术和虚拟现实技术的手术模拟系统，工作原理如下：

步骤 1：利用虚拟现实技术采集病人三维立体模型数据，设定一个符合病人情况的虚拟三维人体模型，存入计算机中。

步骤2：让医生处于该虚拟场景中，利用体感技术识别医生的动作，将动作指令输入计算机中。

步骤3：在计算机程序中人体模型做出及时反馈，模拟手术过程

步骤4：通过人体模型的变化过程及结果，判断模拟手术是否成功。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

避免了直接对病人进行高风险手术带来的不良后果，可为经验不足的医生提供练习机会，提升手术成功率。在手术进行前可进行多次模拟，以预测手术过程中可能出现的种种情况，找到应对措施。有助于医学技术的发展，降低疾病死亡率。

附图说明

图1是一种体感技术和虚拟现实技术的手术模拟系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明一种利用体感技术和虚拟现实技术帮助医生进行手术现场模拟，用这种模拟方法进行手术预测，提高手术的成功率，降低高风险手术中意外发生的概率。具体包括：启动手术模拟系统，密码验证，正确进入。

步骤1：让病人进入指定的位置，用2台摄像机多角度摄像，输入计算机，进行数据处理和拼接，同时设定用户的体质特点，形成虚拟用户的数据模型，存入数据库。

步骤2：给医生带上体感收集装置，采集医生的动作指令，经过调试，使医生的动作精准的被收集。

步骤3：连接计算机与体感设备，让医生开始对虚拟人体模型进行手术，启动计算机中的虚拟环境子程序及调用虚拟人体模型的虚拟数据，使模型可以对医生的动作指令作出及时反馈。

步骤4：经过模拟手术，由人体模型最终的反馈结果判定模拟手术是否成功，是否可以用于实际手术。

本发明可以高度模拟手术现场，作出对手术结果的精准预测，降低手术风险，同时可以为临床医学累积经验。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种体感技术和虚拟现实技术的手术模拟系统，包括：模拟现实模块、体感设备、体感设备控制器、信息处理模块，其特征在于：所述模拟现实模块；所述体感设备控制器。

2.根据权利要求1所述的手术模拟系统，其特征是:所述模拟现实模块获得人体信息后，及时将数据返回计算机，设定出高仿三维数据模型，利用体感设备获取医生的动作信息，精准收集医生的动作。

3.根据权利要求1所述的手术模拟系统，其特征是：利用体感控制设备，从体感设备中获取实时数据，并对数据进行处理，将收集到的信息返回计算机，并利用计算机处理所得信息，模拟手术过程得出预测结果。