CN109717954A - 一种三维模型构建方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维模型构建方法、装置及系统，属于超声、三维建模技术领域，三维模型构建方法，包括：将消融导管介入心脏内腔；采用分布于不同位置的若干超声系统定位所述消融导管；沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置；根据所述消融导管的位置建立三维模型。本发明通过将消融导管介入心脏内腔，定位贴靠心脏内壁的消融导管位置，能够准确获取到心脏内部轮廓，以此构建心脏三维模型，使得在术中能够获取并展现出与患者相同比例的心脏内腔，进而达到患者心脏模型还原，辅助心脏手术的顺利进行。本技术方案操作简单、易执行，并且对操作设备无特殊要求，容易获得，实施本方案的医疗成本低。
Description
技术领域
本发明实施例涉及超声、三维建模技术领域，具体涉及一种三维模型构建方法、装置及系统。
背景技术
心血管疾病一直是威胁人类健康的头号杀手，发病率以及致残、致死率居高不下。其中，快速性心律失常广泛存在于不同人群，可产生不同的后果从轻微症状到长期致残甚至心脏性猝死。1987年经皮导管射频消融术治疗快速性心律失常开始应用于临床，经过几十年的发展、成熟，目前该项技术正处于腾飞阶段。近30年来，随着“心脏三维标测”技术的不断成熟和完善，目前射频消融术已经全面进入“三维”时代，可以对包括“心房颤动、房性心动过速、室性心动过速”在内几乎所有快速性心律失常进行介入治疗。
本发明人发现，现有技术中，基于三维建模建立心脏三维标测系统这一技术，已经形成了技术、价格、配套耗材等方面的垄断，使得该项手术价格昂贵、复杂性高，在国内的广大欠发达地区以及中小医院难以推广普及，我国仍有大量该类患者得不到这一有效治疗。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种三维模型构建方法、装置及系统，以解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种三维模型构建方法，包括：
将消融导管介入心脏内腔；
采用分布于不同位置的若干超声系统定位所述消融导管；
沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置；
根据所述消融导管的位置建立三维模型。
进一步地，所述若干超声系统设置在所述消融导管上，并且分布于所述消融导管的不同位置。
进一步地，所述若干超声系统分布于被手术患者体表的不同位置，以定位所述消融导管。
进一步地，所述若干超声系统分布于被手术患者体内的不同位置，以定位所述消融导管。
进一步地，所述沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置，包括：
将介入心脏内腔的所述消融导管沿着心脏内壁移动，获取、标记并记录所述消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，实时移动所述消融导管，记录一系列消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置。
进一步地，所述根据消融导管的位置建立三维模型，包括：
依据两点确定一条直线、三点确定一个平面的方法，对采集到的若干个符合消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，构建三维模型。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种三维模型构建装置，包括：
导管介入模块，用于将消融导管介入心脏内腔；
超声定位模块，用于采用分布于不同位置的若干超声系统定位所述消融导管；
移动定位模块，用于沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置；
建模模块，用于根据所述消融导管的位置建立三维模型。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种三维模型构建系统，包括：
消融导管，用于介入心脏内腔，沿着心脏内壁实时移动；
若干个超声系统，分布于不同位置，用于定位所述消融导管，记录所述消融导管的位置；
建模器，与各超声系统连接，用于根据消融导管的位置建立三维模型。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种三维模型构建系统，包括：
消融导管，用于介入心脏内腔，沿着心脏内壁实时移动；
声波穿戴设备，内部植入有若干分布于不同位置的超声系统，用于通过所述声波穿戴设备中的各超声系统，定位介入心脏内腔的所述消融导管，记录所述消融导管的位置；
建模引擎，与声波穿戴设备连接，用于根据所述消融导管的位置建立三维模型。
根据本发明实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序用于实现如上任一项所述的三维模型构建方法。
本发明实施例具有如下优点：
通过将消融导管介入心脏内腔，定位贴靠心脏内壁的消融导管位置，能够准确获取到心脏内部轮廓，以此构建心脏三维模型，使得在术中能够获取并展现出与患者相同比例的心脏内腔，进而达到患者心脏模型还原，辅助心脏手术的顺利进行。本技术方案操作简单、易执行，并且对操作设备无特殊要求，容易获得，实施本方案的医疗成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明一实施例提供的一种三维模型构建方法流程图；
图2为本发明另一实施例提供的一种三维模型构建装置结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的一种三维模型构建系统结构示意图；
图4为本发明又一实施例提供的一种三维模型构建系统结构示意图。
图中：401为导管介入模块，402为超声定位模块，403为移动定位模块，404为建模模块，601为消融导管，602为超声系统，603为建模器，801为消融导管，802为声波穿戴设备，803为建模引擎。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的第一方面，提供一种三维模型构建方法，如图1所示，包括：
步骤201：将消融导管介入心脏内腔；
在本发明实施例中，将消融导管介入心脏内腔中，使得消融导管能够在心脏内腔中移动。通过控制消融导管在心脏内腔移动，实时定位消融导管的位置，进而描绘基于消融导管在心脏内腔中移动轨迹，建立心脏三维模型。
步骤202：采用分布于不同位置的若干超声系统定位消融导管；
在本发明实施例中，采用设置于患者身体不同方位的若干超声系统，发射能够穿透患者胸部组织至介入心脏腔内的消融导管的声波，再接收经消融导管反射回来的声波，获取从发射至接收到经反射回声波的时间，根据时间计算出消融导管分别至各超声系统的距离，根据消融导管分别至各超声系统的距离确定消融导管的空间坐标，从而确定消融导管的空间定位。其中，超声系统至少3个。
对于同一时间发射声波的超声系统，通过检测声波的波长特异性，识别、区分各超声系统发射的声波。也就是说，在接收经消融导管反射回来的声波时，对于同一时间接收到若干个经消融导管反射回来的声波，通过检测声波的波长特异性，识别、区分发射声波的超声系统。
当然，各超声系统也可以分别在不同时间发射声波。通过声波特异性及不同时间发射声波，以此区分各超声系统发射的声波，以免各声波之间相互干扰，无法定位消融导管的位置。换言之，采用分布于不同位置的若干超声系统在消融导管在某一位置时，依次发射能够穿透患者胸部组织至介入心脏腔内的消融导管的声波，再接收经消融导管反射回来的声波，获取从发射至接收到经反射回声波的时间，根据时间计算出消融导管分别至各超声系统的距离，根据消融导管分别至各超声系统的距离确定消融导管的空间坐标，即确定消融导管的空间定位。
在本发明实施例中，若干超声系统可以设置在被手术患者体内或体表，分布于不同位置，以定位消融导管。进一步地，若干超声系统可以设置在消融导管上，并且分布于消融导管的不同位置。可以分布于被手术患者体表的不同位置，还可以分布于被手术患者体内的不同位置，以定位消融导管。
步骤203：沿着心脏内壁实时移动消融导管，并记录消融导管的位置；
在本发明实施例中，将介入心脏内腔的消融导管沿着心脏内壁移动，获取、标记并记录消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，实时移动消融导管，记录一系列消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置。
步骤204：根据消融导管的位置建立三维模型。
在本发明实施例中，依据两点确定一条直线、三点确定一个平面的方法，对采集到的若干个符合消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，构建三维模型。
综上所述，通过消融导管介入心脏内腔，定位贴靠心脏内壁的消融导管位置，以此构建心脏三维模型，使得在术中能够获取并展现出与患者相同比例的心脏内腔，进而达到患者心脏模型还原，辅助心脏手术的顺利进行。
在本发明第二方面，提供一种三维模型构建装置，如图2所示，包括：
导管介入模块401，用于将消融导管介入心脏内腔；
在本发明实施例中，导管介入模块401，用于将消融导管介入心脏内腔中，使得消融导管能够在心脏内腔中移动。通过控制消融导管在心脏内腔移动，实时定位消融导管的位置，进而描绘基于消融导管在心脏内腔中移动轨迹，建立心脏三维模型。
超声定位模块402，用于采用分布于不同位置的若干超声系统定位消融导管；
在本发明实施例中，超声定位模块402，用于采用设置于患者身体不同方位的若干超声系统，发射能够穿透患者胸部组织至介入心脏腔内的消融导管的声波，再接收经消融导管反射回来的声波，获取从发射至接收到经反射回声波的时间，根据时间计算出消融导管分别至各超声系统的距离，根据消融导管分别至各超声系统的距离确定消融导管的空间坐标，从而确定消融导管的空间定位，其中，超声系统至少3个。
对于同一时间发射声波的超声系统，通过检测声波的波长特异性，识别、区分各超声系统发射的声波。当然，各超声系统也可以分别在不同时间发射声波。通过声波特异性及不同时间发射声波，以此区分各超声系统发射的声波，以免各声波之间相互干扰，无法定位消融导管的位置。
移动定位模块403，用于沿着心脏内壁实时移动消融导管，并记录消融导管的位置；
在本发明实施例中，移动定位模块403，用于将介入心脏内腔的消融导管沿着心脏内壁移动，获取、标记并记录消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，实时移动消融导管，记录一系列消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置。
建模模块404，用于根据消融导管的位置建立三维模型。
在本发明实施例中，建模模块404，用于依据两点确定一条直线、三点确定一个平面的方法，对采集到的若干个符合消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，构建三维模型。
综上所述，通过消融导管介入心脏内腔，定位贴靠心脏内壁的消融导管位置，以此构建心脏三维模型，使得在术中能够获取并展现出与患者相同比例的心脏内腔，进而达到患者心脏模型还原，辅助心脏手术的顺利进行。
在本发明第三方面，提供一种三维模型构建系统，如图3所示，包括：
消融导管601，用于介入心脏内腔，沿着心脏内壁实时移动；
在本发明实施例中，将消融导管介入心脏内腔中，使得消融导管能够在心脏内腔中移动。通过控制消融导管在心脏内腔移动，实时定位消融导管的位置，进而描绘基于消融导管在心脏内腔中移动轨迹，建立心脏三维模型。消融导管601，用于在介入心脏内腔后，沿着心脏内壁移动。
若干个超声系统602，超声系统至少3个，分布于不同位置，用于定位消融导管，记录消融导管的位置；
在本发明实施例中，采用设置于患者身体不同方位的若干超声系统，发射能够穿透患者胸部组织至介入心脏腔内的消融导管的声波，再接收经消融导管反射回来的声波，获取从发射至接收到经反射回声波的时间，根据时间计算出消融导管分别至各超声系统的距离，根据消融导管分别至各超声系统的距离确定消融导管的空间坐标，从而确定消融导管的空间定位。
对于同一时间发射声波的超声系统，通过检测声波的波长特异性，识别、区分各超声系统发射的声波。当然，各超声系统也可以分别在不同时间发射声波。通过声波特异性及不同时间发射声波，以此区分各超声系统发射的声波，以免各声波之间相互干扰，无法定位消融导管的位置。
建模器603，用于根据消融导管的位置建立三维模型。
在本发明实施例中，依据两点确定一条直线、三点确定一个平面的方法，对采集到的若干个符合消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，构建三维模型。
综上所述，通过消融导管介入心脏内腔，定位贴靠心脏内壁的消融导管位置，以此构建心脏三维模型，使得在术中能够获取并展现出与患者相同比例的心脏内腔，进而达到患者心脏模型还原，辅助心脏手术的顺利进行。
在本发明第四方面，提供另一种三维模型构建系统，如图4所示，包括：
消融导管801，用于介入心脏内腔，沿着心脏内壁实时移动；
在本发明实施例中，将消融导管801介入心脏内腔中，使得消融导管能够在心脏内腔中沿着心脏内壁移动。通过控制消融导管在心脏内腔移动，实时定位消融导管的位置，进而描绘基于消融导管在心脏内腔中移动轨迹，建立心脏三维模型。
声波穿戴设备802，内部植入有若干分布于不同位置的超声系统，其中，超声系统至少3个，用于通过声波穿戴设备中的各超声系统，定位介入心脏内腔的消融导管，记录消融导管的位置。
进一步地，声波穿戴设备802，用于穿戴在被手术患者身上的情形下，通过声波穿戴设备802中的各超声系统，定位介入该被手术患者心脏内腔的消融导管801，记录消融导管801的位置。
在本发明实施例中，声波穿戴设备802，内部植入有若干分布于不同位置的超声系统，用于被患者穿戴时，发射能够穿透患者胸部组织至介入心脏腔内的消融导管的声波，再接收经消融导管反射回来的声波，获取从发射至接收到经反射回声波的时间，根据时间计算出消融导管分别至各超声系统的距离，根据消融导管分别至各超声系统的距离确定消融导管的空间坐标，从而确定消融导管的空间定位。
对于同一时间发射声波的超声系统，通过检测声波的波长特异性，识别、区分各超声系统发射的声波。当然，各超声系统也可以分别在不同时间发射声波。通过声波特异性及不同时间发射声波，以此区分各超声系统发射的声波，以免各声波之间相互干扰，无法定位消融导管的位置。
建模引擎803，与声波穿戴设备802连接，用于根据消融导管的位置建立三维模型。
在本发明实施例中，依据两点确定一条直线、三点确定一个平面的方法，对采集到的若干个符合消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，构建三维模型。
综上所述，通过消融导管介入心脏内腔，定位贴靠心脏内壁的消融导管位置，以此构建心脏三维模型，使得在术中能够获取并展现出与患者相同比例的心脏内腔，进而达到患者心脏模型还原，辅助心脏手术的顺利进行。
在本发明的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序用于实现如上所述的三维模型构建方法。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种三维模型构建方法，其特征在于，包括：
将消融导管介入心脏内腔；
采用分布于不同位置的若干超声系统定位所述消融导管；
沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置；
根据所述消融导管的位置建立三维模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述若干超声系统设置在所述消融导管上，并且分布于所述消融导管的不同位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述若干超声系统分布于被手术患者体表的不同位置，以定位所述消融导管。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述若干超声系统分布于被手术患者体内的不同位置，以定位所述消融导管。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置，包括：
将介入心脏内腔的所述消融导管沿着心脏内壁移动，获取、标记并记录所述消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，实时移动所述消融导管，记录一系列消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述根据消融导管的位置建立三维模型，包括：
依据两点确定一条直线、三点确定一个平面的方法，对采集到的若干个符合消融导管与心脏内壁贴靠良好的位置，构建三维模型。
7.一种三维模型构建装置，其特征在于，包括：
导管介入模块，用于将消融导管介入心脏内腔；
超声定位模块，用于采用分布于不同位置的若干超声系统定位所述消融导管；
移动定位模块，用于沿着心脏内壁实时移动所述消融导管，并记录所述消融导管的位置；
建模模块，用于根据所述消融导管的位置建立三维模型。
8.一种三维模型构建系统，其特征在于，包括：
消融导管，用于介入心脏内腔，沿着心脏内壁实时移动；
若干个超声系统，分布于不同位置，用于定位所述消融导管，记录所述消融导管的位置；
建模器，与各超声系统连接，用于根据消融导管的位置建立三维模型。
9.一种三维模型构建系统，其特征在于，包括：
消融导管，用于介入心脏内腔，沿着心脏内壁实时移动；
声波穿戴设备，内部植入有若干分布于不同位置的超声系统，用于通过所述声波穿戴设备中的各超声系统，定位介入心脏内腔的所述消融导管，记录所述消融导管的位置；
建模引擎，与声波穿戴设备连接，用于根据所述消融导管的位置建立三维模型。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序用于实现如权利要求1-6任一项所述的三维模型构建方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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