CN111261297A - 一种基于ct舱内实施穿刺手术三维仿真平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，包括智能程序控制端和仿真硬件模块，所述智能程序控制端的输出端分别为仿真硬件模块、虚拟算法模块和CT扫描模块，所述仿真硬件模块和虚拟算法模块之间互为输入输出端，所述虚拟算法模块和CT扫描模块之间互为输入输出端，所述仿真硬件模块、虚拟算法模块和CT扫描模块之间的共同输入端为人工干预控制端，该三组模块在组合时呈相互信息传递设置，即设备组件的联动性较传统仿真组件得到了大幅度提升，同时该三组模块呈动态连接设置，即两组硬件模块经由虚拟算法模块进行控制，该控制方法可在数据组合处理下，运算处实质性最佳结果，进而提高仿真时的三维定位精度。
Description
技术领域
本发明属于CT仿真平台相关技术领域，具体涉及一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台。
背景技术
随着CT扫描机的技术进步，计算机三维图像重建技术以及虚拟技术的兴起和广泛应用，越来越多的仿真科学应用于实际医学中，仿真科学的运用，可提高医护人员诊治手段，进而促进医学的进步。
现有的手术仿真平台技术存在以下问题：现有仿真技术在实际使用中存在着仿真效果低下，以及仿真过程中智能软件和硬件应用效率低等现象，进而造成基于CT技术而形成的医学仿真平台难以进行实质性的推广问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，以解决上述背景技术中提出现有仿真技术在实际使用中存在着仿真效果低下，以及仿真过程中智能软件和硬件应用效率低等现象，进而造成基于CT技术而形成的医学仿真平台难以进行实质性的推广问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，包括智能程序控制端和仿真硬件模块，所述智能程序控制端的输出端分别为仿真硬件模块、虚拟算法模块和CT扫描模块，所述仿真硬件模块和虚拟算法模块之间互为输入输出端，所述虚拟算法模块和CT扫描模块之间互为输入输出端，所述仿真硬件模块、虚拟算法模块和CT扫描模块之间的共同输入端为人工干预控制端，所述人工干预控制端的另一输出端为末端学习模块。
优选的，所述仿真硬件模块包括穿刺机器人模块、三维定位模块和计算机控制模块，所述穿刺机器人模块、三维定位模块和计算机控制模块为仿真硬件模块的子处理项目。
优选的，所述虚拟算法模块包括数据储存模块、CT图像处理模块和最佳路线处理模块，所述数据储存模块、CT图像处理模块和最佳路线处理模块为虚拟算法模块的子处理项目。
优选的，所述CT扫描模块包括CT扫描机、图像预处理模块和程序控制模块，所述CT扫描机、图像预处理模块和程序控制模块为CT扫描模块的子处理项目。
优选的，所述末端学习模块包括教学展示模块、数据比对模块和数据收集模块，所述教学展示模块、数据比对模块和数据收集模块为末端学习模块的子处理项目。
优选的，所述人工干预控制端的调控权限大于智能程序控制端的调控权限，所述人工干预控制端运行时智能程序控制端处于停止运行状态，所述智能程序控制端运行时人工干预控制端处待机状态。
优选的，所述CT扫描模块为起始处理端，所述CT扫描模块、虚拟算法模块和仿真硬件模块为依次处理级别，所述CT扫描模块、虚拟算法模块和仿真硬件模块的子处理项目均可由人工干预控制端进行直接干涉。
优选的，所述仿真硬件模块和CT扫描模块为硬件处理模块，所述虚拟算法模块为软件处理模块。
优选的，所述三维定位模块为电磁定位设备，所述三维定位模块定位时需扫描六个标记点位。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，具备以下有益效果：
1.本发明为了提高仿真力度，采用了仿真硬件模块、虚拟算法模块和CT扫描模块这三组模块，该三组模块在组合时呈相互信息传递设置，即设备组件的联动性较传统仿真组件得到了大幅度提升，同时该三组模块呈动态连接设置，即两组硬件模块经由虚拟算法模块进行控制，该控制方法可在数据组合处理下，运算处实质性最佳结果，进而提高仿真时的三维定位精度。
2.该三维仿真平台在操控过程中大多倚靠智能程序控制端进行运行，但是为了避免意外或者程序崩溃等现象发生，采用了高于智能程序控制端权限的人工干预控制端，该人工干预控制端的设置可最大程度下，避免智能端运行出现故障，而致使手术难以进行的问题。
3.为提高对三维仿真技术的推广，利用末端学习模块所设置的教学展示模块、数据比对模块和数据收集模块，来对手术中所展示各项信息进行展示，进而方便学习人士以及科研人员来了解三维仿真的实际应用情况。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台的概括流程示意图；
图2为本发明提出基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台的细致流程示意图；
图中：1、智能程序控制端；2、仿真硬件模块；21、穿刺机器人模块；22、三维定位模块；23、计算机控制模块；3、虚拟算法模块；31、数据储存模块；32、CT图像处理模块；33、最佳路线处理模块；4、CT扫描模块；41、CT扫描机；42、图像预处理模块；43、程序控制模块；5、人工干预控制端；6、末端学习模块；61、教学展示模块；62、数据比对模块；63、数据收集模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-2，本发明提供一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台技术方案：
一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，包括智能程序控制端1和仿真硬件模块2，智能程序控制端1的输出端分别为仿真硬件模块2、虚拟算法模块3和CT扫描模块4，仿真硬件模块2和虚拟算法模块3之间互为输入输出端，虚拟算法模块3和CT扫描模块4之间互为输入输出端，仿真硬件模块2、虚拟算法模块3和CT扫描模块4之间的共同输入端为人工干预控制端5，人工干预控制端5的另一输出端为末端学习模块6。
一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，包括仿真硬件模块2包括穿刺机器人模块21、三维定位模块22和计算机控制模块23，穿刺机器人模块21、三维定位模块22和计算机控制模块23为仿真硬件模块2的子处理项目，虚拟算法模块3包括数据储存模块31、CT图像处理模块32和最佳路线处理模块33，数据储存模块31、CT图像处理模块32和最佳路线处理模块33为虚拟算法模块3的子处理项目，CT扫描模块4包括CT扫描机41、图像预处理模块42和程序控制模块43，CT扫描机41、图像预处理模块42和程序控制模块43为CT扫描模块4的子处理项目，末端学习模块6包括教学展示模块61、数据比对模块62和数据收集模块63，教学展示模块61、数据比对模块62和数据收集模块63为末端学习模块6的子处理项目。
一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，包括人工干预控制端5的调控权限大于智能程序控制端1的调控权限，人工干预控制端5运行时智能程序控制端1处于停止运行状态，智能程序控制端1运行时人工干预控制端5处待机状态，CT扫描模块4为起始处理端，CT扫描模块4、虚拟算法模块3和仿真硬件模块2为依次处理级别，CT扫描模块4、虚拟算法模块3和仿真硬件模块2的子处理项目均可由人工干预控制端5进行直接干涉，仿真硬件模块2和CT扫描模块4为硬件处理模块，虚拟算法模块3为软件处理模块。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，三维仿真平台在运行时，先行通过CT扫描机41、图像预处理模块42和程序控制模块43所组成的CT扫描模块4，来对患者病灶处进行扫描，扫描后将六个标记点定位扫描处，待扫描完毕后，经由数据储存模块31、CT图像处理模块32和最佳路线处理模块33所组成的虚拟算法模块3，来对CT影像资料进行分析，分析后选择硬件端的最佳处理路线，待路线选择完毕后，经由穿刺机器人模块21、三维定位模块22和计算机控制模块23所组成的仿真硬件模块2(仿真硬件模块2在运行时，通过三维定位模块22定位六个标记点，来进行精准位置固定)，来对患者病灶处进行穿插手术，该三维仿真平台在操控过程中大多倚靠智能程序控制端1进行运行，但是为了避免意外或者程序崩溃等现象发生，采用了高于智能程序控制端1权限的人工干预控制端5，该人工干预控制端5的设置可最大程度下，避免智能端运行出现故障，而致使手术难以进行的问题，同时为提高对三维仿真技术的推广，利用末端学习模块6所设置的教学展示模块61、数据比对模块62和数据收集模块63，来对手术中所展示各项信息进行展示，进而方便学习人士以及科研人员来了解三维仿真的实际应用情况。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，包括智能程序控制端(1)和仿真硬件模块(2)，其特征在于：所述智能程序控制端(1)的输出端分别为仿真硬件模块(2)、虚拟算法模块(3)和CT扫描模块(4)，所述仿真硬件模块(2)和虚拟算法模块(3)之间互为输入输出端，所述虚拟算法模块(3)和CT扫描模块(4)之间互为输入输出端，所述仿真硬件模块(2)、虚拟算法模块(3)和CT扫描模块(4)之间的共同输入端为人工干预控制端(5)，所述人工干预控制端(5)的另一输出端为末端学习模块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述仿真硬件模块(2)包括穿刺机器人模块(21)、三维定位模块(22)和计算机控制模块(23)，所述穿刺机器人模块(21)、三维定位模块(22)和计算机控制模块(23)为仿真硬件模块(2)的子处理项目。
3.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述虚拟算法模块(3)包括数据储存模块(31)、CT图像处理模块(32)和最佳路线处理模块(33)，所述数据储存模块(31)、CT图像处理模块(32)和最佳路线处理模块(33)为虚拟算法模块(3)的子处理项目。
4.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述CT扫描模块(4)包括CT扫描机(41)、图像预处理模块(42)和程序控制模块(43)，所述CT扫描机(41)、图像预处理模块(42)和程序控制模块(43)为CT扫描模块(4)的子处理项目。
5.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述末端学习模块(6)包括教学展示模块(61)、数据比对模块(62)和数据收集模块(63)，所述教学展示模块(61)、数据比对模块(62)和数据收集模块(63)为末端学习模块(6)的子处理项目。
6.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述人工干预控制端(5)的调控权限大于智能程序控制端(1)的调控权限，所述人工干预控制端(5)运行时智能程序控制端(1)处于停止运行状态，所述智能程序控制端(1)运行时人工干预控制端(5)处待机状态。
7.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述CT扫描模块(4)为起始处理端，所述CT扫描模块(4)、虚拟算法模块(3)和仿真硬件模块(2)为依次处理级别，所述CT扫描模块(4)、虚拟算法模块(3)和仿真硬件模块(2)的子处理项目均可由人工干预控制端(5)进行直接干涉。
8.根据权利要求1所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述仿真硬件模块(2)和CT扫描模块(4)为硬件处理模块，所述虚拟算法模块(3)为软件处理模块。
9.根据权利要求2所述的一种基于CT舱内实施穿刺手术三维仿真平台，其特征在于：所述三维定位模块(22)为电磁定位设备，所述三维定位模块(22)定位时需扫描六个标记点位。
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Cited By (2)
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