CN111798727A - 一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法、装置、设备和介质 - Google Patents

一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法、装置、设备和介质，涉及神经外科手术辅助教学领域。本发明的目的是为了提高用户的手术规划能力，阅片训练与测试旨在训练用户阅读CT的能力，通过将二维CT与三维侧脑室进行对应的训练方式以训练学员空间化的能力，从而达到训练学员阅读CT的能力。阅片训练可以帮助学员更好地根据CT选择合适的穿刺点位以及穿刺深度。路径判断的训练是为了训练学员对自身穿刺方向的把握，由于颅脑为非规则球体，但穿刺方向的要求是垂直颅脑，因此如何把握垂直这个角度对于学员来说是十分关键的，除了在技术训练的过程中有意识地积累经验以外，也可以利用路径判断训练来进行进一步的提高手术路径规划能力。

Description

一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法、装置、设备和介质
技术领域
本发明涉及神经外科手术辅助教学领域，具体涉及一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法、装置、设备和介质。
背景技术
虚拟现实技术是近年来兴起的一门跨多个学科领域的高端技术，可以实现人与计算机之间的互动与对复杂数据的可视操作。虚拟现实技术被广泛应用于医学领域，比如，在神经外科，侧脑室穿刺术通过脑室置管释放脑脊液，是治疗脑室出血、急性脑积水等神经重症疾病的有效手段。快速准确的侧脑室穿刺置管是取得良好效果的有力保证，是每个神经外科工程师必须掌握的一项基本技能。如何使年经医师快速熟练掌握穿刺技能，是国内外学界一直以来不断探索的问题。利用虚拟现实(VR)技术生成手术模拟环境，创建穿刺演练的计算机仿真培训系统，取得了良好的效果。
然而，现有的神经外科虚拟现实培训系统、模拟器皆侧重于技术技能培训，即手术操作上的训练，然而，医生阅读CT图像以及从CT图像中获取需要的信息(包括脑室大小、脑室位置等)的能力、对手术路线的规划能力也与手术的成功率也息息相关。但现有技术中的神经外科虚拟现实培训系统、模拟器均缺乏对非技术技能如阅片能力、手术规划等的模拟。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法、装置、设备和介质，提升受训者的非技术技能，进一步提高虚拟穿刺培训的成效。
第一方面，本发明提供了一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法，用于虚拟侧脑室穿刺手术训练系统，所述方法包括阅片训练过程以及穿刺路径训练过程；
所述阅片训练过程包括：对多组CT图像数据进行三维重建获得一一对应的多组侧脑室和颅骨模型，将所述多组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型按脑室占比大小的近似性分区，获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项，显示第一CT图像数据、第一CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型以及所有第二CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，将该选定的侧脑室和颅骨模型与第一CT图像数据匹配，最后输出训练结果；
所述穿刺路径训练过程包括：在实施虚拟穿刺后，获取穿刺点的位置信息以及穿刺针与侧脑室产生接触的点的位置信息，然后以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该实际穿刺路径通过角度偏移随机生成多条干扰路径，分别对实际穿刺路径和干扰路径随机赋予不同显示颜色，显示所有路径供用户观察和选择，获取用户选定的穿刺路径，将该选定的穿刺路径与实际穿刺路径匹配，最后输出训练结果。
进一步地，所述方法还包括：阅片测试过程；
所述阅片测试过程包括：从所有CT图像数据中随机抽取多组CT图像数据，按第一顺序显示，再按第二顺序显示该随机抽取的多组CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型，供用户观察和调整排序，所述第二顺序随机产生，然后获取用户对所述侧脑室和颅骨模型的排序结果，将所述排序结果与第一顺序匹配，最后输出训练结果。
进一步地，所述获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项进一步具体为：分别对分区和CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号，获取阅片训练请求后，产生第一随机数，根据所述第一随机数选定一个分区，产生第二随机数，根据所述第二随机数选定该分区中的一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求产生至少一个第三随机数，根据所述至少一个第三随机数从该分区内选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项；
所述显示侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择进一步具体为：根据用户操作，同时显示侧脑室和颅骨模型或隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，供用户观察和选择。
进一步地，所述方法还包括：存储用户信息及训练结果，并提供查询接口，根据查询条件显示查询结果。
第二方面，本发明提供了一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训装置，用于虚拟侧脑室穿刺手术训练系统，所述装置包括：阅片训练模块以及穿刺路径训练模块；
所述阅片训练模块，用于对多组CT图像数据进行三维重建获得一一对应的多组侧脑室和颅骨模型，将所述多组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型按脑室占比大小的近似性分区，获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项，显示第一CT图像数据、第一CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型以及所有第二CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，将该选定的侧脑室和颅骨模型与第一CT图像数据匹配，最后输出训练结果；
所述穿刺路径训练模块，用于在实施虚拟穿刺后，获取穿刺点的位置信息以及穿刺针与侧脑室产生接触的点的位置信息，然后以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该实际穿刺路径通过角度偏移随机生成多条干扰路径，分别对实际穿刺路径和干扰路径随机赋予不同显示颜色，显示所有路径供用户观察和选择，获取用户选定的穿刺路径，将该选定的穿刺路径与实际穿刺路径匹配，最后输出训练结果。
进一步地，所述装置还包括阅片测试模块；
所述阅片测试模块用于从所有CT图像数据中随机抽取多组CT图像数据，按第一顺序显示，再按第二顺序显示该随机抽取的多组CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型，供用户观察和调整排序，所述第二顺序随机产生，然后获取用户对所述侧脑室和颅骨模型的排序结果，将所述排序结果与第一顺序匹配，最后输出训练结果。
进一步地，所述获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项进一步具体为：分别对分区和CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号，获取阅片训练请求后，产生第一随机数，根据所述第一随机数选定一个分区，产生第二随机数，根据所述第二随机数选定该分区中的一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求产生至少一个第三随机数，根据所述至少一个第三随机数从该分区内选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项；
所述显示侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择进一步具体为：根据用户操作，同时显示侧脑室和颅骨模型或隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，供用户观察和选择。
进一步地，所述装置还包括数据库模块，所述数据库模块用于存储用户信息及训练结果，并提供查询接口，根据查询条件显示查询结果。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过阅片训练为用户随机提供第一CT图像数据以及与第一CT图像数据相近的多个第二CT图像数据，根据用户的选定模型得到训练结果，从而进一步提高用户的阅读CT图像以及从CT图像中获取需要的信息(包括脑室大小、脑室位置等)的能力，更好地对手术进行规划；
通过穿刺路径训练生成实际穿刺路径和干扰路径，提升用户对穿刺路径的把握，进一步提升虚拟穿刺的学习效果；
通过阅片测试测试用户对多组CT图像数据与模型的，进一步检验与提升用户的阅片能力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本申请实施例一中方法执行流程图。
图2为本申请实施例二中装置的结构示意图；
图3为本申请实施例三中电子设备的结构示意图；
图4为本申请实施例四中介质的结构示意图；
图5为本申请实施例五中阅片训练流程示意图；
图6为本申请实施例五中穿刺路径训练流程示意图；
图7为本申请实施例五中阅片测试流程示意图。
具体实施方式
本发明的目的是为了提高用户的手术规划能力，阅片训练与测试旨在训练用户阅读CT的能力，通过将二维CT与三维侧脑室进行对应的训练方式以训练学员空间化的能力，从而达到训练学员阅读CT的能力。阅片训练可以帮助学员更好地根据CT选择合适的穿刺点位以及穿刺深度。路径判断的训练是为了训练学员对自身穿刺方向的把握，由于颅脑为非规则球体，但穿刺方向的要求是垂直颅脑，因此如何把握垂直这个角度对于学员来说是十分关键的，除了在技术训练的过程中有意识地积累经验以外，也可以利用路径判断训练来进行进一步的提高手术路径规划能力。
实施例一
本申请实施例提供了一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法，如图1所示，用于虚拟侧脑室穿刺手术训练系统，所述方法包括阅片训练过程以及穿刺路径训练过程；
所述阅片训练过程包括：对多组CT图像数据进行三维重建获得一一对应的多组侧脑室和颅骨模型，将所述多组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型按脑室占比大小的近似性分区，获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项，显示第一CT图像数据、第一CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型以及所有第二CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，将该选定的侧脑室和颅骨模型与第一CT图像数据匹配，最后输出训练结果；
从每一个病例的所有CT图像数据中选取多张(比如6张)可以体现特征的CT图像数据拼成一整张图像，即为一组CT图像数据。通过对多组CT图像数据进行三维重建得到多组训练模型(每一组训练模型包括CT图像数据及其对应的侧脑室和颅骨模型)，将训练模型按脑室占比大小的近似性分区，从而保证同一分区内训练模型的相似性。阅片训练的难度可以分为简单中等和复杂，响应于阅片训练请求，先随机选取一区，再随机选取该区其中一组CT图像数据(即第一CT图像数据)作为目标项，再根据用户对训练难度的选择，从同一分区中选取设定组数的CT图像数据(即第二CT图像数据)作为干扰项(选择难度越高，干扰项越多)，显示目标项CT图像数据和所有选取出来的CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，匹配后得到并输出训练结果。用户需要在相似的侧脑室和颅骨模型干扰项中找到与第一CT图像数据匹配的目标侧脑室和颅骨模型，根据训练结果验证自己的判断是否正确，可以通过反复训练进一步提升阅片能力。
所述穿刺路径训练过程包括：在实施虚拟穿刺后，获取穿刺点的位置信息以及穿刺针与侧脑室产生接触的点的位置信息，然后以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该实际穿刺路径通过角度偏移随机生成多条干扰路径，分别对实际穿刺路径和干扰路径随机赋予不同显示颜色，显示所有路径供用户观察和选择，获取用户选定的穿刺路径，将该选定的穿刺路径与实际穿刺路径匹配，最后输出训练结果。
通过在用户虚拟穿刺结束后，系统自动生成实际穿刺路径及多条干扰路径，用户需根据实际穿刺结果判断对应的路径，系统得到并显示判断结果，以训练用户对穿刺路径的把握。
在一较佳的实现方式中，所述方法还包括：阅片测试过程；
所述阅片测试过程包括：从所有CT图像数据中随机抽取多组CT图像数据，按第一顺序显示，再按第二顺序显示该随机抽取的多组CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型，供用户观察和调整排序，所述第二顺序随机产生，然后获取用户对所述侧脑室和颅骨模型的排序结果，将所述排序结果与第一顺序匹配，最后输出训练结果。
阅片训练到一定程度后，用户可以进行阅片测试，系统随机抽取多组CT图像数据(比如五组CT图像数据)进行随机排列，同时生成五个对应的侧脑室模型，学员根据CT图像的顺序对五个侧脑室模型进行排序，将排序结果提交后系统会自动计算排序正确率。
在一较佳的实现方式中，所述获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项进一步具体为：分别对分区和CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号(比如，对6个分区编号1-6，对30组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号1-30)，获取阅片训练请求后，产生第一随机数，根据所述第一随机数选定一个分区，产生第二随机数，根据所述第二随机数选定该分区中的一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求产生至少一个第三随机数，根据所述至少一个第三随机数从该分区内选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项(比如，当阅片训练请求中的难度为简单时，可以选择产生2个第三随机数，当阅片训练请求中的难度为中等时，可以选择产生3个第三随机数，当阅片训练请求中的难度为复杂时，可以选择产生4个第三随机数)；
所述显示侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择进一步具体为：根据用户操作，同时显示侧脑室和颅骨模型或隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，供用户观察和选择。
因为侧脑室在颅骨内部，为了方便观察侧脑室模型，用户可以选择同时显示侧脑室和颅骨模型或者隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，可以根据自身需要在两种显示方式中随意切换，便于更好地观察判断两个模型与CT图像数据是否匹配。
在一较佳的实现方式中，所述方法还包括：存储用户信息及训练结果，并提供查询接口，根据查询条件显示查询结果。
通过将用户信息及训练结果进行存储并提供提供查询接口，可以方便查询和了解用户所有训练内容的训练情况。
基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。
实施例二
在本实施例中提供了一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训装置，如图2所示，所述装置包括：阅片训练模块以及穿刺路径训练模块；
所述阅片训练模块，用于对多组CT图像数据进行三维重建获得一一对应的多组侧脑室和颅骨模型，将所述多组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型按脑室占比大小的近似性分区，获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项，显示第一CT图像数据、第一CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型以及所有第二CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，将该选定的侧脑室和颅骨模型与第一CT图像数据匹配，最后输出训练结果；
所述穿刺路径训练模块，用于在实施虚拟穿刺后，获取穿刺点的位置信息以及穿刺针与侧脑室产生接触的点的位置信息，然后以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该实际穿刺路径通过角度偏移随机生成多条干扰路径，分别对实际穿刺路径和干扰路径随机赋予不同显示颜色，显示所有路径供用户观察和选择，获取用户选定的穿刺路径，将该选定的穿刺路径与实际穿刺路径匹配，最后输出训练结果。
在一较佳的实现方式中，所述装置还包括阅片测试模块；
所述阅片测试模块用于从所有CT图像数据中随机抽取多组CT图像数据，按第一顺序显示，再按第二顺序显示该随机抽取的多组CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型，供用户观察和调整排序，所述第二顺序随机产生，然后获取用户对所述侧脑室和颅骨模型的排序结果，将所述排序结果与第一顺序匹配，最后输出训练结果。
在一较佳的实现方式中，所述获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项进一步具体为：分别对分区和CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号，获取阅片训练请求后，产生第一随机数，根据所述第一随机数选定一个分区，产生第二随机数，根据所述第二随机数选定该分区中的一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求产生至少一个第三随机数，根据所述至少一个第三随机数从该分区内选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项；
所述显示侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择进一步具体为：根据用户操作，同时显示侧脑室和颅骨模型或隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，供用户观察和选择。
在一较佳的实现方式中，所述装置还包括数据库模块，所述数据库模块用于存储用户信息及训练结果，并提供查询接口，根据查询条件显示查询结果。
由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。
第三方面，本实施例提供了一种电子设备，如图3所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。
实施例四
本实施例提供一种计算机可读存储介质，如图4所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
实施例五
本实施例为应用于虚拟侧脑室穿刺手术训练系统的一虚拟侧脑室穿刺辅助培训具体实施例，辅助培训包括以下训练内容：
1、阅片训练：请参考图5，利用Mimics软件对30组CT图像数据进行三维重建获得对应的30个侧脑室及颅骨模型，对CT图像数据与模型进行1-30编号，根据脑室占比大小将30组病例的CT图像数据与侧脑室及颅骨模型分为6组，编号为1-6。当学员提交训练请求开始测试时，系统会产生一个随机数1，系统先选定对应数字的组别，另外再产生一个随机数2，则显示该随机数的CT图像数据(即第一CT图像数据)以供学员查看。系统在该组CT所在的组中选择若干个侧脑室及颅骨模型进行显示，选择过程同样以随机数3、4……的方式进行选择，再将随机数2与随机数3、4……进行随机排序。其中一个侧脑室模型对应该组CT图像数据，系统难度按照训练请求中简单、中等、复杂三种难度分别对应呈现3个、4个、5个的侧脑室及颅骨模型。学员在进行选择时需要仔细观察脑室与颅骨间的结构，也可将颅骨进行隐藏以更好地观察侧脑室模型。观察完毕后学员利用按钮选择其认为的正确答案(即选定一侧脑室及颅骨模型)，系统会根据此答案进行对比，若所选答案与正确答案吻合(即选定的侧脑室及颅骨模型与第一CT图像数据匹配)，系统会显示回答正确；若所选答案与正确答案不吻合，系统显示回答错误。系统会进行下一次训练，学员可点击结束训练以结束。
2)穿刺后路径判断：请参考图6，在虚拟穿刺结束后，系统根据穿刺点的位置信息、穿刺针与侧脑室产生接触的点以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该路径通过角度偏移随机生成几条干扰路径，分别对这些路径赋予不同颜色，学员根据自己选择的穿刺点与穿刺角度选择实际的穿刺路径，系统判断学员的选择结果。
3)阅片测试：在训练到一定程度后，学员可以选择开始阅片测试，该测试的原理与训练类似，请参考图7，系统随机产生5个随机数以确定要显示的5组CT图像数据，该5个随机数以随机的顺序进行排列后以该顺序(即第一顺序)显示CT图像数据，而后对应的5个模型同时以另一随机顺序(即第二顺序)显示。学员需要根据CT图像数据的顺序来对显示的五个模型进行排序，系统将学员排序的数组与前述产生的随机数组(即第一顺序数组)进行对比，从而计算出正确率，最终将该正确率记录到数据库中。
以上三个训练内容的目的都是为了提高学员的手术规划能力。阅片训练与测试旨在训练学员阅读CT的能力，通过将二维CT与三维侧脑室进行对应的训练方式以训练学员空间化的能力，从而达到训练学员阅读CT的能力。阅读CT可以帮助学员更好地根据CT选择合适的穿刺点位以及穿刺深度。路径判断的训练是为了训练学员对自身穿刺方向的把握，由于颅脑为非规则球体，穿刺方向的要求简单来说是垂直颅脑，而如何把握垂直这个角度对于学员来说是十分关键的，除了在技术训练的过程中有意识地积累经验以外，也可以利用路径判断来进行进一步的训练。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例提供的方法、装置、系统、设备及介质，通过阅片训练为用户随机提供第一CT图像数据以及与第一CT图像数据相近的多个第二CT图像数据，根据用户的选定模型得到训练结果，从而进一步提高用户的阅读CT图像以及从CT图像中获取需要的信息(包括脑室大小、脑室位置等)的能力，更好地对手术进行规划；通过穿刺路径训练生成实际穿刺路径和干扰路径，提升用户对穿刺路径的把握，进一步提升虚拟穿刺的学习效果；通过阅片测试测试用户对多组CT图像数据与模型的，进一步检验与提升用户的阅片能力。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法，其特征在于：用于虚拟侧脑室穿刺手术训练系统，所述方法包括阅片训练过程以及穿刺路径训练过程；
所述阅片训练过程包括：对多组CT图像数据进行三维重建获得一一对应的多组侧脑室和颅骨模型，将所述多组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型按脑室占比大小的近似性分区，获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项，显示第一CT图像数据、第一CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型以及所有第二CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，将该选定的侧脑室和颅骨模型与第一CT图像数据匹配，最后输出训练结果；
所述穿刺路径训练过程包括：在实施虚拟穿刺后，获取穿刺点的位置信息以及穿刺针与侧脑室产生接触的点的位置信息，然后以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该实际穿刺路径通过角度偏移随机生成多条干扰路径，分别对实际穿刺路径和干扰路径随机赋予不同显示颜色，显示所有路径供用户观察和选择，获取用户选定的穿刺路径，将该选定的穿刺路径与实际穿刺路径匹配，最后输出训练结果。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法，其特征在于，所述方法还包括：阅片测试过程；
所述阅片测试过程包括：从所有CT图像数据中随机抽取多组CT图像数据，按第一顺序显示，再按第二顺序显示该随机抽取的多组CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型，供用户观察和调整排序，所述第二顺序随机产生，然后获取用户对所述侧脑室和颅骨模型的排序结果，将所述排序结果与第一顺序匹配，最后输出训练结果。
3.根据权利要求1或2所述的一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法，其特征在于：
所述获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项进一步具体为：分别对分区和CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号，获取阅片训练请求后，产生第一随机数，根据所述第一随机数选定一个分区，产生第二随机数，根据所述第二随机数选定该分区中的一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求产生至少一个第三随机数，根据所述至少一个第三随机数从该分区内选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项；
所述显示侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择进一步具体为：根据用户操作，同时显示侧脑室和颅骨模型或隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，供用户观察和选择。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训方法，其特征在于，所述方法还包括：存储用户信息及训练结果，并提供查询接口，根据查询条件显示查询结果。
5.一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训装置，其特征在于，用于虚拟侧脑室穿刺手术训练系统，所述装置包括：阅片训练模块以及穿刺路径训练模块；
所述阅片训练模块，用于对多组CT图像数据进行三维重建获得一一对应的多组侧脑室和颅骨模型，将所述多组CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型按脑室占比大小的近似性分区，获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项，显示第一CT图像数据、第一CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型以及所有第二CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择，然后获取用户选定的侧脑室和颅骨模型，将该选定的侧脑室和颅骨模型与第一CT图像数据匹配，最后输出训练结果；
所述穿刺路径训练模块，用于在实施虚拟穿刺后，获取穿刺点的位置信息以及穿刺针与侧脑室产生接触的点的位置信息，然后以两点成线原理生成实际穿刺路径，并根据该实际穿刺路径通过角度偏移随机生成多条干扰路径，分别对实际穿刺路径和干扰路径随机赋予不同显示颜色，显示所有路径供用户观察和选择，获取用户选定的穿刺路径，将该选定的穿刺路径与实际穿刺路径匹配，最后输出训练结果。
6.根据权利要求5所述的一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训装置，其特征在于：所述装置还包括阅片测试模块；
所述阅片测试模块用于从所有CT图像数据中随机抽取多组CT图像数据，按第一顺序显示，再按第二顺序显示该随机抽取的多组CT图像数据对应的侧脑室和颅骨模型，供用户观察和调整排序，所述第二顺序随机产生，然后获取用户对所述侧脑室和颅骨模型的排序结果，将所述排序结果与第一顺序匹配，最后输出训练结果。
7.根据权利要求5或6所述的一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训装置，其特征在于：
所述获取阅片训练请求后，随机选取一个分区，再从该分区中随机选取一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求从该分区内随机选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项进一步具体为：分别对分区和CT图像数据以及其对应的侧脑室和颅骨模型编号，获取阅片训练请求后，产生第一随机数，根据所述第一随机数选定一个分区，产生第二随机数，根据所述第二随机数选定该分区中的一组第一CT图像数据，然后根据阅片训练请求产生至少一个第三随机数，根据所述至少一个第三随机数从该分区内选取设定组数的第二CT图像数据作为第一CT图像数据的干扰项；
所述显示侧脑室和颅骨模型供用户观察和选择进一步具体为：根据用户操作，同时显示侧脑室和颅骨模型或隐藏颅骨模型只显示侧脑室模型，供用户观察和选择。
8.根据权利要求5所述的一种虚拟侧脑室穿刺辅助培训装置，其特征在于：所述装置还包括数据库模块；
所述数据库模块用于存储用户信息及训练结果，并提供查询接口，根据查询条件显示查询结果。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
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