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龍圖騰網(wǎng)獲悉艾瑞邁迪醫(yī)療科技(北京)有限公司申請(qǐng)的專利腹腔實(shí)時(shí)穿刺虛擬仿真培訓(xùn)方法及裝置獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115457008B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211168067.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06T7/00；該發(fā)明授權(quán)腹腔實(shí)時(shí)穿刺虛擬仿真培訓(xùn)方法及裝置是由楊峰;蔣嘉熙設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-09-23向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本腹腔實(shí)時(shí)穿刺虛擬仿真培訓(xùn)方法及裝置在說明書摘要公布了：腹腔實(shí)時(shí)穿刺虛擬仿真培訓(xùn)方法及裝置，方法包括：1得到目標(biāo)病人的CT圖，生成對(duì)應(yīng)的三維虛擬面片模型；2將其四面體化，根據(jù)生理學(xué)特征改變模型不同區(qū)域的軟硬程度，獲取不同區(qū)域的邊界狀態(tài)，將其與三角面片網(wǎng)格有機(jī)合并，使視覺變化與力覺變化同步；3遍歷檢測(cè)獲取手術(shù)工具與器官組織的碰撞點(diǎn)位置信息，計(jì)算不同時(shí)刻的速度、力、阻尼，傳輸給力反饋裝置；4將病人CT轉(zhuǎn)為超聲，將超聲圖片與模型進(jìn)行同一位置重合堆疊，在虛擬超聲探頭上綁上切片，切片以不同角度切入堆疊的超聲圖中；5標(biāo)記術(shù)前規(guī)劃的布針點(diǎn)，術(shù)中操作人員根據(jù)實(shí)時(shí)的超聲導(dǎo)航去擬合之前規(guī)劃的標(biāo)志點(diǎn)，根據(jù)操作點(diǎn)與標(biāo)志點(diǎn)的差距及操作時(shí)間來綜合進(jìn)行評(píng)分。

本發(fā)明授權(quán)腹腔實(shí)時(shí)穿刺虛擬仿真培訓(xùn)方法及裝置在權(quán)利要求書中公布了：1.腹腔實(shí)時(shí)穿刺虛擬仿真培訓(xùn)裝置，其特征在于：其包括： 三維建模模塊，先得到目標(biāo)病人的CT圖，再根據(jù)半自動(dòng)的閾值分割生成對(duì)應(yīng)的三維虛擬面片模型； 軟組織建模模塊，得到基于病人的面片模型后將其四面體化，根據(jù)生理學(xué)特征改變模型不同區(qū)域的軟硬程度，獲取不同區(qū)域的邊界狀態(tài)，再將其與三角面片網(wǎng)格有機(jī)合并，使其視覺變化與力覺變化同步； 碰撞檢測(cè)與力反饋模塊，遍歷檢測(cè)獲取手術(shù)工具與器官組織的碰撞點(diǎn)位置信息，計(jì)算不同時(shí)刻的速度、力、阻尼這些物理信息，傳輸給力反饋裝置，以供用戶實(shí)時(shí)感受到模型的力學(xué)性狀； 超聲導(dǎo)航模塊，將病人的CT轉(zhuǎn)為超聲，并將超聲圖片與模型進(jìn)行同一位置重合堆疊，再在虛擬超聲探頭上綁上切片，切片以不同角度切入堆疊的超聲圖中； 綜合評(píng)估模塊，先標(biāo)記術(shù)前規(guī)劃的布針點(diǎn)，術(shù)中操作人員根據(jù)實(shí)時(shí)的超聲導(dǎo)航去擬合之前規(guī)劃的標(biāo)志點(diǎn)，然后根據(jù)實(shí)際操作點(diǎn)與規(guī)劃標(biāo)志點(diǎn)的差距及操作時(shí)間來綜合進(jìn)行評(píng)分； 所述碰撞檢測(cè)與力反饋模塊，判斷虛擬手術(shù)器械與虛擬模型之間的碰撞位置以及碰撞物理參數(shù)，以便指導(dǎo)模型形變與力反饋的值的輸入；虛擬手術(shù)器械模型是根據(jù)真實(shí)的手術(shù)器械模型1比1進(jìn)行3d打印建模制作的母體，其中的碰撞檢測(cè)模型是給予AABB算法進(jìn)行判斷是否碰撞的，在每一幀中，循環(huán)檢測(cè)手術(shù)工具與物理模型的碰撞點(diǎn)，獲取其碰撞點(diǎn)信息，所有器械的碰撞檢測(cè)盒皆大于本身直徑0.1毫米；獲得某一時(shí)刻某些點(diǎn)的碰撞速度，方向，力大小，動(dòng)量信息后，將數(shù)值輸入力反饋模型，來完成對(duì)力反饋的物理模擬；力反饋設(shè)備模塊使用3D-system的Touch筆設(shè)備，其通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接，并安裝開源的OpenHaptics驅(qū)動(dòng)工具包； 術(shù)中導(dǎo)航模塊，模擬真實(shí)手術(shù)過程中，通過實(shí)時(shí)超聲系統(tǒng)獲取不同部位的超聲圖像以起到術(shù)中引導(dǎo)定位的作用；在獲取到CT數(shù)據(jù)之后，通過深度學(xué)習(xí)風(fēng)格遷移獲得初始的超聲圖片，進(jìn)行精修，再將其堆疊進(jìn)系統(tǒng)與虛擬的模型進(jìn)行一比一的位置匹配，接著在虛擬超神探頭的前端綁定一個(gè)平面，平面獲取與他重合的對(duì)應(yīng)位置的像素點(diǎn)信息，并進(jìn)行復(fù)制，這樣就使得當(dāng)這個(gè)平面切到超聲生成的堆疊體的時(shí)候，平面能獲得不同角度的超聲切片圖，最后將此切片圖上傳到UI界面；術(shù)后評(píng)估模塊，在獲取術(shù)前規(guī)劃的定位信息之后，儲(chǔ)存定位，且在與手術(shù)模擬中的操作進(jìn)行對(duì)比匹配，通過時(shí)間、位置偏差、角度偏差、誤觸累計(jì)來計(jì)算出最終的評(píng)分。

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