腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種糾正切割路徑的腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對醫(yī)療服務(wù)水平的要求越來越高，當(dāng)人們的身體發(fā)生病變需要手術(shù)時，不僅要求最大程度切除病變組織，而且要將手術(shù)對健康組織的損傷程度降到最低。在實際操作中，外科醫(yī)生是憑借自己的主觀視覺判斷來決定手術(shù)路徑，決定手術(shù)路徑后，在手術(shù)進行的過程中外科醫(yī)生的操作手術(shù)器械的熟練程度是靠平時的大量訓(xùn)練才能精確的定位直達病變組織。但是，在日常訓(xùn)練時，由于操作者是根據(jù)顯示器上顯示的圖像來進行各種訓(xùn)練，從顯示器上觀察的圖像的空間位置與直接看到的空間位置之間在空間感受上會有所不同。因此操作者并不能知道手術(shù)器械與預(yù)定軌跡之間的真實偏差，需要大量的訓(xùn)練才能判斷顯示的畫面與直接看到的畫面之間的感覺上的差別，然而，操作者在進行訓(xùn)練時根據(jù)顯示器上的畫面很難把握手術(shù)器械的位置，需要大量的訓(xùn)練才能根據(jù)顯示器上的圖像準(zhǔn)確知道手術(shù)器械需要移動的方向和位移的大小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決上述課題而進行的，目的在于提供一種在進行腹腔鏡模擬手術(shù)時實時糾正實際切割路線與預(yù)定切割路線之間的偏差的腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法。
[0004]本發(fā)明提供了一種腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法，用于在進行腹腔鏡模擬手術(shù)時實時糾正實際切割路線與預(yù)定切割路線之間的偏差，從而提高訓(xùn)練的效率，其特征在于，包括以下步驟:步驟1，將手術(shù)器械上安裝貼有至少3個標(biāo)記點的套圈；步驟2，將模型設(shè)置復(fù)數(shù)個軌跡點，然后固定在腹腔鏡訓(xùn)練箱中，用手術(shù)器械的尖端依次碰觸標(biāo)所述模型上的所述軌跡點，用雙目視覺導(dǎo)航儀采集所述標(biāo)記點的標(biāo)記位置信息；步驟3，處理器首先將位置信息處理得到器械尖端的尖端位置信息，然后將尖端位置信息擬合為曲線方程并形成標(biāo)準(zhǔn)軌跡線；步驟4，所述操作者采用手術(shù)器械進行模擬訓(xùn)練，雙目視覺導(dǎo)航儀采集標(biāo)記點的實時位置信息，處理器將實時位置信息處理得到手術(shù)器械的尖端實時位置信息，代入曲線方程，計算得到尖端實時位置與標(biāo)準(zhǔn)軌跡線之間的位移偏差，顯示器顯示位移偏差；步驟5，操作者根據(jù)位置偏差糾正手術(shù)器械的位置。
[0005]在本發(fā)明所提供的腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法，還可以具有這樣的特征:其中，曲線方程是通過將尖端位置信息采用拉格朗日差值多項式擬合算法得到的。
[0006]在本發(fā)明所提供的腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法，還可以具有這樣的特征:其中，步驟4包括:步驟4-1:處理器將曲線方程通過預(yù)定規(guī)則計算得到修正曲線方程，從而使得標(biāo)準(zhǔn)軌跡線的初始位置信息與初始時的尖端實時位置信息相同；步驟4-2:處理器將實時位置信息代入修正曲線方程，計算得到尖端實時位置與標(biāo)準(zhǔn)軌跡線之間的位移偏差。
[0007]在本發(fā)明所提供的腹腔鏡模擬手術(shù)糾偏方法，還可以具有這樣的特征:其中，雙目視覺導(dǎo)航儀的追蹤精度為0.255mm。
[0008]發(fā)明的作用和效果
[0009]根據(jù)本發(fā)明所涉及的腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法，因為手術(shù)器械上貼有標(biāo)記點的套圈，雙目導(dǎo)航儀能夠檢測到該標(biāo)記點，根據(jù)該標(biāo)記點的位置信息計算得到手術(shù)器械的尖端位置信息，處理器能夠接收雙目導(dǎo)航儀采集的位置信息并將位置信息擬合為曲線方程，做出一條標(biāo)準(zhǔn)軌跡線，然后，操作者在進行訓(xùn)練時，雙目導(dǎo)航儀將標(biāo)記點的實時位置信息發(fā)送到處理器，處理器計算得到位移偏差，并由顯示器顯示該位移偏差，根據(jù)顯示的位移偏差實時提醒操作者進行糾正，因此，本發(fā)明的腹腔鏡模擬手術(shù)路徑糾偏方法能夠使操作者更加清楚的感知顯示器中看到的畫面與手術(shù)器械應(yīng)該移動的位移之間的關(guān)系，從而提高對手術(shù)器械操作的熟練程度，進一步，提高腹腔鏡模擬手術(shù)的訓(xùn)練效率。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的實施例中腹腔鏡模擬手術(shù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2是本發(fā)明的實施例中腹腔鏡模擬手術(shù)糾偏方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的腹腔鏡模擬手術(shù)糾偏方法作具體闡述。
[0012]圖1是本發(fā)明的實施例中腹腔鏡模擬手術(shù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]如圖1所示，腹腔鏡模擬手術(shù)裝置100用于在操作者利用模型進行腹腔鏡模擬手術(shù)時對切割路徑進行實時糾正，包含:顯示屏110、腹腔鏡訓(xùn)練箱120、手術(shù)器械130、貼有5個Mark點的塑料套圈140、雙目視覺導(dǎo)航儀150、處理器161、海綿(圖中未顯示)和攝像頭(圖中未顯示)。
[0014]腹腔鏡訓(xùn)練箱120上有三個穿孔121，手術(shù)器械130的一端能夠通過穿孔121插入腹腔鏡訓(xùn)練箱120內(nèi)部，攝像頭安裝在腹腔鏡訓(xùn)練箱120內(nèi)，用于采集腹腔鏡訓(xùn)練箱120內(nèi)的圖像，顯示屏110顯示攝像頭采集的圖像，因此，操作者能夠根據(jù)顯示屏110知道腹腔鏡訓(xùn)練箱120內(nèi)部的情況。
[0015]塑料套圈140安裝在手術(shù)器械130的手柄與器械連接處，雙目視覺導(dǎo)航儀150設(shè)置在腹腔鏡訓(xùn)練箱120附近，并且當(dāng)訓(xùn)練者進行訓(xùn)練時不會擋住雙目視覺導(dǎo)航儀150采集塑料套圈140的位置信息，海綿內(nèi)部設(shè)置有復(fù)數(shù)個預(yù)定軌跡點并且固定在腹腔鏡訓(xùn)練箱120內(nèi)，訓(xùn)練者通過手術(shù)器械130對海綿進行操作，處理器161與雙目視覺導(dǎo)航儀150連接，能夠接收雙目視覺導(dǎo)航儀150采集的塑料套圈140的位置信息并進行處理。
[0016]圖2是本發(fā)明的實施例中腹腔鏡模擬手術(shù)糾偏方法的流程圖。
[0017]如圖2所示，腹腔鏡模擬手術(shù)糾偏方法包含以下步驟:
[0018]步驟SI，將手術(shù)器械130上安裝貼有5個標(biāo)記點的塑料套圈140。
[0019]塑料套圈140安裝在手術(shù)器械130的手柄與與器械連接處。然后進入步驟S2。
[0020]步驟S2，將海綿切開設(shè)置復(fù)數(shù)個軌跡點，使得軌跡點裸露在海綿切開面的表面，然后將切開的海綿固定在腹腔鏡訓(xùn)練箱120中，用手術(shù)器械130的尖端依次碰觸海綿上的復(fù)數(shù)個軌跡點，用雙目視覺導(dǎo)航儀150采集塑料套圈140上的標(biāo)記點的標(biāo)記位置信息。
[0021]在采集海綿上的軌跡點時，先將手術(shù)器械130的尖端碰觸第一個軌跡點，雙目視覺導(dǎo)航儀150采集塑料套圈140的標(biāo)記位置信息，然后，用手擋住塑料套圈140使得雙目視覺導(dǎo)航儀150不能采集到塑料套圈140的標(biāo)記位置信息，將手術(shù)器械130的尖端移動到下一個軌跡點的位置，移開手，使得雙目視覺導(dǎo)航儀150能夠采集到塑料套圈140的標(biāo)記位置f目息，然后，進入步驟S3。
[0022]步驟S3，雙目視覺導(dǎo)航儀150將采集到的復(fù)數(shù)個軌跡點的位置信息傳輸?shù)教幚砥?61，因為手術(shù)器械130的長度是定值，因此，處理器161根據(jù)塑料套圈140的標(biāo)記位置信息即能夠得到手術(shù)器械130的尖端的尖端位置信息，處理器161將所有尖端位置信息通過拉格朗日差值多項式擬合得到曲線方程，將該曲線方程的曲線畫出，該曲線即為標(biāo)準(zhǔn)軌跡線。本實施例中，選擇95%的置信區(qū)間，擬合得到四次多樣式，其中，線性相關(guān)系數(shù)R2 =0.9958。然后，進入步驟S4。
[0023]步驟S4，操作者采用手術(shù)器械130進行模擬訓(xùn)練，腹腔鏡訓(xùn)練箱120內(nèi)固定的海綿的形狀與步驟S2中的海綿切開前的形狀一樣，雙目視覺導(dǎo)航儀150將采集到的實時位置信息傳送到處理器161，處理器161將標(biāo)記實時位置信息處理為手術(shù)器械130的尖端的尖端實