本發(fā)明涉及血管介入模擬，具體是基于虛擬場景的血管介入模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、血管介入模擬是一種利用計算機仿真技術(shù)，模擬醫(yī)療人員進行血管介入手術(shù)操作過程的方法，其是一種微創(chuàng)治療方法，通過導管以及支架等介入性器械進入患者的血管系統(tǒng)，對血管疾病進行治療或診斷，血管介入模擬系統(tǒng)通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及生物力學模擬等技術(shù)手段，模擬真實的血管結(jié)構(gòu)、手術(shù)工具以及手術(shù)環(huán)境，使醫(yī)療人員能夠在仿真環(huán)境中進行訓練和實踐，提高其手術(shù)技能和操作水平，血管介入模擬技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)學教育以及醫(yī)生培訓提供了重要工具，有助于提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和安全性。

2、如何通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)去構(gòu)建一個滿足血管介入手術(shù)的虛擬交互場景，進而形成血管介入手術(shù)相對應(yīng)的介入手術(shù)環(huán)境，由醫(yī)療人員在介入手術(shù)環(huán)境進行對患者血管的血管介入模擬，并評估血管介入模擬的模擬情況，從而根據(jù)模擬情況作出相應(yīng)調(diào)整，以實現(xiàn)完善的血管介入模擬。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供基于虛擬場景的血管介入模擬系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：基于虛擬場景的血管介入模擬系統(tǒng)，包括終端數(shù)據(jù)庫，所述終端數(shù)據(jù)庫通信連接有虛擬設(shè)備調(diào)試模塊、虛擬場景交互模塊、生物力學模擬模塊、手術(shù)模擬模塊以及實時評估模塊；

3、所述虛擬設(shè)備調(diào)試模塊用于調(diào)試與血管介入模擬相關(guān)的虛擬交互設(shè)備，并為每個血管介入模擬相關(guān)的醫(yī)療人員配置與虛擬交互設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互的交互賬號；

4、所述虛擬場景交互模塊用于構(gòu)建血管介入虛擬交互場景，并建立虛擬交互設(shè)備與血管介入虛擬交互場景之間的血管介入手術(shù)環(huán)境；

5、所述生物力學模擬模塊用于在血管介入手術(shù)環(huán)境下進行對患者血管的生物力學模擬，并生成相應(yīng)的血管仿真模擬數(shù)據(jù)；

6、所述手術(shù)模擬模塊用于在血管介入手術(shù)環(huán)境下，根據(jù)醫(yī)療人員通過各自交互賬號輸入至虛擬交互設(shè)備的操作信息，以及血管仿真模擬數(shù)據(jù)對患者血管進行血管介入模擬；

7、所述實時評估模塊用于實時評估血管介入模擬的模擬情況。

8、進一步的，虛擬設(shè)備調(diào)試模塊調(diào)試與血管介入模擬相關(guān)的虛擬交互設(shè)備的過程包括：

9、與血管介入模擬相關(guān)的虛擬交互設(shè)備包括頭戴式顯示器、手柄控制器、聲音記錄設(shè)備以及力反饋設(shè)備，預(yù)設(shè)不同虛擬交互設(shè)備各自對應(yīng)在標準運行狀態(tài)下的設(shè)備作業(yè)參數(shù)，啟動若干類型的虛擬交互設(shè)備，進而獲取每種類型的虛擬交互設(shè)備對應(yīng)的實時設(shè)備作業(yè)參數(shù)，判斷每種類型的虛擬交互設(shè)備是否需要進行調(diào)試；

10、當虛擬交互設(shè)備的實時設(shè)備作業(yè)參數(shù)符合其標準運行狀態(tài)下的設(shè)備作業(yè)參數(shù)，則判斷虛擬交互設(shè)備不需要進行調(diào)試，否則，則安排技術(shù)人員對虛擬交互設(shè)備進行調(diào)試，直至每種類型的虛擬交互設(shè)備的實時設(shè)備作業(yè)參數(shù)都符合標準運行狀態(tài)下的設(shè)備作業(yè)參數(shù)，則調(diào)試完成。

11、進一步的，為每個血管介入模擬相關(guān)的醫(yī)療人員配置與虛擬交互設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互的交互賬號的過程包括：

12、獲取若干個血管介入模擬相關(guān)的醫(yī)療人員的身份信息，對若干個醫(yī)療人員進行編號，并記編號為i，i＝1，2，3，……，n，n為大于0的自然數(shù)，將第i個醫(yī)療人員的身份信息記為info[i]；

13、預(yù)設(shè)授權(quán)信息表單，授權(quán)信息表單記錄每個醫(yī)療人員對應(yīng)的正確身份信息以及授權(quán)認證信息，授權(quán)認證信息用于醫(yī)療人員獲取虛擬交互設(shè)備的交互權(quán)限，將編號為i的醫(yī)療人員在授權(quán)信息表單中對應(yīng)的正確身份信息標記為info`[i]；

14、當info[i]＝info`[i]時，將授權(quán)認證信息發(fā)送至info[i]對應(yīng)的醫(yī)療人員處，進而由相應(yīng)的醫(yī)療人員獲取虛擬交互設(shè)備的交互權(quán)限，并根據(jù)自身的身份信息生成自身對應(yīng)的交互賬號，通過交互賬號與虛擬交互設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互；

15、當info[i]≠info`[i]時，表示當前醫(yī)療人員的身份信息不符合授權(quán)認證信息中相應(yīng)的正確身份信息，將相應(yīng)醫(yī)療人員的身份信息納入預(yù)設(shè)的黑名單中。

16、進一步的，虛擬場景交互模塊構(gòu)建血管介入虛擬交互場景的過程包括：

17、設(shè)置影像采集設(shè)備獲取血管介入模擬相關(guān)的若干醫(yī)療人員所處實際醫(yī)療場景下的醫(yī)療環(huán)境影像，設(shè)置醫(yī)療環(huán)境影像的單位切分時間，進而按照單位切分時間將醫(yī)療環(huán)境影像切分為若干個時間節(jié)點對應(yīng)的影像幀；

18、所醫(yī)療人員的人員類型包括術(shù)前準備人員、術(shù)中實施人員以及術(shù)后護理人員，將僅包含術(shù)前準備人員、僅包含術(shù)中實施人員以及僅包含術(shù)后護理人員各自的全部影像幀分別合并為第一影像集、第二影像集以及第三影像集，將同時包含術(shù)前準備人員與術(shù)中實施人員的全部影像幀標記為第一過渡影像集，將同時包含術(shù)中實施人員與術(shù)后護理人員的全部影像幀標記為第二過渡影像集；

19、將第一影像集、第二影像集以及第三影像集按照各自影像幀對應(yīng)時間節(jié)點由小至大的時間順序進行拼接，進而構(gòu)建相應(yīng)的術(shù)前虛擬交互子場景，術(shù)中虛擬交互子場景以及術(shù)后虛擬交互子場景；

20、根據(jù)第一過渡影像集生成拼接術(shù)前虛擬交互子場景與術(shù)中虛擬交互子場景的第一場景拼接片段，根據(jù)第二過渡影像集生成拼接術(shù)中虛擬交互子場景與術(shù)后虛擬交互子場景的第二場景拼接片段，第一場景拼接片段用于補充術(shù)前虛擬交互子場景與術(shù)中虛擬交互子場景之間進行過渡的場景拼接細節(jié)，第二場景拼接片段用于補充術(shù)中虛擬交互子場景與術(shù)后虛擬交互子場景之間進行過渡的場景拼接細節(jié)，進而最終完成對術(shù)前虛擬交互子場景，術(shù)中虛擬交互子場景以及術(shù)后虛擬交互子場景的場景拼接，并生成相應(yīng)的血管介入虛擬交互場景。

21、進一步的，建立虛擬交互設(shè)備與血管介入虛擬交互場景之間的血管介入手術(shù)環(huán)境的過程包括：

22、為若干個醫(yī)療人員各自對應(yīng)的全部虛擬交互設(shè)備建立一個虛擬映射節(jié)點，并將每個醫(yī)療人員的交互賬號與相應(yīng)的虛擬映射節(jié)點進行綁定，血管介入虛擬交互場景中標注有若干個醫(yī)療人員對應(yīng)的場景布局位置，按照每個醫(yī)療人員在血管介入虛擬交互場景相對應(yīng)的場景布局位置，將醫(yī)療人員的交互賬號對應(yīng)的虛擬映射節(jié)點映射至相應(yīng)的場景布局位置處；

23、當全部醫(yī)療人員對應(yīng)的虛擬映射節(jié)點都完成映射后，測試每個虛擬映射節(jié)點是否能與相對應(yīng)的交互賬號以及虛擬交互設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互，若是，則完成當前虛擬交互設(shè)備與血管介入虛擬交互場景之間血管介入手術(shù)環(huán)境的建立，若否，則表示存在不能與交互賬號以及虛擬交互設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互的虛擬映射節(jié)點，定位出不能數(shù)據(jù)交互的虛擬映射節(jié)點，并重新建立相對應(yīng)的虛擬映射節(jié)點，直至完成血管介入手術(shù)環(huán)境的建立。

24、進一步的，生物力學模擬模塊在血管介入手術(shù)環(huán)境下進行對患者血管的生物力學模擬，并生成相應(yīng)的血管仿真模擬數(shù)據(jù)的過程包括：

25、當血管介入手術(shù)環(huán)境建立完成后，由生物力學模擬模塊為術(shù)前準備人員、術(shù)中實施人員以及術(shù)后護理人員分配相應(yīng)的模擬時段，在各自的模擬時段內(nèi)，分別進行對患者血管的不同模擬階段，模擬階段包括術(shù)前準備模擬、術(shù)中操作模擬以及術(shù)后護理模擬；

26、在術(shù)前準備模擬的模擬階段內(nèi)，通過對血管手術(shù)介入環(huán)境下的患者血管進行影像掃描，進而獲取患者血管的影像學數(shù)據(jù)，患者血管的影像學數(shù)據(jù)包括患者血管的幾何形狀以及拓撲結(jié)構(gòu)，將影像學數(shù)據(jù)通過圖像處理和分割算法生成患者血管對應(yīng)的血管三維數(shù)據(jù)；

27、進而通過血管三維數(shù)據(jù)對患者血管進行生物力學模擬，構(gòu)建出相應(yīng)初始的血管生物力學模型，并在定義血管生物力學模型的血管彈性模量、血流流動速率以及血管邊界約束條件后生成最終的血管生物力學模型；

28、通過血管生物力學模型模擬當前患者血管的整體受力情況，進而獲取患者血管對應(yīng)的血管仿真模擬數(shù)據(jù)，血管仿真模擬數(shù)據(jù)包括血管壁應(yīng)力數(shù)據(jù)、血流壓力數(shù)據(jù)以及血流動力學數(shù)據(jù)。

29、進一步的，手術(shù)模擬模塊在血管介入手術(shù)環(huán)境下，根據(jù)醫(yī)療人員通過各自交互賬號輸入至虛擬交互設(shè)備的操作信息，以及血管仿真模擬數(shù)據(jù)對患者血管進行血管介入模擬的過程包括：

30、在術(shù)中操作模擬的模擬階段內(nèi)，由處于血管介入手術(shù)環(huán)境下的每位醫(yī)療人員通過各自的交互賬號輸入操作信息至各自對應(yīng)的虛擬交互設(shè)備中，進而虛擬交互設(shè)備對應(yīng)的虛擬映射節(jié)點將操作信息映射至血管介入手術(shù)環(huán)境中，并執(zhí)行每種操作信息對應(yīng)的手術(shù)模擬動作；

31、將血管仿真模擬數(shù)據(jù)作為血管介入模擬的模擬數(shù)據(jù)，進而對患者血管進行血管介入模擬，并獲取血管介入模擬對應(yīng)的實時介入數(shù)據(jù)，實時介入數(shù)據(jù)用于反映每種手術(shù)模擬動作是否符合各自的手術(shù)操作規(guī)范；

32、在術(shù)后護理模擬的模擬階段內(nèi)，對血管介入模擬所產(chǎn)生的傷口進行清潔、更換傷口處的敷料以及對傷口進行止血處理，并記錄術(shù)后護理模擬對應(yīng)的全部操作記錄生成護理日志，將護理日志發(fā)送至終端數(shù)據(jù)庫處進行存儲。

33、進一步的，實時評估模塊實時評估血管介入模擬的模擬情況的過程包括：

34、由實時評估模塊對血管介入模擬的模擬情況進行評估，生成不同的評估結(jié)果，并根據(jù)評估結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的處置流程，所述評估結(jié)果包括“介入通過”和“介入失敗”；

35、當實時介入數(shù)據(jù)中手術(shù)模擬動作不符合其對應(yīng)手術(shù)操作規(guī)范的數(shù)目為手術(shù)模擬動作總數(shù)的1/3及以上時，則當前對患者血管的血管介入模擬的模擬情況的評估結(jié)果為“介入失敗”，當實時介入數(shù)據(jù)中手術(shù)模擬動作不符合其對應(yīng)手術(shù)操作規(guī)范的數(shù)目為手術(shù)模擬動作總數(shù)的1/3以下時，則當前對患者血管的血管介入模擬的模擬情況的評估結(jié)果為“介入通過”。

36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過虛擬設(shè)備調(diào)試模塊調(diào)試與血管介入模擬相關(guān)的全部虛擬交互設(shè)備，并為每個與血管介入模擬相關(guān)的醫(yī)療人員配置與虛擬交互設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互的交互賬號，通過虛擬場景交互模塊構(gòu)建血管介入虛擬交互場景，并建立虛擬交互設(shè)備與血管介入虛擬交互場景之間的血管介入手術(shù)環(huán)境，通過生物力學模擬模塊在血管介入手術(shù)環(huán)境下對患者血管進行生物力學模擬，并生成血管仿真模擬數(shù)據(jù)，最終由手術(shù)模擬模塊在血管介入手術(shù)環(huán)境下，根據(jù)醫(yī)療人員各自交互賬號輸入至虛擬交互設(shè)備的操作信息，以及血管仿真模擬數(shù)據(jù)實現(xiàn)對患者血管的血管介入模擬，并由實時評估模塊實時評估血管介入模擬的模擬情況，實現(xiàn)了完善的血管介入模擬。