[发明专利]一种基于混合现实的食管电极插管训练方法和系统

权利要求书

1.一种基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：构建人体食道模型，在所述人体食道模型中初始化虚拟食管电极的位置，并在所述人体食道模型上标定所述虚拟食管电极的标准插管轨迹；

步骤2：根据训练器接收训练人员的食管电极插管操作生成的操作感应信息实时调整所述虚拟食管电极在所述人体食道模型中的实际位置，并根据所述实际位置确定用于调整所述训练器模拟插管阻力的反馈摩擦力；

步骤3：显示所述虚拟食管电极的前端在所述人体食道模型中的实际位置与标准插管轨迹之间的偏差信息，以引导训练人员调整插管操作并顺利完成食管电极插管训练。

2.根据权利要求1所述的基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，所述步骤1中，所述标定所述虚拟食管电极的标准插管轨迹具体包括：在所述人体食道模型中沿着虚拟食道间隔设置多个关键敏感点，并将所有所述关键敏感点顺次连接，形成所述标准插管轨迹。

3.根据权利要求2所述的基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，所述步骤2中，所述操作感应信息包括物理位移和物理转动角度，根据所述操作感应信息实时调整所述虚拟食管电极在所述人体食道模型中的实际位置具体包括：

步骤21：根据所述操作感应信息读取所述食管电极的所述物理位移，并根据所述食管电极插管的物理位移确定所述虚拟食管电极的虚拟位移增量；

步骤22：根据所述操作感应信读取所述食管电极的所述物理转动角度，并根据所述物理转动角度以及食管电极前端初始角度确定所述虚拟食管电极的虚拟方向偏量；

步骤23：根据所述虚拟食管电极的虚拟位移增量和虚拟方向偏量调整所述虚拟食管电极在所述人体食道模型中的实际位置。

4.根据权利要求3所述的基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，所述步骤21中，所述根据所述食管电极插管的物理位移S确定所述虚拟食管电极的虚拟位移增量L的具体计算公式如下：

L＝S*R

其中，R为位移换算系数，且R的取值范围为[0.1,0.2]；

所述步骤22中，所述根据所述物理转动角度以及食管电极前端初始角度α确定所述虚拟食管电极的虚拟方向偏量θ的具体计算公式如下：

其中，I为角度换算系数，且I的取值范围为[0.1,0.2]。

5.根据权利要求3所述的基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，所述操作感应信息还包括物理移动速度，所述根据所述实际位置确定用于调整所述训练器模拟插管阻力的反馈摩擦力的具体实现为：

获取距离所述虚拟食管电极前端最近的所述关键敏感点i，并计算该所述反馈摩擦力M，计算公式如下：

M＝T_i*V*X；

其中，V表示虚拟食管电极当前的物理移动速度，X表示摩擦力系数，T_i表示关键敏感点i处的感应系数。

6.根据权利要求1所述的基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

步骤4：根据所述偏差信息读取所述虚拟食管电极的前端与所述标准插管轨迹上朝向虚拟食管电极前进方向最接近的关键敏感点之间的偏移量，并根据所述偏移量与预设偏移量阈值生成提示信息；

其中，所述提示信息用于通过指示灯闪烁、屏幕显示、语音播报和振动中的至少一种方式向训练人员提示所述偏移量。

7.根据权利要求6所述的基于混合现实的食管电极插管训练方法，其特征在于，所述根据所述偏移量与预设偏移量阈值生成提示信息具体包括：

当所述偏移量大于第一预设偏移量阈值时，生成偏移预警提示信息，以引导训练人员调整食管电极插管操作；

当所述偏移量大于第二预设偏移量阈值时，生成退回操作提示信息，以引导训练人员退回食管电极插管操作；

其中，所述第一预设偏移量阈值小于所述第二预设偏移量阈值。