[发明专利]基于虚拟现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的心脏出血与止血模型的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

在针对心脏三维图像中的出血创口进行止血模拟操作过程中，获取当前显示的第一心脏三维图像的数据以及当前的止血模拟操作；

根据所述第一心脏三维图像的数据和所述止血模拟操作，确定进行所述止血模拟操作之后的第二心脏三维图像的数据；

根据所述第二心脏三维图像的数据确定光照数据；

根据所述第二心脏三维图像的数据与所述光照数据显示所述第二心脏三维图像；

所述根据所述第一心脏三维图像的数据和所述止血模拟操作，确定进行所述止血模拟操作之后的第二心脏三维图像的数据，包括：

根据所述止血模拟操作的作用参数，确定心脏三维图像的变化数据，所述作用参数包括作用在虚拟心脏上的作用力的大小、作用力的方向、作用区域的形状、作用区域的尺寸中的至少之一，所述变化数据包括显示方位的变化数据和/或形状的变化数据，所述形状的变化数据包括所述止血模拟操作的作用区域内的形变数据；

根据所述变化数据以及所述第一心脏三维图像的数据，确定所述第二心脏三维图像的数据；

所述根据所述止血模拟操作的作用参数，确定心脏三维图像的变化数据，包括：

将所述作用参数输入至预先训练的变化预测模型的第一分支，将所述止血模拟操作在虚拟心脏上的作用位置处的组织结构参数输入至所述变化预测模型的第二分支，其中所述第一分支包括多个长短期记忆网络，所述第二分支包括依次连接的卷积神经网络、批归一化层、展平层和第一全连接层；所述第一分支和所述第二分支的输出通过连接函数连接后与dropout层和第二全连接层连接；

根据所述第二全连接层的输出确定所述变化数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述止血模拟操作的作用参数，确定心脏三维图像的变化数据之前，还包括：

获取实体操作手柄上各力传感器采集的数据；

根据所述力传感器采集的数据确定所述止血模拟操作的作用力的大小和/或作用力的方向；

其中，所述实体操作手柄为一个或多个，用于模拟实际的止血操作过程中使用的各种操作器械的手柄，止血模拟操作过程中在所述手柄上显示所述操作器械的除所述手柄以外的部分的三维图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照数据包括高光数据和漫反射数据；

所述根据所述第二心脏三维图像的数据确定光照数据，包括：

获取在进行所述止血模拟操作过程中使用的虚拟光照数据；

获取所述第二心脏三维图像表面中各单元区域的法线信息和反射率信息，以及各单元区域中各体素表面的法线信息；

根据所述虚拟光照数据，以及各所述单元区域的法线信息和反射率信息，计算各所述单元区域的所述高光数据；

根据所述虚拟光照数据，以及各所述体素表面的法线信息和所述反射率信息计算各所述单元区域的所述漫反射数据；

其中，所述单元区域按照所述第二心脏三维图像表面各体素表面的法线信息划分，每一所述单元区域所包括的体素相邻且法线角度的差值小于预设值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟光照数据，以及各所述单元区域的法线信息和/或反射率信息，计算各所述单元区域的所述高光数据，包括：

获取所述虚拟光照数据对应的多个虚拟点光源的数据；

确定每一所述虚拟点光源与所述单元区域之间的相对位置关系；

根据所述相对位置关系和所述虚拟点光源的光照强度，以及所述法线信息和所述反射率信息，确定所述单元区域针对每一所述虚拟点光源的反射光信息；

对所述单元区域针对每一所述虚拟点光源的反射光信息进行叠加计算，得到各所述单元区域的所述高光数据。