[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

说明书

本发明提供一种基于虚拟现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法，属于虚拟现实技术领域。该方法包括：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。本发明能够提高模拟操作显示的真实性和实操的互动性。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种基于虚拟现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法。

背景技术

随着科学技术的进步，虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术逐渐引起用户的注意。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可以使用户沉浸到虚拟环境中，体验如临真境的感觉。

虚拟现实技术目前最常见的终端有虚拟现实头盔、头戴式显示器等。虚拟现实头盔利用头盔式显示器将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的沉浸感。头戴式显示器也是最早的虚拟现实显示器，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。

因而利用虚拟现实技术的虚拟手术能够辅助医护人员做好心脏出血与止血等的手术训练和方案规划，预见手术的复杂性。但是，目前的器官显示还远远没有达到真实的效果，互动性也较差，这种缺乏真实感和实操互动反馈的虚拟现实系统会直接影响到虚拟手术中手术培训和规划以及病灶诊断的效果。

发明内容

因此，为了克服上述缺陷，本发明实施例提供一种基于虚拟现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法，能够提高器官显示的真实感，更能提高手术实操互动性。

为此，本发明提供一种基于虚拟现实的心脏出血与止血模型的仿真方法，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。

可选的，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。

可选的，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。