[发明专利]基于增强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增强现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法，属于医学模拟仿真技术领域。该系统包括：利用三维模型成型设备制造的心脏出血部位模型，其包括心脏的一个或多个出血部位的模型，用于进行心脏止血模拟操作；深度相机，用于实时采集心脏出血部位模型的深度图像，用于设置于心脏止血模拟操作者的眼睛附近预设区域内；增强现实设备，用于按照第一位置和/或第一角度，显示心脏中除出血部位以外的其它部位的至少部分的图像，第一位置和/或第一角度是根据深度图像确定，且增强现实设备显示的心脏部位与深度图像中的心脏部位关联。本发明可以实现基于实体的止血模拟操作，模拟效果好，而且可以降低三维模型的制作成本和制作时间。

技术领域

本发明涉及医学模拟仿真领域，具体涉及一种基于增强现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法。

背景技术

医学领域，通过模拟仿真可以达到教学与训练的作用，还可以实现术前模拟，减少手术时间、降低出错率、提高手术成功率。目前，比较常见的作法是制作三维模型来实现模拟仿真，还有就是通过虚拟现实来实现模拟仿真。但是，虚拟现实仿真中，由于无法触摸实际的模型，对操作的模拟效果并不好，制作三维模型的模拟仿真方式，虽然解决了操作模拟效果的问题，但是材料等成本较高、所需的时间也较长。尤其是在术前模拟场景中，需要针对病人的待手术部位制作三维模型，也即不同的病人需要制作不同的三维模型，制作成本高，而且由于制作时间较长，不适用于比较紧急的手术，例如心脏出血待止血的手术，在病人心脏出血之后，如果不及时止血，则会严重威胁病人的生命。

发明内容

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于克服现有技术中的针对病人的身体部位定制三维模型来进行术前模拟不仅成本高，而且时间长，不利于手术的及时进行的缺陷，从而提供一种基于增强现实的心脏出血与止血模型的仿真系统和方法。

为此，本发明提供一种基于增强现实的心脏出血与止血模型的仿真系统，包括：利用三维模型成型设备制造的心脏出血部位模型、深度相机和增强现实设备；

所述心脏出血部位模型包括心脏的一个或多个出血部位的模型，用于进行心脏止血模拟操作；

深度相机，用于实时采集所述心脏出血部位模型的深度图像，用于设置于心脏止血模拟操作者的眼睛附近预设区域内；

所述增强现实设备，用于按照第一位置和/或第一角度，显示心脏中除所述出血部位以外的其它部位的至少部分的图像，所述第一位置和/或所述第一角度是根据所述深度图像确定，且所述增强现实设备显示的心脏部位与所述深度图像中的心脏部位关联。

可选的，所述增强现实设备包括增强现实显示模块，所述增强现实显示模块用于在所述心脏出血部位模型内部和/或周边显示除所述出血部位以外的其它部位的图像，或，用于同时显示所述出血部位和除所述出血部位以外的其它部位的图像；

所述增强现实显示模块显示的除所述出血部位以外的其它部位与所述出血部位结合成整体心脏或部分心脏结构。

可选的，所述增强现实设备包括处理模块；

所述处理模块，用于根据第一比对结果，确定所述心脏出血部位模型的第一姿态以及所述心脏出血部位模型的第一区域；所述第一比对结果是通过比对所述深度图像中的图像特征信息与所述心脏出血部位模型的特征得到的结果，所述第一区域是所述心脏出血部位模型在所述深度图像中显示的部分区域；

所述处理模块，还用于根据第二比对结果对所述第一姿态进行校正得到第二姿态；所述第二比对结果是通过比对所述深度图像中的深度信息与预先获取的所述心脏出血部位模型的所述第一区域的深度信息得到的结果；

所述处理模块，还用于根据所述第二姿态和所述第一区域确定待显示的图像的内容，以及所述第一位置和/或所述第一角度；所述待显示的图像的内容为心脏中除所述出血部位以外的其它部位的至少部分。

可选的，所述系统还包括操作反馈设备；