一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方法与流程

本公开的实施例一般涉及医疗数据领域，并且更具体地，涉及一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方法。

背景技术：

医生在日常工作中，会对手术过程中进行的处理操作和使用的医疗设备等信息记录在患者的病历中，即，手术记录。留存下来的手术记录可以用于患者在术后复查时帮助医生回忆起对患者采用的手术技术、使用的假体参数和术中出现的并发症，从而对患者现阶段的康复情况进行评估并有针对性的制定下一阶段康复方案。同时医生还可以将手术记录用于病历讨论、统计和分析，以用于改进手术技术，进而提升患者的治疗效果。

当前，常用的记录方法为：医生在手术完成后通过填写纸质表单或电子表单对术中情况进行记录，留存文本信息和/或通过自主绘图的方式生成手术记录图像。

但是，通过填写纸质表单或电子表单对术中情况进行记录，不能直观生动的将手术过程进行还原，对于所有数据的展示及评估无法进行直观的查阅，而通过自主绘图的方式生成手术记录图像，无法导出手术记录数据，以至于不能进行后续的统计和分析。

技术实现要素：

根据本公开的实施例，针对上述问题，提供了一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方案。

在本公开的第一方面，提供了一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方法。该方法包括：

获取患者的术中病历数据，并从中提取手术术语；

将所述手术术语和预存的手术模型素材进行匹配，确定所需手术模型素材；

将所述所需手术模型素材进行组合，生成三维手术模型。

进一步地，所述手术模型素材包括：人体模型素材和标准图像素材。

进一步地，所述人体模型素材包括：

获取人体结构组织的基本数据信息；

将所述人体结构组织的基本数据信息传入预设的模型制作框架，生成人体器官模型；

对所述人体器官模型进行材质渲染，生成人体模型素材；

其中，所述人体结构组织的基本数据信息包括骨骼、肌肉和/或韧带。

进一步地，所述标准图像素材包括医疗器械模型素材和手术操作处理模型素材。

进一步地，所述医疗器械模型素材包括：

获取医疗器械的基本数据信息；

将所述医疗器械的基本数据信息传入预设的模型制作框架，生成医疗器械设备模型；

对所述医疗器械设备模型进行材质渲染，生成医疗器械模型素材；

其中，所述医疗器械的基本数据信息包括假体、螺钉和/或钢板。

进一步地，所述手术操作处理模型素材包括：

获取术中处理操作和/或术中并发症的基本数据信息；

将所述术中处理操作和/或术中并发症的基本数据信息传入预设的模型制作框架，生成术中操作处理和/或并发症模型；

对所述术中操作处理和/或并发症模型进行材质渲染，生成手术操作处理模型素材。

进一步地，所述术中处理操作包括切口入路、截骨、缝合和/或x光拍照。

进一步地，所述将所述手术术语和预存的手术模型素材进行匹配，确定所需手术模型素材包括：

将所述手术术语存储到数据库；所述数据库中存有手术模型素材；

在所述数据库中，对所述手术术语和预存的手术模型素材进行关联和绑定，生成所述手术术语和模型素材的对应关系；

根据所述对应关系确定所述所需手术模型素材。

在本公开的第二方面，提出了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如根据本公开的上述方法。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的上述方法。

本申请实施例提供的基于手术记录自动生成三维手术模型的方法，通过获取患者的术中病历数据，并从中提取手术术语；将所述手术术语和预存的手术模型素材进行匹配，确定所需手术模型素材；将所述所需手术模型素材进行组合，生成三维手术模型，实现了可视化的术中三维图像模型，方便医生便捷查看患者的手术情况，同时可以根据不同的术式、医疗设备以及患者病情，灵活地对模型进行组合和展示。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是本申请的一个实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2是根据本申请的基于手术记录自动生成三维手术模型的方法的一个实施例的流程图；

图3是用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图；

图4是根据本申请一个实施例的手术术语开放平台示例；

图5是根据本申请一个实施例的手术模型素材制作流程示意；

图6是根据本申请一个实施例的生成三维手术模型流程图；

图7是根据本申请一个实施例的全膝关节置换术后交叉韧带保留模型；

图8是根据本申请一个实施例的辅助显露技术模型；

图9是根据本申请一个实施例的全膝关节置换术假体安装模型。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1示出了可以应用本申请的基于手术记录自动生成三维手术模型的方法的实施例的示例性系统架构100。

如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种通讯客户端应用，例如模型训练类应用、视频识别类应用、网页浏览器应用、社交平台软件等。

终端设备101、102、103可以是硬件，也可以是软件。当终端设备101、102、103为硬件时，可以是具有显示屏的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp3播放器(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriii，动态影像专家压缩标准音频层面3)、mp4(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriv，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、膝上型便携计算机和台式计算机等等。当终端设备101、102、103为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块(例如基于本申请制作的app等)。在此不做具体限定。

当终端101、102、103为硬件时，其上还可以安装有视频采集设备。视频采集设备可以是各种能实现采集视频功能的设备，如摄像头、传感器等等。用户可以利用终端101、102、103上的视频采集设备来采集视频。

服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上显示的数据处理的后台服务器。后台服务器可以对接收到的数据进行分析等处理，并可以将处理结果反馈给终端设备。

需要说明的是，服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块(例如基于本申请制作的app等)。在此不做具体限定。

应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。特别地，在目标数据不需要从远程获取的情况下，上述系统架构可以不包括网络，而只包括终端设备或服务器。

如图2所示，是本申请实施例基于手术记录自动生成三维手术模型的方法的流程图。从图2中可以看出，本实施例的基于手术记录自动生成三维手术模型的方法，包括以下步骤：

s210，获取患者的术中病历数据，并从中提取手术术语。

在本实施例中，基于手术记录自动生成三维手术模型的方法的执行主体(例如图1所示的服务器)可以通过有线方式或者无线连接的方式获取患者的术中病历数据。

进一步地，上述执行主体可以获取与之通信连接的电子设备(例如图1所示的终端设备)发送的术中病历数据，也可以是预先存储于本地的术中病历数据。

其中，所述病历信息包括：患者的个人基本信息、术中对患者采用的手术技术、使用的假体参数和/或术中出现的并发症信息等。

所述手术术语是采用《中国骨科主题词表》作为基础术语集。

进一步地，医生可根据自己的工作习惯，在手术术语开放平台进一步对所述术语集进行完善和补充。

所述手术术语开放平台(参考图4)是在充分借鉴国际主流手术术语体系先进经验的基础上，根据医生实际工作中记录的习惯，将手术过程中操作方式、使用医疗设备参数、术中并发症等病情信息进行标准化的管理。

参考图4，所述手术术语包括手术术语的语义信息和与之相对应的编号信息等。

s220，将所述手术术语和预存的手术模型素材进行匹配，确定所需手术模型素材。

其中，所述手术模型素材的制作流程可参考图5。

可选地，所述手术模型素材包括人体模型素材、标准图像素材和模型的尺寸度量规则等。

可选地，所述模型的尺寸度量规则是根据实际情况进行提取设定的。

优选地，人体模型素材的制作方法为：

通过《人体解刨彩色图谱第3版》获取人体结构组织的基本数据信息，所述基本数据信息包括人体结构组织和基本数据。

所述人体结构包括骨骼、肌肉和/或韧带等。

所述基本数据包括形态、位置和/或比例等。

将所述基本数据信息当做参数，输入到通过3dmax建模软件制作的模型框架，生成素模(人体器官模型)，再通过maya建模软件对素模进行材质渲染，生成人体模型素材。

可选地，所述标准图像素材包括医疗器械模型素材和手术操作处理模型素材。

优选地，所述医疗器械模型素材的制作方法为：

将手术中采用的假体、螺钉、钢板、缝合线等医疗设备，制作生成相应的标准图像模型素材。

具体地，通过医疗器械厂商提供的产品手册和/或实物产品获取所述医疗器械的基本数据信息。

所述基本数据信息包括膝关节假体、螺钉、钢板等医疗器械信息和形态、位置和/或比例等建模所需信息。

将所述基本数据信息当做参数，输入到通过3dmax建模软件制作的模型框架，生成素模(医疗器械设备模型)，再通过maya建模软件对素模进行材质渲染，生成的医疗器械模型素材。

优选地，所述手术操作处理模型素材的制作方法为：

将手术中使用的操作方式如切口入路、截骨、缝合和操作后的结果，制作生成相应的标准图像模型素材。

具体地，根据医生提供的实际手术过程中的录像视频和/或图像，获取术中处理操作地基本数据信息。

所述基本数据信息包括切口入路、截骨、缝合和/或x光拍照等术中处理操作和形态、位置和/或比例等建模所需信息。

将所述基本数据信息当做参数，输入到通过3dmax建模软件制作的模型框架，生成素模(手术操作处理模型)，再通过maya建模软件对素模进行材质渲染，生成的手术操作处理模型素材。

进一步地，当术中出现并发症时，建立并发症模型素材的方法可参考手术操作处理模型素材的制作方法，在此不再赘述。

将上述制作好的手术模型素材存储到数据库中。

将在步骤s210中获取的手术术语存储到所述数据库中，通过数据库建表，将所述手术模型素材和手术术语进行关联绑定，生成手术术语和模型素材的对应关系。

根据所述对应关系确定所需手术模型素材。

s230，将所述所需手术模型素材进行组合，生成三维手术模型。

参考图6，基于unity3d模型渲染技术将所需的手术模型进行组合，生成三维手术模型(参考图7-图9)。

具体地，通过手术记录确定手术术语，根据所述手术术语与模型素材的对应关系，确定手术模型素材编号，根据所述手术模型素材编号确定所需手术模型素材，将所述所需手术模型素材进行组合及计算，生成三维手术模型。

进一步地，可在所述三维手术模型的展示界面对该模型进行视角切换、拖拽旋转、放大缩小等交互操作。

本实施例的一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方法，通过可视化的三维图像模型还原了手术过程，方便医生便捷查看患者的手术情况，可以根据不同的术式、医疗设备以及患者病情，灵活地对模型进行组合和展示。同时还可以对手术记录数据进行快速的导出，进行后续的统计和分析。

本申请实施例还提出了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方法。

此外，本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的一种基于手术记录自动生成三维手术模型的方法。

下面参考图3，其示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。图3示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，计算机系统包括中央处理单元(cpu)301，其可以基于存储在只读存储器(rom)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu301、rom302以及ram303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。

以下部件连接至i/o接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也基于需要连接至i/o接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，基于需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序基于需要被安装入存储部分308。

特别地，基于本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)301执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段、或代码的一部分，所述单元、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括信息测量单元、行驶轨迹确定单元、映射关系确定单元和驾驶策略生成单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，信息测量单元还可以被描述为“测量本车的状态信息以及周围场景信息的单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种非易失性计算机存储介质，该非易失性计算机存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的非易失性计算机存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的非易失性计算机存储介质。上述非易失性计算机存储介质存储有一个或者多个程序，当所述一个或者多个程序被一个设备执行时，使得所述设备：获取患者的术中病历数据，并从中提取手术术语；将所述手术术语和预存的手术模型素材进行匹配，确定所需手术模型素材；将所述所需手术模型素材进行组合，生成三维手术模型。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。