腹腔镜模拟手术路径纠偏方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种纠正切割路径的腹腔镜模拟手术路径纠偏方法。
【背景技术】
[0002]随着医疗技术的快速发展和人们物质生活水平的提高，人们对医疗服务水平的要求越来越高，当人们的身体发生病变需要手术时，不仅要求最大程度切除病变组织，而且要将手术对健康组织的损伤程度降到最低。在实际操作中，外科医生是凭借自己的主观视觉判断来决定手术路径，决定手术路径后，在手术进行的过程中外科医生的操作手术器械的熟练程度是靠平时的大量训练才能精确的定位直达病变组织。但是，在日常训练时，由于操作者是根据显示器上显示的图像来进行各种训练，从显示器上观察的图像的空间位置与直接看到的空间位置之间在空间感受上会有所不同。因此操作者并不能知道手术器械与预定轨迹之间的真实偏差，需要大量的训练才能判断显示的画面与直接看到的画面之间的感觉上的差别，然而，操作者在进行训练时根据显示器上的画面很难把握手术器械的位置，需要大量的训练才能根据显示器上的图像准确知道手术器械需要移动的方向和位移的大小。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种在进行腹腔镜模拟手术时实时纠正实际切割路线与预定切割路线之间的偏差的腹腔镜模拟手术路径纠偏方法。
[0004]本发明提供了一种腹腔镜模拟手术路径纠偏方法，用于在进行腹腔镜模拟手术时实时纠正实际切割路线与预定切割路线之间的偏差，从而提高训练的效率，其特征在于，包括以下步骤:步骤1，将手术器械上安装贴有至少3个标记点的套圈；步骤2，将模型设置复数个轨迹点，然后固定在腹腔镜训练箱中，用手术器械的尖端依次碰触标所述模型上的所述轨迹点，用双目视觉导航仪采集所述标记点的标记位置信息；步骤3，处理器首先将位置信息处理得到器械尖端的尖端位置信息，然后将尖端位置信息拟合为曲线方程并形成标准轨迹线；步骤4，所述操作者采用手术器械进行模拟训练，双目视觉导航仪采集标记点的实时位置信息，处理器将实时位置信息处理得到手术器械的尖端实时位置信息，代入曲线方程，计算得到尖端实时位置与标准轨迹线之间的位移偏差，显示器显示位移偏差；步骤5，操作者根据位置偏差纠正手术器械的位置。
[0005]在本发明所提供的腹腔镜模拟手术路径纠偏方法，还可以具有这样的特征:其中，曲线方程是通过将尖端位置信息采用拉格朗日差值多项式拟合算法得到的。
[0006]在本发明所提供的腹腔镜模拟手术路径纠偏方法，还可以具有这样的特征:其中，步骤4包括:步骤4-1:处理器将曲线方程通过预定规则计算得到修正曲线方程，从而使得标准轨迹线的初始位置信息与初始时的尖端实时位置信息相同；步骤4-2:处理器将实时位置信息代入修正曲线方程，计算得到尖端实时位置与标准轨迹线之间的位移偏差。
[0007]在本发明所提供的腹腔镜模拟手术纠偏方法，还可以具有这样的特征:其中，双目视觉导航仪的追踪精度为0.255mm。
[0008]发明的作用和效果
[0009]根据本发明所涉及的腹腔镜模拟手术路径纠偏方法，因为手术器械上贴有标记点的套圈，双目导航仪能够检测到该标记点，根据该标记点的位置信息计算得到手术器械的尖端位置信息，处理器能够接收双目导航仪采集的位置信息并将位置信息拟合为曲线方程，做出一条标准轨迹线，然后，操作者在进行训练时，双目导航仪将标记点的实时位置信息发送到处理器，处理器计算得到位移偏差，并由显示器显示该位移偏差，根据显示的位移偏差实时提醒操作者进行纠正，因此，本发明的腹腔镜模拟手术路径纠偏方法能够使操作者更加清楚的感知显示器中看到的画面与手术器械应该移动的位移之间的关系，从而提高对手术器械操作的熟练程度，进一步，提高腹腔镜模拟手术的训练效率。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实施例中腹腔镜模拟手术装置的结构示意图；以及图2是本发明的实施例中腹腔镜模拟手术纠偏方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的腹腔镜模拟手术纠偏方法作具体阐述。
[0012]图1是本发明的实施例中腹腔镜模拟手术装置的结构示意图。
[0013]如图1所示，腹腔镜模拟手术装置100用于在操作者利用模型进行腹腔镜模拟手术时对切割路径进行实时纠正，包含:显示屏110、腹腔镜训练箱120、手术器械130、贴有5个Mark点的塑料套圈140、双目视觉导航仪150、处理器161、海绵(图中未显示)和摄像头(图中未显示)。
[0014]腹腔镜训练箱120上有三个穿孔121，手术器械130的一端能够通过穿孔121插入腹腔镜训练箱120内部，摄像头安装在腹腔镜训练箱120内，用于采集腹腔镜训练箱120内的图像，显示屏110显示摄像头采集的图像，因此，操作者能够根据显示屏110知道腹腔镜训练箱120内部的情况。
[0015]塑料套圈140安装在手术器械130的手柄与器械连接处，双目视觉导航仪150设置在腹腔镜训练箱120附近，并且当训练者进行训练时不会挡住双目视觉导航仪150采集塑料套圈140的位置信息，海绵内部设置有复数个预定轨迹点并且固定在腹腔镜训练箱120内，训练者通过手术器械130对海绵进行操作，处理器161与双目视觉导航仪150连接，能够接收双目视觉导航仪150采集的塑料套圈140的位置信息并进行处理。
[0016]图2是本发明的实施例中腹腔镜模拟手术纠偏方法的流程图。
[0017]如图2所示，腹腔镜模拟手术纠偏方法包含以下步骤:
[0018]步骤SI，将手术器械130上安装贴有5个标记点的塑料套圈140。
[0019]塑料套圈140安装在手术器械130的手柄与与器械连接处。然后进入步骤S2。
[0020]步骤S2，将海绵切开设置复数个轨迹点，使得轨迹点裸露在海绵切开面的表面，然后将切开的海绵固定在腹腔镜训练箱120中，用手术器械130的尖端依次碰触海绵上的复数个轨迹点，用双目视觉导航仪150采集塑料套圈140上的标记点的标记位置信息。
[0021]在采集海绵上的轨迹点时，先将手术器械130的尖端碰触第一个轨迹点，双目视觉导航仪150采集塑料套圈140的标记位置信息，然后，用手挡住塑料套圈140使得双目视觉导航仪150不能采集到塑料套圈140的标记位置信息，将手术器械130的尖端移动到下一个轨迹点的位置，移开手，使得双目视觉导航仪150能够采集到塑料套圈140的标记位置f目息，然后，进入步骤S3。
[0022]步骤S3，双目视觉导航仪150将采集到的复数个轨迹点的位置信息传输到处理器161，因为手术器械130的长度是定值，因此，处理器161根据塑料套圈140的标记位置信息即能够得到手术器械130的尖端的尖端位置信息，处理器161将所有尖端位置信息通过拉格朗日差值多项式拟合得到曲线方程，将该曲线方程的曲线画出，该曲线即为标准轨迹线。本实施例中，选择95%的置信区间，拟合得到四次多样式，其中，线性相关系数R2 =0.9958。然后，进入步骤S4。
[0023]步骤S4，操作者采用手术器械130进行模拟训练，腹腔镜训练箱120内固定的海绵的形状与步骤S2中的海绵切开前的形状一样，双目视觉导航仪150将采集到的实时位置信息传送到处理器161，处理器161将标记实时位置信息处理为手术器械130的尖端的尖端实