一种利用AI提高手术精准性和安全性的方法和设备与流程

本发明属于医疗器械，具体是一种利用ai提高手术精准性和安全性的方法和设备。

背景技术：

1、随着医学影像技术和计算机技术的发展，在外科手术中，利用计算机技术对患者的医学影像进行处理得到患者身体模型，能为医生提供一个虚拟的、非侵入式的病变位置模拟，提高了手术的精确性、操作稳定性。

2、例如中国专利公告号为cn113545848b的专利公开了导航导板的配准方法及配准装置，该配准方法包括：获取患者的目标部位的影像信息；通过所述影像信息生成适配的假体模型；生成与所述假体模型相适配的导板模型，并获得导板设计数据以用于生成导航导板；通过所述导航导板的配准数据，对所述导航导板进行术中配准。在实施手术时，将导航导板接触于患者术前规划的部位，利用导板上骨面拟合，完成光学导航系统配准，配准精度高,使手术操作的精准性和安全性大大提高，可以减小因手术时患者体位的变化导致术前采集的影像资料与术中的实际情况存在差异而造成的误差。

3、但是，在医生操作过程中，医生根据个人经验选择开刀后的手术路径的不同会带来不同的影响；良好的手术路径，不仅能为医生提高良好的手术视野，便于医生进行操作，而且良好的手术路径能便于患者术后康复的愈合，满足一些患者的美容需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用ai提高手术精准性和安全性的方法和设备，为手术路径的建立进行提醒并指导，提高手术的精准性，保障手术的安全性。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种利用ai提高手术精准性和安全性的设备，包括位于手术床上方的红外线标记机构，红外线标记机构包括滚珠丝杆机构和若干可转动的激光头，且激光头位于滚珠丝杆机构的螺母座上，手术床一侧设有显示屏；

4、还包括处理器和图像获取机构；

5、所述处理器用于录入并存储患者的虚拟模型，虚拟模型包括体征模型、预估病变体内位置、推荐手术路径和激光点移动轨迹，推荐手术路径包括模拟开口通道、通道朝向和推荐进刀力度数据；

6、所述图像获取机构用于实时采集手术床上患者的平躺图像数据，并将平躺图像数据发送至处理器，处理器基于平躺图像数据将虚拟模型修正转换为实时模型；

7、处理器并基于虚拟模型中的预估病变体内位置和推荐手术路径转化为实时模型中对应的病变位置和预期手术路径，处理器将实时模型发送至显示屏对病变位置和预期手术路径进行显示；

8、所述处理器还用于在实时模型中，处理器以病变位置为中心点，得到中心点所在平面的激光点移动轨迹中对应的激光头，处理器将该激光头在激光点移动轨迹的距离转化为对应的控制参数，处理器并将控制参数发送至滚珠丝杆机构，同时，处理器基于预期手术路径启动对应的激光头进行转动，使激光头发射的激光路线与预期手术路径一致；

9、所述图像获取机构还用于实时采集医生的手部图像数据，并将手部图像数据发送至处理器，处理器基于手部图像数据转换为实时手部朝向，处理器并将实时手部朝向导入实时模型中；处理器以预期手术路径的通道朝向作为基准线，处理器并以基准线作为参照对实时手部朝向进行标注并显示至显示屏。

10、采用上述方案后实现了以下有益效果：通过平躺图像数据将虚拟模型修正转换为实时模型，使得到的病变位置和预期手术路径更加的准确，便于后续对医生的提醒更加的准确。

11、通过激光头发出的激光既能对患者的体表进行标记，便于医生确定开刀位置和进刀方向，减少对医生个人经验的依靠，为手术路径的建立进行指导，提高手术的精准性，保障手术的安全性。

12、通过将实时手部朝向与与预期手术路径在显示屏进行提醒，便于医生建立良好的手术路径。

13、进一步，还包括手术刀检测机构，所述手术刀检测机构用于获取医生的进刀角度数据，并将进刀角度数据发送至处理器，处理器将进刀角度数据导入实时模型中，处理器基于进刀角度数据对实时手部朝向进行修正并显示至显示屏。

14、有益效果：通过进刀角度数据对实时手部朝向进行修正，便于医生根据显示屏上的实时手部朝向和预期手术路径进行辨别修正，提高手术的精准性，保障手术的安全性。

15、进一步，所述手术刀检测机构还用于获取医生的进刀力度数据，并将进刀力度数据发送至处理器，处理器将进刀力度数据与推荐进刀力度数据进行对比，若进刀力度数据与推荐进刀力度数据一致，则处理器将进刀力度数据和推荐进刀力度数据通过显示屏进行标绿显示，若进刀力度数据与推荐进刀力度数据不一致，则处理器将进刀力度数据和推荐进刀力度数据通过显示屏进行标红显示。

16、有益效果：通过将不同情况的进刀力度数据和推荐进刀力度数据的颜色区别显示，便于医生及时注意，便于医生进行力度调整，保障手术的安全性。

17、进一步，所述滚珠丝杆机构的安装反向与手术床的长度方向一致，且滚珠丝杆机构的螺母座呈环形，激光头以手术床中心呈环形布置。

18、有益效果：通过滚珠丝杆机构带动激光头在手术床上进行移动，环形布置的激光头便于调整方向对患者体表进行各方向的角度照射。

19、进一步，所述显示屏还用于将病变位置的图像数据进行放大显示。

20、有益效果：显示屏显示放大后的区域使医生能够更精准依赖手术操作位置标记进行操刀。

21、进一步，所述显示屏还用于对实时手部朝向与预期路径之间的夹角进行显示。

22、有益效果：通过对实时手部朝向与预期路径之间的夹角进行显示，便于医生更准确的进行相应的角度调整。

23、进一步，所述激光头用于切换不同颜色的激光。

24、有益效果：通过发出与人体体表、肌肉色彩不同颜色的激光，便于对体表的不同区域进行显示，便于手术的进行。

25、进一步，一种利用ai提高手术精准性和安全性的方法，包括以下步骤：步骤一、处理器根据病例数据的不同建立对应的病例数据库，病例数据库包括各病变位置对应的推荐手术路径；

26、步骤二、人工将该患者对应的体征模型录入处理器中，处理器并将该患者对应的预估病变体内位置、推荐手术路径导入体征模型中，再将激光点移动轨迹录入处理器中，建立对应的虚拟模型；

27、步骤三、处理器通过图像获取机构采集手术床上患者的平躺图像数据，基于平躺图像数据将虚拟模型修正转换为实时模型，处理器再控制红外线标记机构的激光头进行转动，使激光头发射的激光沿预期手术路径对患者体表进行照射标记；

28、步骤四、处理器通过图像获取机构采集手术过程中的医生的手部图像数据得到实时手部朝向，处理器再通过手术刀检测机构采集医生的进刀角度数据和进刀力度数据，处理器基于进刀角度数据对实时手部朝向进行修正并显示至显示屏，处理器将进刀力度数据和推荐进刀数据进行一致性判断，处理器并将进刀力度数据和推荐进刀数据进行区分显示至显示屏上。

29、有益效果：通过大批量的病例数据库为建立虚拟模型提供数据依靠，使得到的推荐手术路径更加的可靠。

30、通过平躺图像数据将虚拟模型修正转换为实时模型，使得到的病变位置和预期手术路径更加的准确，便于后续对医生的提醒更加的准确。

31、通过激光头发出的激光既能对患者的体表进行标记，便于医生确定开刀位置和进刀方向，减少对医生个人经验的依靠；再通过进刀角度数据对实时手部朝向进行修正并显示至显示屏，使显示的实时手部朝向更加的准确，便于后续手术路径的建立进行提醒并指导，提高手术的精准性，保障手术的安全性。