CN103236213B - 基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟 - Google Patents
基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103236213B CN103236213B CN201310139164.8A CN201310139164A CN103236213B CN 103236213 B CN103236213 B CN 103236213B CN 201310139164 A CN201310139164 A CN 201310139164A CN 103236213 B CN103236213 B CN 103236213B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- binocular camera
- atrial fibrillation
- catheter
- ablation
- optics
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 206010003658 Atrial Fibrillation Diseases 0.000 title claims abstract description 45
- 238000013153 catheter ablation Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims description 8
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000007831 electrophysiology Effects 0.000 description 1
- 238000002001 electrophysiology Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟器，其包括数据处理平台和人机交互***；所述数据处理平台包括病患心脏数据库、三维跟踪软件和手术仿真软件；所述人机交互***包括光学双目相机、手术操作平台和消融导管。本发明用于心房颤动导管消融手术的医师训练，可以提高房颤导管消融的成功率，降低与手术有关的并发症风险。
Description
技术领域
本发明涉及心房颤动导管消融手术训练仿真技术领域，尤其涉及一种基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟器。
背景技术
心房颤动（简称房颤），是一种严重威胁人类健康的疾病，据统计，我国目前有房颤患者近一千万，在60岁以上的人群中发病率高达6%以上，随着人口老龄化，心房颤动的患者将持续增加。在对于房颤治疗的诸多方法中，多数患者药物治疗效果欠佳，而三维标测***指导下的房颤导管消融具有治疗好、创伤小、治疗时间短等优点，已成为最有前景的房颤治疗方法。
我国目前房颤导管消融治疗仅限于为数不多的医院。广泛开展房颤导管消融的主要障碍在于医生培训难度大、成本高、周期长。经过近几年的发展，目前我国可以较熟练进行房颤导管消融的医生只有约50位，而且也仅仅局限于我国几家大的医院或者中心具有此类医师培训能力。此外，房颤导管消融操作难度大，基于实际病人的培训模式对患者不利，风险较大。
面向心房颤动导管消融手术的模拟器开发，并应用此类临床手术模拟器成为医生培训、评估的最重要、最快捷、最经济、低风险的技术途径之一，同时也是制定心房颤动导管消融手术流程、规范及评估标准的有效手段。
房颤导管消融手术模拟器开发涉及到心脏起搏与电生理、生物医学工程、医疗器械、模式识别与智能***、计算机科学和传感器的诸多交叉学科邻域，需要有丰富的心房颤动导管消融手术临床经验与智能***软硬件开发相结合的能力。
为了能帮助培养、考核从事房颤导管消融的医生，提高房颤导管消融的成功率，降低与手术有关的并发症风险，本领域的技术人员致力于开发一种心房颤动导管消融模拟器。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟器，从而帮助培养、考核从事房颤导管消融手术的医生，进而提高房颤导管消融的成功率，并降低与手术有关的并发症风险。
为了实现以上目的，本发明提供一种基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟器，包括数据处理平台和人机交互***，所述数据处理平台和所述人机交互***连接。
所述数据处理平台，包括病患心脏数据库、三维跟踪软件和手术仿真软件。所述病患心脏数据库，根据临床数据对典型病例进行建模归类，用于不同病例的手术训练要求；所述三维跟踪软件采用自适应图像跟踪技术，分别对光学双目相机所采集的两幅图像进行目标跟踪，并解算至三维空间；所述手术仿真软件，根据病患心脏数据库中的心脏模型数据构建虚拟心脏作为模拟手术的操作对象，并通过三维跟踪软件解算出的手术操作情况，模拟心脏模型与虚拟消融导管之间的相互作用，包括模型形变及力的相互作用。
所述人机交互***包括光学双目相机、手术操作平台和显示器。
所述手术操作平台，包括光学双目相机固定装置、消融导管，用以模拟真实手术操作环境；所述光学双目相机，用于对消融导管的运动实时拍摄；所述光学双目相机固定在所述光学双目相机固定装置上；所述显示器，用以实时显示心脏模型与虚拟消融导管之间的相互作用。
进一步地，所述光学双目相机固定装置采用可滑动导轨，可调节光学双目相机的安装高度和安装角度。
本发明的心房颤动导管消融模拟器，可以根据病患心脏数据库的心脏模型建立虚拟手术环境，实时拍摄消融导管的操作情况，通过三维跟踪软件解算出消融导管的空间位置，通过手术仿真软件实时计算并通过显示器实时显示心脏模型与虚拟消融导管的相互作用。
本发明的心房颤动导管消融模拟器具有结构简单、操作便利的技术效果，可以帮助培养、考核从事房颤导管消融的医生，提高房颤导管消融的成功率，降低与手术有关的并发症风险。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例中的心房颤动导管消融模拟器的结构示意图。
图2是本发明的较佳实施例中的心房颤动导管消融模拟器的光学双目相机和光学双目相机固定装置结构示意图。
图3是本发明的较佳实施例中的心房颤动导管消融模拟器的手术仿真软件的软件界面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明较佳实施例的技术方案作进一步描述。
图1为本发明一个较佳实施例的心房颤动导管消融模拟器的结构示意图。如图1所示，本实施例中，心房颤动导管消融模拟器包括数据处理平台11和人机交互***。数据处理平台与人机交互***电性连接。人机交互***包括手术操作平台12、光学双目相机15和显示器17。手术操作平台12包括消融导管13、导管引导鞘14、光学双目相机固定装置16。
手术训练医师在手术操作平台12上进行手术训练，对消融导管13进行手术操作，消融导管13通过导管引导鞘14进入手术操作区域，消融导管13的空间位置通过光学双目相机15拍摄，并传送至数据处理平台11，通过数据平台的运算处理，将手术训练的操作结果显示在显示器17上。
图2示出了本发明的较佳实施例中的心房颤动导管消融模拟器的光学双目相机和光学双目相机固定装置结构示意图。光学双目相机21通过螺栓方式固定于光学双目相机固定装置22上，光学双目相机固定装置22采用可滑动导轨23，可调整光学双目相机21的安装位置与安装角度。
图3示出了本发明的较佳实施例中的心房颤动导管消融模拟器的手术仿真软件的软件界面示意图，手术仿真软件根据病患心脏数据库的心脏模型31建立虚拟手术环境，通过三维跟踪软件32解算出消融导管的空间位置33，并将消融导管的空间位置33叠加至心脏模型31所在的虚拟手术环境中。
本发明的心房颤动导管消融模拟器可以满足心房颤动导管消融手术的医师训练要求，可以帮助培养、考核从事房颤导管消融的医生，提高房颤导管消融的成功率，降低与手术有关的并发症风险。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟器，其特征在于，包括数据处理平台和人机交互***，所述数据处理平台和所述人机交互***连接；所述数据处理平台包括病患心脏数据库、三维跟踪软件和手术仿真软件；所述人机交互***包括光学双目相机、手术操作平台和显示器；所述病患心脏数据库，根据临床数据对典型病例进行建模归类，用于不同病例的手术训练要求；所述三维跟踪软件采用自适应图像跟踪技术，分别对光学双目相机所采集的两幅图像进行目标跟踪，并解算至三维空间；所述手术仿真软件，根据病患心脏数据库中的心脏模型数据构建虚拟心脏作为模拟手术的操作对象，并通过三维跟踪软件解算出的手术操作情况，模拟心脏模型与虚拟消融导管之间的相互作用，包括模型形变及力的相互作用；所述手术操作平台，包括光学双目相机固定装置、消融导管，用以模拟真实手术操作环境；所述光学双目相机，用于对消融导管的运动实时拍摄；所述光学双目相机固定在所述光学双目相机固定装置上；所述显示器，用以实时显示心脏模型与虚拟消融导管之间的相互作用；所述光学双目相机固定装置采用可滑动导轨，可调节光学双目相机的安装高度和安装角度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310139164.8A CN103236213B (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310139164.8A CN103236213B (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103236213A CN103236213A (zh) | 2013-08-07 |
| CN103236213B true CN103236213B (zh) | 2015-08-12 |
Family
ID=48884250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310139164.8A Active CN103236213B (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103236213B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108364552A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-08-03 | 山东颂之智能科技有限公司 | 一种模拟针灸疗法的智能化装置及方法 |
| CN110025376A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-07-19 | 江苏霆升科技有限公司 | 一种心脏介入手术模拟方法、终端设备及*** |
| CN113303905B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-07-01 | 中南大学湘雅二医院 | 一种基于视频影像反馈的介入手术操作模拟方法 |
| CN113380093B (zh) * | 2021-05-26 | 2023-03-21 | 中南大学湘雅二医院 | 一种用于微波消融手术的操作训练*** |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201595926U (zh) * | 2010-01-23 | 2010-10-06 | 赵学 | 一种带导引钢丝的心脏消融导管 |
| CN102831289A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-12-19 | 董建增 | 基于三维电解剖标测***的心房颤动导管消融模拟器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11128264A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-18 | Nidek Co Ltd | アブレーションレ−ト測定装置及びこれを備えるアブレーション装置 |
| US7311701B2 (en) * | 2003-06-10 | 2007-12-25 | Cierra, Inc. | Methods and apparatus for non-invasively treating atrial fibrillation using high intensity focused ultrasound |
| US20090305210A1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-12-10 | Khurshid Guru | System For Robotic Surgery Training |
-
2013
- 2013-04-19 CN CN201310139164.8A patent/CN103236213B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201595926U (zh) * | 2010-01-23 | 2010-10-06 | 赵学 | 一种带导引钢丝的心脏消融导管 |
| CN102831289A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-12-19 | 董建增 | 基于三维电解剖标测***的心房颤动导管消融模拟器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于双目视觉手术导航***的标定;杨聚侠;《中国组织工程研究与临床康复》;20070204;第11卷(第5期);正文2-5段及附图1-2 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103236213A (zh) | 2013-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107480462B (zh) | 智慧临床交互*** | |
| CN108472084A (zh) | 具有训练或辅助功能的外科手术*** | |
| CN103236213B (zh) | 基于光学双目定位的心房颤动导管消融模拟 | |
| Liu et al. | The prospect for the application of the surgical navigation system based on artificial intelligence and augmented reality | |
| Motaharifar et al. | Applications of haptic technology, virtual reality, and artificial intelligence in medical training during the COVID-19 pandemic | |
| Rattner et al. | Advanced devices for the operating room of the future | |
| Greenleaf | Developing the tools for practical VR applications [Medicine] | |
| CN108404301A (zh) | 一种肿瘤放疗辅助机器人制作方法 | |
| CN107714006A (zh) | 一种基于虚拟现实头戴式显示装置的远程互动***及方法 | |
| Guo et al. | Medical robotics: opportunities in China | |
| CN103736208A (zh) | 放射治疗用红外定位自动摆位*** | |
| TWI505228B (zh) | 一種自主復健動作量化評估系統 | |
| Behringer et al. | Some usability issues of augmented and mixed reality for e-health applications in the medical domain | |
| CN110025376A (zh) | 一种心脏介入手术模拟方法、终端设备及*** | |
| CN107978367B (zh) | 一种基于虚拟现实的远程诊疗机器人力触觉再现方法 | |
| Wang et al. | Intelligent HMI in orthopedic navigation | |
| Guo et al. | A novel vascular interventional surgeon training system with cooperation between catheter and guidewire | |
| Obo et al. | Arm motion analysis using genetic algorithm for rehabilitation and healthcare | |
| CN106128255A (zh) | 一种心脏电生理信号模拟***及其模拟方法 | |
| Gritsenko et al. | Current state and prospects for the development of digital medicine | |
| CN204087660U (zh) | 一种电生理导管模拟操作装置 | |
| CN107137147A (zh) | 基于实时多模组合定位诊疗*** | |
| KR20180123310A (ko) | 증강현실을 이용한 복강경 수술 교육시스템 | |
| Monahan et al. | Verifying the effectiveness of a computer-aided navigation system for arthroscopic hip surgery | |
| Zhou et al. | Automatic theranostics for long-term neurorehabilitation after stroke |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240102 Address after: 1st Floor, 68 Zhupan Road, Zhuqiao Town, Pudong New Area, Shanghai, 201323 Patentee after: Shanghai huamo Technology Co.,Ltd. Address before: 200240 No. 800, Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District Patentee before: SHANGHAI JIAO TONG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |