本申請涉及醫(yī)療器械和教育培訓領域，特別是涉及一種基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、目前，手術技能的培訓大多依賴于傳統(tǒng)的模擬訓練或在實際手術中的實踐，存在一定的風險和局限性。

2、傳統(tǒng)手術技能的培訓方式難以客觀、準確地評估外科醫(yī)生的操作技能，特別是對于復雜的手術操作路徑，缺乏有效的量化指標，導致培訓效果較差，術后復盤難等問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法及系統(tǒng)，能夠客觀、準確地評估外科醫(yī)生的操作技能，并為外科醫(yī)生提供合理化建議，便于外科醫(yī)生的術后復盤，有效提升外科醫(yī)生的操作技能培訓效果。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，所述方法包括：獲取手術器械的位置軌跡；基于位置軌跡確定手術的關鍵點；利用關鍵點構建可視化軌跡模型；根據(jù)手術的關鍵點和可視化軌跡模型構建虛擬環(huán)境，并在虛擬環(huán)境中進行手術場景模擬，得到手術模擬結(jié)果；利用手術模擬結(jié)果對手術過程中的軌跡進行量化分析，生成操作評估報告及改進建議；以索引存儲的方式對位置軌跡、可視化軌跡模型、虛擬環(huán)境的參數(shù)、手術模擬結(jié)果、操作評估報告和改進建議進行保存。

4、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的手術器械軌跡追蹤模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、虛擬仿真模塊、評估模塊和存儲模塊；所述手術器械軌跡追蹤模塊用于獲取手術器械的位置軌跡；所述數(shù)據(jù)處理模塊用于基于位置軌跡確定手術的關鍵點，利用關鍵點構建可視化軌跡模型，并利用關鍵點構建可視化軌跡模型；所述虛擬仿真模塊用于根據(jù)手術的關鍵點和可視化軌跡模型構建虛擬環(huán)境，并在虛擬環(huán)境中進行手術場景模擬，得到手術模擬結(jié)果；所述評估模塊用于利用手術模擬結(jié)果對手術過程中的軌跡進行量化分析，生成操作評估報告及改進建議；所述存儲模塊用于以索引存儲的方式對位置軌跡、可視化軌跡模型、虛擬環(huán)境的參數(shù)、手術模擬結(jié)果、操作評估報告和改進建議進行保存。

5、根據(jù)本申請?zhí)峁┑木唧w實施例，本申請公開了以下技術效果：

6、本申請通過利用手術器械的位置軌跡構建虛擬環(huán)境，通過量化分析生成評估報告及改進建議，能夠客觀、準確地評估外科醫(yī)生的操作技能，并為外科醫(yī)生提供合理化建議；通過對相關數(shù)據(jù)進行索引存儲，便于外科醫(yī)生的術后復盤，有效提升外科醫(yī)生的操作技能培訓效果，顯著縮短醫(yī)生手術的學習曲線。

技術特征：

1.一種基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，所述基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，所述位置軌跡是通過光學追蹤、磁場追蹤和慣性追蹤的方式獲取不同的位置數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合計算得到的。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，所述關鍵點包括：轉(zhuǎn)折點、切入點和終止點；

4.根據(jù)權利要求1所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，利用關鍵點構建可視化軌跡模型，之前還包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，根據(jù)手術的關鍵點和可視化軌跡模型構建虛擬環(huán)境，并在虛擬環(huán)境中進行手術場景模擬，得到手術模擬結(jié)果，具體包括：

6.根據(jù)權利要求5所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，所述虛擬的手術場景中包括組織、器官和手術器械模型。

7.根據(jù)權利要求5所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，所述實時操作反饋包括：觸感模擬、器械的阻力變化和器械與虛擬組織的交互結(jié)果。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法，其特征在于，利用手術模擬結(jié)果對手術過程中的軌跡進行量化分析，生成操作評估報告及改進建議，具體包括：

9.一種基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓系統(tǒng)，其特征在于，所述基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓系統(tǒng)包括依次連接的手術器械軌跡追蹤模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、虛擬仿真模塊、評估模塊和存儲模塊；

10.根據(jù)權利要求9所述的基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓系統(tǒng)，其特征在于，所述手術器械軌跡追蹤模塊具體包括：光學追蹤單元、磁場追蹤單元、慣性追蹤單元和數(shù)據(jù)融合模塊；

技術總結(jié)
本申請公開了一種基于手術器械三維軌跡跟蹤的手術培訓方法及系統(tǒng)，涉及醫(yī)療器械和教育培訓領域，該方法包括：基于位置軌跡確定手術的關鍵點，利用關鍵點構建可視化軌跡模型，進而構建虛擬環(huán)境，并在虛擬環(huán)境中進行手術場景模擬，得到手術模擬結(jié)果；利用手術模擬結(jié)果對手術過程中的軌跡進行量化分析，生成操作評估報告及改進建議；以索引存儲的方式對相關數(shù)據(jù)進行保存。本申請通過利用手術器械的位置軌跡構建虛擬環(huán)境，通過量化分析生成評估報告及改進建議，能夠客觀、準確地評估外科醫(yī)生的操作技能，并為外科醫(yī)生提供合理化建議；通過對相關數(shù)據(jù)進行索引存儲，便于外科醫(yī)生的術后復盤，有效提升外科醫(yī)生的操作技能培訓效果。

技術研發(fā)人員：盧星榕,池畔,黃穎,嚴俊,陳兵,張晨然,王梟杰,陳致奮,徐宗斌,蔣偉忠,黃勝輝,陳俊濤,李津
受保護的技術使用者：福建醫(yī)科大學附屬協(xié)和醫(yī)院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28