科创中国

本发明公开了一种手术预测和训练设备及其方法，其设备包括：模型生成模块，用于利用人体的外形图像、解剖结构图像和人体各组织的属性数据，模拟各种组织的状态；与所述模型生成模块连接的监视装置；其中，还包括：用于接收手术指令的操作装置，该手术指令包括：操作动作数据和手术部位信息；与所述操作装置连接的物理计算模块，用于将所述操作动作数据转换为所述手术部位相应组织的形变数据；所述模型生成模块内还包括：与所述物理计算模块连接的数据修正单元，该数据修正单元用于利用所述形变数据修正所述手术部位相应的属性数据。采用本发明的设备及其方法能够直观的进行手术预测，降低手术预测的难度和手术训练的成本。

1、一种手术预测和训练设备，包括： 模型生成模块，用于利用人体的外形图像、解剖结构图像和人体各组织的属性数据，模拟各种组织的状态； 与所述模型生成模块连接的监视装置； 其特征在于，还包括： 用于接收手术指令的操作装置，该手术指令包括：操作动作数据和手术部位信息； 与所述操作装置连接的物理计算模块，用于将所述操作动作数据转换为所述手术部位相应组织的形变数据； 所述模型生成模块内还包括：与所述物理计算模块连接的数据修正单元，该数据修正单元用于利用所述形变数据修正所述手术部位相应的属性数据。 2、 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述物理计算模块包括： 与所述操作装置连接的动作转换单元和位置提取单元，与该动作转换单元和位置提取单元连接的力转换单元；动作转换单元用于将所述操作动作数据转换为外力数据； 位置提取单元用于提取所述手术指令中的手术部位信息； 力转换单元用于根据该外力数据计算手术部位相应组织产生变形的形变数据。

现代外科手术技术正在向微创伤、小视野、低痛苦的微创手术方向发展。手术中使 用插入病人体内的微小摄像机和切削工具，通过注视监视器完成手术过程。微创手术有利 于节约手术成本、减轻病人痛苦和缩短术后恢复期，已在耳鼻喉、胃肠科、泌尿科、妇科以及 神经科中得到了广泛的应用。

[0003] 手术预测是在手术进行前制定的手术方案，传统模式的手术预测依赖操作者的主 观经验，例如在截骨术中对手术方式、截骨部位、骨段移动的方位和距离、咬合关系的确定 等都需先做一系列的预测分析及模拟手术，才能确保手术的成功，这对操作者的要求很高， 增加了手术过程的难度。一旦微创手术失败需要临时转为传统手术，创伤更大，对病人造成 严重的伤害，以“求美”为目的的颅面部的整形美容手术尤为更甚；所以现有技术中的手术 预测的难度很高。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明所提供的手术预测和训练设备及其方法，采用操作装置接收关于手术预测 或者手术训练的手术指令，物理计算模块将操作装置接收的手术指令转换为相应组织的受 力及形变数据，模型生成模块利用人体的外形图像、解剖结构图像和人体各组织的属性数 据，以及所述形变数据修正过的属性数据，模拟人体各种组织的状态。从而，能够直观的进 行手术预测，降低了手术预测的难度和手术训练的成本。

技术合作

本发明所提供的手术预测和训练设备及其方法通过采用操作装置来接收关 于手术预测或者手术训练的手术指令，物理计算模块将操作装置接收的手术指令转换为相 应组织的受力及形变数据，模型生成模块利用人体的外形图像、解剖结构图像和人体各组 织的属性数据，以及所述形变数据修正过的属性数据，模拟人体各种组织的状态，从而可以 直观的进行手术预测，降低了手术预测的难度和手术训练的成本。

[0097] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可 以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。