神经血管介入手术模拟训练系统
所属分类：微创虚拟医学训练系统 VR
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- 发布日期：2022/03/07
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1 产品概述
基于计算机图形技术的介入手术模拟设备，能够逼真实时模拟人体、介入器械在多尺度条件下的X光成像与人体血管造影，能够模拟手术室整体环境及手术流程，模拟真实介入手术操作器械与面板，能够使用真实的介入器械进行手术模拟操作，具备介入手术图形和力反馈开发接口，并能同时提供个性化临床数据即时建模与案例导入模块、冠状动脉介入手术训练与预演模块、主动脉瓣膜置换手术训练与预演模块、妇科介入手术训练模块、心脏超声检查训练等多个模板。
2 平台功能需求
2.1 提供完整的神经血管介入手术操作，包括造影诊断、血管造影、球囊扩张，支架植入，介入成形和系统管理等；
2.2 能够监测病人的生命体征（包括心率，收缩压/舒张压，各导联的心电图，主动脉和血氧饱和度）；
2.3 模拟神经血管真实介入手术操作器械，包括粗导丝、导管、细导丝，造影注射器等器械；
2.4 可进行C-臂模拟操作训练；
2.5 模拟临床注射造影剂，协助学员理解造影的位置及选择。
3 个性化临床数据即时处理系统
3.1 可处理多种数据格式的临床CT/CTA数据；
3.2 能够对多尺度的人体器官、血管进行几何与物理建模；
3.3 可根据4D MRI序列进行个性化心跳建模；
3.4 使用人工智能算法，支持自动化/半自动化/手动处理模式；
3.5 可即时处理个性化临床数据，对一套数据进行自动处理的时间不超过20分钟；
3.6 可即时将个性化数据导入手术训练与预演模块开展手术操作。
4 介入手术实时X光成像模拟系统
4.1 能够实时模拟人体在多尺度条件下的X光成像；
4.2 模拟介入器械在多尺度条件下的X光成像；
★ 4.3实时高度逼真模拟在心脏跳动以及器官运动的条件下介入器械与人体器官、血管的相互作用以及X光成像效果；
★ 4.4 实时高度逼真模拟在心脏跳动以及器官运动的条件下造影剂在血管中充盈与消散的X光成像效果；
4.5 X光光源类型选择与反色模式切换。
5 介入手术实时三维模拟系统
5.1 实时模拟介入手术过程中人体器官、血管的三维解剖视图；
5.2 显示介入器械与人体器官及血管、血液的交互、心脏系统形变、血液与血管交互、造影剂的充盈与消散等过程的物理仿真结果；
5.3 支持辅助教学的手术室场景及手术流程实时三维逼真绘制；
5.4 血管内窥视角高度逼真模拟；
5.5 临床CT数据三维体绘制模式显示与切片模式显示；
5.6 三维视窗可进行旋转、缩放、隐藏等操作；
5.7 实现血管漫游和虚拟内窥镜功能，模拟器显示连续的三维器官血管结构视图。
6 冠状动脉介入手术训练与预演系统模块
★6.1 十组病例数据，包含（1）左主干孤立性病变;（2）左主干管状病变;(3)左前降支管状病变;(4)右冠管状病变;(5)主支近端与分支开口病变，主支与分支夹角小于70°;(6)单纯分支开口病变，主支与分支夹角大于70°；
6.2 包含多类病变的模拟：狭窄(粥样硬化性，血栓性)，扩张，夹层，并能对病变部位进行灵活地编辑；
★6.3 个性化数据（含生理参数）驱动实时X光成像模拟系统与三维模拟系统；
6.4 个性化生理参数（心电图、动脉压等）实时显示；
★6.5 支持通过实体控制面板对大型C臂机进行操作，改变X光成像视角，并与三维解剖视图、体数据绘制视图同步联动显示；
6.6 介入手术器械、药品数据库；
6.7 冠状动脉介入手术全流程操作模拟，支持训练、预演以及新手术方法的实验；
6.8 辅助教学的手术操作流程引导；
6.9 手术时间、X光照射时间、患者与操作人员辐射剂量统计；
★6.10 手术过程中突发紧急情况（刺穿、出血等）的情景设计与模拟；
★6.11 支持基于力觉和运动测量的手术评价与记录回放。
7 主动脉瓣膜置换手术训练与预演系统模块
★7.1 个性化数据（含生理参数）驱动实时X光成像模拟系统与三维模拟系统；
7.2 个性化生理参数（心电图、动脉压等）实时显示；
★7.3 支持通过实体控制面板对大型C臂机进行操作，改变X光成像视角，并与三维解剖视图、体数据绘制视图同步联动显示；
7.4 介入手术器械、药品数据库；
★7.5 主动脉瓣膜置换手术全流程操作模拟，包括导丝导管置入、瓣膜置入与释放，支持训练、预演以及新手术方法的实验；
7.6 辅助教学的手术操作流程引导；
7.7 手术时间、X光照射时间、患者与操作人员辐射剂量统计；
★7.8 手术过程中突发紧急情况（刺穿、出血等）的情景设计与模拟；
★7.9 支持基于力觉和运动测量的手术评价与记录回放。
8 妇科介入手术训练模块
★8.1 子宫肌瘤典型病例数据一套，可用于子宫肌瘤栓塞术训练；
★8.2 输卵管阻塞典型病例数据一套，可用于输卵管再通术训练；
8.3 适用于腹主动脉、髂动脉、子宫动脉等相关血管的个性化血管建模工具；
8.4 支持个性化数据（含生理参数）驱动实时X光成像模拟系统与三维模拟系统；
8.5 患者个性化生理参数（心电图、动脉压等）实时显示；
8.6 支持通过实体控制面板对大型C臂机进行操作，改变X光成像视角，并与三维解剖视图、体数据绘制视图同步联动显示；
8.7 介入手术器械、药品数据库；
8.8 子宫动脉栓塞术全流程操作模拟，包括导丝与导管的介入过程，造影剂以及栓塞剂的注射过程，支持训练、预演以及新手术方法的实验；
8.9 输卵管再通术全流程操作模拟，包括导丝与导管的介入过程，造影剂的注射过程，支持训练、预演以及新手术方法的实验；
8.10 辅助教学的手术操作流程引导；
8.11 手术时间、X光照射时间、患者与操作人员辐射剂量统计；
8.12 手术过程中突发紧急情况（刺穿、出血等）的情景设计与模拟；
8.13 支持基于力觉和运动测量的手术评价与记录回放。
9 心脏超声检查训练模块
★9.1 心脏模板数据一套，包含心肌、瓣膜等多种人体组织类型，可用于心脏超声检查训练；
★9.2 支持基于动态心脏数据的超声图像实时仿真，仿真图像可与动态心脏联动显示；
★9.3 支持通过控制虚拟场景中的超声探头，改变超声检查内容，获得对应的超声检查图像。
10 硬件配置
10.1 可移动操作平台1个，具备一套放置主机、触屏显示器及力反馈设备等硬件装置的可移动操作平台；
★10.2 力反馈装置1套，工作空间约1500×300×300mm；
10.3 控制面板（控制虚拟C-臂、虚拟手术台）等1套；
10.4 LCD液晶触摸屏2套，分辨率1920x1080；
★10.5 显示模式控制面板1套；
10.6 键盘鼠标1套；
10.7 模拟器械：7F导管1根，0.035导丝1根，0.014导丝1根, 造影剂注射器1个，压力泵1个；
10.8 脚踏板：1个；
10.9 工作站1套：含有PCI-E插槽，i5以上处理器，4G内存，2G以上显存，128GB以上硬盘。
