本發(fā)明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種虛擬實境手術場景生成方法及裝置。

背景技術：

隨著科技發(fā)展，醫(yī)療知識與技術也越來越進步，但對于完成現(xiàn)今較為復雜精密的手術的難度仍然非常高。

鑒此，許多手術/醫(yī)療輔助系統(tǒng)或方法的相關技術被陸續(xù)提出，期望能通過軟硬件結合的方式結合專門醫(yī)療知識與相關硬件設備而形成以輔助系統(tǒng)，用以產生術前規(guī)劃作為醫(yī)療行為或手術執(zhí)行前的評估、預測或規(guī)劃，但在實際手術過程中，可能由于手術規(guī)劃不合適的，或者操作失誤等原因而使得手術失敗，降低了手術的成功率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種虛擬實境手術場景生成方法及裝置，通過對手術的訓練，豐富了手術操作的方式，提高了手術的成功率。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種虛擬實境手術場景生成方法，所述方法包括：

采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等；

當接收到針對所述虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取手術操作信息，所述手術操作信息包括手術操作手勢；

將所述虛擬實境人形模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并將所述虛擬實境手術場景進行輸出。

可選的，所述手術操作信息還包括手術操作人體部位標識；

所述將所述虛擬實境人體模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，包括：

將所述手術操作人體部位標識所指示的虛擬實境人體模型的部位與所述手術操作手勢進行合成處理以生成虛擬實境手術場景。

可選的，所述將所述虛擬實境手術場景進行輸出，包括：

在虛擬實境顯示界面采用預設顯示效果顯示所述虛擬實境手術場景。

可選的，所述將所述虛擬實境人體模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景之后，還包括：

根據所述手術操作信息實時輸出反饋信息，所述反饋信息包括反饋正常和反饋異常。

可選的，所述根據所述手術操作信息實時輸出反饋信息之后，還包括：

在所述反饋信息為反饋異常時，輸出異常提示信息。

相應地，本發(fā)明實施例還提供了一種虛擬實境手術場景生成裝置，所述裝置包括：

模型生成模塊，用于采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等；

信息獲取模塊，用于當接收到針對所述虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取手術操作信息，所述手術操作信息包括手術操作手勢；

場景生成模塊，用于將所述虛擬實境人形模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并將所述虛擬實境手術場景進行輸出。

可選的，所述手術操作信息還包括手術操作人體部位標識；

所述場景生成模塊具體用于：

將所述手術操作人體部位標識所指示的虛擬實境人體模型的部位與所述手術操作手勢進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并將所述虛擬實境手術場景進行輸出。

可選的，所述場景生成模塊具體用于：

將所述虛擬實境人形模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，在虛擬實境顯示界面采用預設顯示效果顯示所述虛擬實境手術場景。

可選的，所述裝置還包括：

反饋信息輸出模塊，用于根據所述手術操作信息實時輸出反饋信息，所述反饋信息包括反饋正常和反饋異常。

可選的，所述裝置還包括：

提示信息輸出模塊，用于在所述反饋信息為反饋異常時，輸出異常提示信息。

在本發(fā)明實施例中，虛擬實境手術場景生成裝置采集目標人體的三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等體征數(shù)據，以生成虛擬實境人形模型，當接收到針對該虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取相應的手術操作信息，并將虛擬實境人形模型與手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景同時進行輸出。通過對生成的虛擬實境人形模型進行手術訓練，使得手術人員可對手術操作及手術效果進行預判，豐富了手術操作的方式，并提高了手術的成功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例中的一種虛擬實境手術場景生成方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中的另一種虛擬實境手術場景生成方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中的一種虛擬實境手術場景生成裝置的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中的另一中虛擬實境手術場景生成裝置的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例中一種執(zhí)行上述虛擬實境手術場景生成方法的計算機系統(tǒng)的架構圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“包括”和“具有”以及它們任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產品或設備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元，或可選地還包括對于這些過程、方法、產品或設備固有的其他步驟或單元。

本發(fā)明實施例中提及的虛擬實境手術場景生成方法的執(zhí)行依賴于計算機程序，可基于信息虛擬實境手術場景生成裝置運行于馮若依曼體系的計算機系統(tǒng)之上。該計算機系統(tǒng)可以是個人電腦、平板電腦、筆記本電腦、智能手機、掌上電腦以及移動互聯(lián)網設備(MID)等終端設備。

以下分別進行詳細說明。

圖1是本發(fā)明實施例中一種虛擬實境手術場景生成方法的流程示意圖，如圖所示所述方法至少包括：

步驟S101，采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等；

具體的，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據(如心臟跳動次數(shù)/分，血壓、血脂指數(shù)等各個器官的指數(shù)含量以及各個器官的大小、結構等信息)以及各人體組織的指標數(shù)據等。其中，三維數(shù)據至少包括目標人體的身高信息、體重信息以及三圍信息等。

所述采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，可以理解的是，可通過攝像頭采集目標人體的人像信息，如通過攝像頭按照預設順序對目標人體進行掃描，所述人像信息至少包括用戶的身高信息、體重信息以及三圍信息等，然后通過X光透視人體部位及組織信息；也可以為輸入預先檢測獲取的各項人體參數(shù)信息。

具體實施中，當檢測或接收到構建人形模型信號時，如檢測到針對虛擬實境顯示界面輸入的人體模型觸控操作時或者通過體感儀輸入的操作手勢等觸發(fā)信號與預設構建模型觸發(fā)信息相匹配時等觸發(fā)情況下，虛擬實境手術場景生成裝置啟動攝像頭及X光檢測設備進行體征數(shù)據的采集，再根據這些采集的體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，其中，所述生成虛擬實境人形模型可以為采用預設建模算法或者函數(shù)以及將采集到的體征數(shù)據作為輸入參數(shù)，以得到對應的輸出，所述輸出即為生成的虛擬實境人形模型；也可以為在預設的人形模型信息集合中查找所述采集到的體征數(shù)據對應的人形模型，等等。

可選的，可根據采集到的體征數(shù)據等比例構建與所述目標人體相匹配的虛擬實境人形模型，所述等比例可以為1:1，也可以小于1:1，具體不限定。

步驟S102，當接收到針對所述虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取手術操作信息，所述手術操作信息包括手術操作手勢；

具體的，指令是指示計算機執(zhí)行某種操作的命令。它由一串二進制數(shù)碼組成，通常包括兩個部分：操作碼和地址碼。其中，操作碼指明該指令要完成的操作的類型或性質，如取數(shù)、做加法或輸出數(shù)據等，而地址碼則指明操作對象的內容或所在的存儲單元地址。根據指令類型，某個具體的存儲領域被稱作“寄存器(register)”，里面包含了可用于調出指令的數(shù)據或數(shù)據存儲位置。手術操作指令即為指示虛擬實境手術場景生成裝置執(zhí)行手術操作的命令。

具體實施中，當醫(yī)生或者其他用戶通過佩戴虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)眼鏡、VR手套、VR服飾等VR設備進入虛擬實境后，通過虛擬實境手術場景生成裝置輸入手術操作時，這些操作對于虛擬實境手術場景生成裝置而言，就是一系列指令，虛擬實境手術場景生成裝置接收到這些指令后，根據指令類型，從預設的存儲器中提取指令并對指令進行解析，提取指令攜帶的信息，如手術操作手勢。所述手術操作手勢可以包括手指開合度、手指彎曲度等信息、手指移動軌跡等，從而準確確定輸入的操作。

可選的，所述手術操作信息還包括手術操作人體部位標識，該標識用于唯一識別人體部位，如心、肝、脾、肺、腎、眼、耳、鼻、喉等器官或各組織，以確定手術操作部位。

步驟S103，將所述虛擬實境人形模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并將所述虛擬實境手術場景進行輸出。

具體的，所述合成處理即為將所輸入的手術操作以及對應的人體部位進行合成，以實現(xiàn)對人體進行手術的目的，將此合成處理過程作為虛擬實境手術場景，同時，在虛擬實境手術場景生成裝置的虛擬實境顯示界面(交互界面)將該場景進行輸出，所述輸出可以為實時的。

可選的，可采用預設的顯示效果對該虛擬實境手術場景進行顯示，所述預設的顯示效果可以為在一個平面180旋轉顯示，也可以為空間360旋轉顯示，還可以為對手術部位放大或者不同顏色等方式突出顯示等等，此處不作具體限定。

在本發(fā)明實施例中，虛擬實境手術場景生成裝置采集目標人體的三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等體征數(shù)據，以生成虛擬實境人形模型，當接收到針對該虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取相應的手術操作信息，并將虛擬實境人形模型與手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景同時進行輸出。通過對生成的虛擬實境人形模型進行手術訓練，使得手術人員可對手術操作及手術效果進行預判，豐富了手術操作的方式，并提高了手術的成功率。

圖2是本發(fā)明另一實施例提供的虛擬實境手術場景生成方法的流程示意圖，如圖所示所述方法至少包括：

步驟S201，采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等；

具體的，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據(如心臟跳動次數(shù)/分，血壓、血脂指數(shù)等各個器官的指數(shù)含量以及各個器官的大小、結構等信息)以及各人體組織的指標數(shù)據等。其中，三維數(shù)據至少包括目標人體的身高信息、體重信息以及三圍信息等。

所述采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，可以理解的是，可通過攝像頭采集目標人體的人像信息，如通過攝像頭按照預設順序對目標人體進行掃描，所述人像信息至少包括用戶的身高信息、體重信息以及三圍信息等，然后通過X光透視人體部位及組織信息；也可以為輸入預先檢測獲取的各項人體參數(shù)信息。

具體實施中，當檢測或接收到構建人形模型信號時，如檢測到針對虛擬實境顯示界面輸入的人體模型觸控操作時或者通過體感儀輸入的操作手勢等觸發(fā)信號與預設構建模型觸發(fā)信息相匹配時等觸發(fā)情況下，虛擬實境手術場景生成裝置啟動攝像頭及X光檢測設備進行體征數(shù)據的采集，再根據這些采集的體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，其中，所述生成虛擬實境人形模型可以為采用預設建模算法或者函數(shù)以及將采集到的體征數(shù)據作為輸入參數(shù)，以得到對應的輸出，所述輸出即為生成的虛擬實境人形模型；也可以為在預設的人形模型信息集合中查找所述采集到的體征數(shù)據對應的人形模型，等等。

可選的，可根據采集到的體征數(shù)據等比例構建與所述目標人體相匹配的虛擬實境人形模型，所述等比例可以為1:1，也可以小于1:1，具體不限定。

步驟S202，當接收到針對所述虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取手術操作信息，所述手術操作信息包括手術操作手勢手術操作人體部位標識；

具體的，指令是指示計算機執(zhí)行某種操作的命令。它由一串二進制數(shù)碼組成，通常包括兩個部分：操作碼和地址碼。其中，操作碼指明該指令要完成的操作的類型或性質，如取數(shù)、做加法或輸出數(shù)據等，而地址碼則指明操作對象的內容或所在的存儲單元地址。根據指令類型，某個具體的存儲領域被稱作“寄存器(register)”，里面包含了可用于調出指令的數(shù)據或數(shù)據存儲位置。手術操作指令即為指示虛擬實境手術場景生成裝置執(zhí)行手術操作的命令。

具體實施中，當醫(yī)生或者其他用戶通過佩戴虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)眼鏡、VR手套、VR服飾等VR設備進入虛擬實境后，通過虛擬實境手術場景生成裝置輸入手術操作時，這些操作對于虛擬實境手術場景生成裝置而言，就是一系列指令，虛擬實境手術場景生成裝置接收到這些指令后，根據指令類型，從預設的存儲器中提取指令并對指令進行解析，提取指令攜帶的信息，如手術操作手勢和手術操作人體部位標識。所述手術操作手勢可以包括手指開合度、手指彎曲度等信息、手指移動軌跡等，從而準確確定輸入的操作；所述手術操作人體部位標識用于唯一識別人體部位，如心、肝、脾、肺、腎、眼、耳、鼻、喉等器官或各組織，以確定手術操作部位。

可選的，可通過虛擬實境手術場景生成裝置中的體感設備接收所輸入的指令，在用戶初次使用該設備時，可預先進行調試，從而使得用戶的操作被精準的采集。

步驟S203，將所述手術操作人體部位標識所指示的虛擬實境人體模型的部位與所述手術操作手勢進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并在虛擬實境顯示界面采用預設顯示效果顯示所述虛擬實境手術場景；

具體的，所述合成處理即為將所輸入的手術操作以及對應的人體部位進行合成，以實現(xiàn)對人體進行手術的目的，具體將手術操作人體部位標識所指示的虛擬實境人體模型的部位(如心、肝、脾、肺、腎等部位)與手術操作手勢進行合成，此合成處理過程即為虛擬實境手術場景生成過程，同時，在虛擬實境手術場景生成裝置的虛擬實境顯示界面(交互界面)將該場景進行輸出，所述輸出可以為實時的。同時，采用預設的顯示效果對該虛擬實境手術場景進行顯示，所述預設的顯示效果可以為在一個平面180旋轉顯示，也可以為空間360旋轉顯示，還可以為對手術部位放大或者不同顏色等方式突出顯示等等，此處不作具體限定。

步驟S204，根據所述手術操作信息實時輸出反饋信息，所述反饋信息包括反饋正常和反饋異常；

具體的，在上述描述的虛擬實境手術場景中，人形模型對所輸入的操作實時進行反饋，輸出反饋信息。所述反饋信息可以為反饋正常，如此操作正確，次操作合理，此操作精準等；也可以為反饋異常，如此操作錯誤，此操作有誤差，此操作不合理，此操作會產生嚴重后果等。

步驟S205，在所述反饋信息為反饋異常時，輸出異常提示信息。

具體的，若輸出的反饋信息為反饋異常時，進行提示?？梢晕谋?、音頻、視頻、閃爍燈光等方式進行提示；還可以根據反饋異常的嚴重程度以不同方式提示，如嚴重閃爍紅燈、輕微閃爍黃燈，或者嚴重提示音量大，輕微提示音量小，等等，具體不限定。

在本發(fā)明實施例中，虛擬實境手術場景生成裝置采集目標人體的三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等體征數(shù)據，以生成虛擬實境人形模型，當接收到針對該虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取相應的手術操作信息，并將虛擬實境人形模型與手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景同時進行輸出。通過對生成的虛擬實境人形模型進行手術訓練，使得手術人員可對手術操作及手術效果進行預判，豐富了手術操作的方式，并提高了手術的成功率。

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種虛擬實境手術場景生成裝置的組成結構示意圖，如圖所示所述裝置包括：

模型生成模塊10，用于采集目標人體的體征數(shù)據，根據所述體征數(shù)據生成虛擬實境人形模型，所述體征數(shù)據包括三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等；

信息獲取模塊20，用于當接收到針對所述虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取手術操作信息，所述手術操作信息包括手術操作手勢；

場景生成模塊30，用于將所述虛擬實境人形模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并將所述虛擬實境手術場景進行輸出。

可選的，所述手術操作信息還包括手術操作人體部位標識；

所述場景生成模塊30具體用于：

將所述手術操作人體部位標識所指示的虛擬實境人體模型的部位與所述手術操作手勢進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，并將所述虛擬實境手術場景進行輸出。

可選的，所述場景生成模塊30具體用于：

將所述虛擬實境人形模型與所述手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景，在虛擬實境顯示界面采用預設顯示效果顯示所述虛擬實境手術場景。

可選的，如圖4所示，所述裝置還包括：

反饋信息輸出模塊40，用于根據所述手術操作信息實時輸出反饋信息，所述反饋信息包括反饋正常和反饋異常。

可選的，如圖4所示，所述裝置還包括：

提示信息輸出模塊50，用于在所述反饋信息為反饋異常時，輸出異常提示信息。

在本發(fā)明實施例中，虛擬實境手術場景生成裝置采集目標人體的三維數(shù)據、各人體部位的指標數(shù)據以及各人體組織的指標數(shù)據等體征數(shù)據，以生成虛擬實境人形模型，當接收到針對該虛擬實境人形模型所輸入的手術操作指令時，獲取相應的手術操作信息，并將虛擬實境人形模型與手術操作信息進行合成處理以生成虛擬實境手術場景同時進行輸出。通過對生成的虛擬實境人形模型進行手術訓練，使得手術人員可對手術操作及手術效果進行預判，豐富了手術操作的方式，并提高了手術的成功率。

圖5展示了一種運行上述虛擬實境手術場景生成方法的基于馮諾依曼體系的計算機系統(tǒng)10。該計算機系統(tǒng)10可以是智能手機、平板電腦、掌上電腦，筆記本電腦或個人電腦等用戶終端設備。具體的，可包括通過系統(tǒng)總線連接的外部輸入接口1001、處理器1002、存儲器1003和輸出接口1004。其中，外部輸入接口1001可包括觸控屏10016，可選的還可以包括網絡接口10018。存儲器1003可包括外存儲器10032(例如硬盤、光盤或軟盤等)和內存儲器10034。輸出接口1004可包括顯示屏10042和音響/喇叭10044等設備。

在本實施例中，本方法的運行基于計算機程序，該計算機程序的程序文件存儲于前述基于馮諾依曼體系的計算機系統(tǒng)10的外存儲器10032中，在運行時被加載到內存儲器10034中，然后被編譯為機器碼之后傳遞至處理器1002中執(zhí)行，從而使得基于馮諾依曼體系的計算機系統(tǒng)10中形成邏輯上的模型生成模塊10、信息獲取模塊20、場景生成模塊30、反饋信息輸出模塊40以及提示信息輸出模塊50，且在上述虛擬實境手術場景生成方法執(zhí)行過程中，輸入的參數(shù)均通過外部輸入接口1001接收，并傳遞至存儲器1003中緩存，然后輸入到處理器1002中進行處理，處理的結果數(shù)據或緩存于存儲器1003中進行后續(xù)地處理，或被傳遞至輸出接口1004進行輸出。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明權利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。