本申請屬于心臟電生理模型，特別涉及基于vr的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、心臟電生理仿真是一種較為成熟的用于計(jì)算心臟電生理活動(dòng)的技術(shù)。仿真中需要對心肌組織施加電刺激，以模擬心臟的電生理反應(yīng)。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，心臟電生理實(shí)驗(yàn)仿真主要存在以下問題：1）目前的心臟電生理實(shí)驗(yàn)中，刺激點(diǎn)的選擇和定位主要依賴于二維圖像或簡單的三維模型，缺乏直觀的空間感知和精確定位能力；仿真技術(shù)人員和醫(yī)生難以準(zhǔn)確判斷刺激點(diǎn)的空間位置關(guān)系，容易造成定位偏差。2）傳統(tǒng)的心臟建模和刺激點(diǎn)標(biāo)注方法交互性差，操作不夠直觀，使用者需要在多個(gè)軟件平臺間切換，無法實(shí)時(shí)調(diào)整和驗(yàn)證刺激方案，降低了實(shí)驗(yàn)效率。3）仿真模型集成度不足，虛擬標(biāo)注系統(tǒng)與物理仿真系統(tǒng)往往是割裂的，缺乏有效的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)機(jī)制；這種分離導(dǎo)致工作流程繁瑣，增加了數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。4）可視化效果欠佳。傳統(tǒng)的心臟模型可視化方法往往局限于靜態(tài)展示或簡單動(dòng)畫，缺乏實(shí)時(shí)交互能力。這使得醫(yī)生難以直觀理解心臟結(jié)構(gòu)與刺激點(diǎn)之間的空間關(guān)系。

3、針對上述問題，需要提出本申請的基于vr(虛擬現(xiàn)實(shí)，virtual?reality)的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┝艘环N基于vr的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備，該方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的心臟電生理實(shí)驗(yàn)仿真過程中刺激點(diǎn)定位不準(zhǔn)確、仿真效率低、仿真錯(cuò)誤率高以及可視化效果差等問題。

2、本申請所要達(dá)到的技術(shù)效果通過以下方案實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N基于vr的心臟電生理仿真交互方法，所述方法包括：

4、基于心臟的nifti數(shù)據(jù)，通過三維重建算法導(dǎo)出對應(yīng)的心臟三維數(shù)據(jù)模型，其中，所述心臟三維數(shù)據(jù)模型是obj格式的；

5、將所述心臟三維數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入unity中，并將所述心臟三維數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的心臟模型原點(diǎn)與vr世界原點(diǎn)對齊；

6、通過vr設(shè)備的射線投射標(biāo)定各個(gè)碰撞點(diǎn)，確定每個(gè)所述碰撞點(diǎn)的vr空間坐標(biāo)；

7、將所述vr空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)；

8、對所述刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展得到球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集；

9、對所述球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集進(jìn)行修正得到刺激范圍點(diǎn)陣。

10、在一些實(shí)施例中，所述通過vr設(shè)備的射線投射標(biāo)定各個(gè)碰撞點(diǎn)，確定每個(gè)所述碰撞點(diǎn)的vr空間坐標(biāo)，包括：

11、將vr設(shè)備的射線投射到所述心臟三維數(shù)據(jù)模型的觀察區(qū)域；

12、實(shí)時(shí)檢測所述射線是否與所述觀察區(qū)域相交，如果相交，則將各個(gè)碰撞點(diǎn)對應(yīng)的碰撞點(diǎn)信息記錄在log數(shù)據(jù)中，其中，所述碰撞點(diǎn)信息中包括每個(gè)所述碰撞點(diǎn)的vr空間坐標(biāo)。

13、在一些實(shí)施例中，在通過vr設(shè)備的射線投射標(biāo)定各個(gè)碰撞點(diǎn)之前，還包括：

14、構(gòu)建出攝像機(jī)視角以及操作手柄組件，其中，操作手柄組件包括左手手柄組件和右手手柄組件；

15、通過射線控制器控制左手手柄組件和右手手柄組件，實(shí)現(xiàn)所述左手手柄組件和所述右手手柄組件發(fā)射出射線；

16、利用右手手柄組件進(jìn)行碰撞點(diǎn)的vr空間坐標(biāo)的檢測，所述右手手柄組件實(shí)時(shí)檢測射線碰撞，并返回對應(yīng)的碰撞點(diǎn)的vr空間坐標(biāo)。

17、在一些實(shí)施例中，所述將所述vr空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)，包括：

18、針對每個(gè)所述碰撞點(diǎn)，根據(jù)如下公式計(jì)算所述碰撞點(diǎn)相對于心臟模型原點(diǎn)的相對距離：

19、相對距離=vr空間坐標(biāo)-心臟模型原點(diǎn)坐標(biāo)；

20、基于所述相對距離，利用如下公式確定心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)：

21、刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)=（相對距離/心臟模型大小）*矩陣大小；

22、其中，心臟模型大小表示vr世界中的心臟三維數(shù)據(jù)模型的大小，矩陣大小表示由所述心臟的nifti數(shù)據(jù)構(gòu)建的矩陣的大小。

23、在一些實(shí)施例中，所述對所述刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展得到球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集，包括：

24、對所述刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)進(jìn)行加減n的刺激區(qū)域擴(kuò)展，得到球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集，其中，n為正整數(shù)。

25、在一些實(shí)施例中，對所述球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集進(jìn)行修正得到刺激范圍點(diǎn)陣，包括：

26、將所述球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集中超出所述心臟的nifti數(shù)據(jù)構(gòu)建的矩陣的刺激點(diǎn)刪除，得到目標(biāo)球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集；

27、獲取心外膜細(xì)胞對應(yīng)的坐標(biāo)；

28、將所述目標(biāo)球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集中位于非心外膜細(xì)胞對應(yīng)的坐標(biāo)上的刺激點(diǎn)刪除，得到刺激范圍點(diǎn)陣。

29、在所有實(shí)施例中，所述心外膜細(xì)胞的坐標(biāo)是從所述心臟的nifti數(shù)據(jù)中獲取的。

30、在一些實(shí)施例中，n的值為用戶輸入的變量，例如可以是3。

31、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)前述任意一項(xiàng)所述的方法。

32、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有一個(gè)或者多個(gè)程序，所述一個(gè)或者多個(gè)程序可被一個(gè)或者多個(gè)處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)前述任一項(xiàng)所述的方法。

33、通過本申請?zhí)峁┑幕趘r的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備，該方法設(shè)計(jì)了一套多層矩陣坐標(biāo)變換算法，通過建立vr空間坐標(biāo)系、心臟局部坐標(biāo)系和物理仿真坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了各坐標(biāo)系之間的精確轉(zhuǎn)換，確保了確定的刺激點(diǎn)的位置信息的準(zhǔn)確性，提高了仿真的效率和準(zhǔn)確率，且仿真過程較為直觀的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述通過vr設(shè)備的射線投射標(biāo)定各個(gè)碰撞點(diǎn)，確定每個(gè)所述碰撞點(diǎn)的vr空間坐標(biāo)，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，在通過vr設(shè)備的射線投射標(biāo)定各個(gè)碰撞點(diǎn)之前，還包括：

4.如權(quán)利要求2所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述將所述vr空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述對所述刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展得到球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，對所述球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集進(jìn)行修正得到刺激范圍點(diǎn)陣，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，所述心外膜細(xì)胞的坐標(biāo)是從所述心臟的nifti數(shù)據(jù)中獲取的。

8.如權(quán)利要求6所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法，其特征在于，n的值為用戶輸入的變量。

9.一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有一個(gè)或者多個(gè)程序，所述一個(gè)或者多個(gè)程序可被一個(gè)或者多個(gè)處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的基于vr的心臟電生理仿真交互方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了基于VR的心臟電生理仿真交互方法及電子設(shè)備，屬于心臟電生理模型技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：基于心臟的NIFTI數(shù)據(jù)，導(dǎo)出對應(yīng)的心臟三維數(shù)據(jù)模型；將所述心臟三維數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity中，并將心臟三維數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的心臟模型原點(diǎn)與VR世界原點(diǎn)對齊；通過VR設(shè)備的射線投射標(biāo)定各個(gè)碰撞點(diǎn)，確定每個(gè)碰撞點(diǎn)的VR空間坐標(biāo)；將所述VR空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為心臟模型矩陣對應(yīng)的刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)；對刺激點(diǎn)矩陣坐標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展得到球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集；對所述球形區(qū)域矩陣坐標(biāo)集進(jìn)行修正得到刺激范圍點(diǎn)陣。本申請實(shí)現(xiàn)了各坐標(biāo)系之間的精確轉(zhuǎn)換，確保了刺激點(diǎn)的位置信息的準(zhǔn)確性，提高了仿真的效率和準(zhǔn)確率，達(dá)到了仿真過程較為直觀的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：李婭聰,徐喆昊,田曉,陳路瑤,隋棟,張恒貴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京智源人工智能研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9