基于增强现实的手术决策支持系统及其方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114550876A(43)申请公布日2022.05.27(21)申请号202011295770.5(22)申请日2020.11.18(71)申请人台北医学大学地址中国台湾台北市信义区吴兴街250号(72)发明人刘伟民陈菁徽李宇倢沈易达(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315专利代理师南霆王宁(51)Int.Cl.G16H20/40(2018.01)G16H40/20(2018.01)G06N20/00(2019.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称基于增强现实的手术决策支持系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种基于增强现实的手术决策支持系统及其方法，通过在手术进行前由外科医师自行建立力所能及的最佳化手术操作，以便在手术中通过增强现实进行演示，同时侦测当前手术操作以与最佳化手术操作相互比对，当比对差异超过容许范围时，显示差异消息以提供手术决策支持，用以达到提高手术效率与成功率的技术功效。CN114550876ACN114550876A权利要求书1/2页1.一种基于增强现实的手术决策支持系统，该系统包含：手术数据库，用以储存多个手术方案，所述手术方案包含器官模型、操作流程、手术器具使用时点及生理数据，每一手术方案均允许以增强现实进行呈现；训练模块，连接该手术数据库，用以在进行手术前，选择载入与该手术相应的所述手术方案其中之一以供训练，并且将选择载入的该手术方案以增强现实进行呈现，以及在训练中使能多个感测器持续感测手术器具的三度空间的自由运动以建立最佳化手术操作；感测模块，用以在进行该手术的过程中，使能所述感测器持续感测该手术器具的三度空间的自由运动以作为当前手术操作；以及决策支持模块，连接该训练模块及该感测模块，用以比对该最佳化手术操作及该当前手术操作，当比对差异超过容许范围时，输出差异消息以提供手术决策支持。2.根据权利要求1所述的基于增强现实的手术决策支持系统，其中该训练模块将训练中持续感测到的该手术器具的三度空间的自由运动作为输入机器学习模型的训练数据以训练对应该手术的该机器学习模型，并且在该机器学习模型训练完成后，允许将该感测模块持续感测到的该手术器具的三度空间的自由运动输入该机器学习模型以辨识该当前手术操作，并且根据辨识结果动态调整该容许范围。3.根据权利要求1所述的基于增强现实的手术决策支持系统，其中该最佳化手术操作及该当前手术操作皆包含该手术器具在不同时点中的操作步骤顺序及移动路径范围，当该决策支持模块侦测到该最佳化手术操作及该当前手术操作在相同时点中，该操作步骤顺序及该移动路径范围至少其中之一的差异超过该容许范围时，将差异以显著方式标记并嵌入该差异消息。4.根据权利要求1所述的基于增强现实的手术决策支持系统，其中所述手术方案还包含在不同时点的至少一应对方案，当该决策支持模块输出该差异消息时，同时从该手术数据库载入相应时点的所述应对方案以进行输出，所述应对方案允许由远端装置建立，并且包含文字、语音及图像，用以搭配显示器及扬声器进行输出。5.根据权利要求1所述的基于增强现实的手术决策支持系统，其中该决策支持模块还包含持续侦测手术操作行为，当该手术操作行为异常中止或迟滞时，同步显示载入的所述手术方案的器官模型、操作流程、手术器具使用时点及生理数据以进行辅助支持及引导。6.一种基于增强现实的手术决策支持方法，其步骤包括：提供多个手术方案，所述手术方案包含器官模型、操作流程、手术器具使用时点及生理数据，每一手术方案均允许以增强现实进行呈现；在进行手术前，选择载入与该手术相应的所述手术方案其中之一以供训练，并且将选择载入的该手术方案以增强现实进行呈现，以及在训练中使能多个感测器持续感测手术器具的三度空间的自由运动以建立最佳化手术操作；在进行该手术的过程中，使能所述感测器持续感测该手术器具的三度空间的自由运动以作为当前手术操作；以及比对该最佳化手术操作及该当前手术操作，当比对差异超过容许范围时，输出差异消息以提供手术决策支持。7.根据权利要求6所述的基于增强现实的手术决策支持方法，其中该方法还包含将训练中持续感测到的该手术器具的三度空间的自由运动作为输入机器学习模型的训练数据2CN114550876A权利要求书2/2页以训练对应该手术的该机器学习模型，并且在该机器学习模型训练完成后，允许将该手术的过程中持续感测到的该手术器具的三度空间的自由运动输入该机器学习模型以辨识该当前手术操作，并且根据辨识结果动态调整该容许范围的步骤。8.根据权利要求6所述的基于增强现实的手术决策支持方法，其中该最佳化手术操作及该当前手术操作皆包含该手术器具在不同时点中的操作步骤顺序及移动路径范围，当侦测到该最佳化手术操作及该当前手术操在相同时点中，