CN116919599B - 一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手术导航技术领域。本发明涉及一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统。其包括手术导航路径获取单元、路径比对单元、震动提醒单元以及重新规划单元；手术导航路径获取单元用于获取患者解剖结构的三维模型，并采集手术需求的解剖位置，根据解剖位置结合三维模型进行手术导航分析，获取手术导航路径；震动提醒单元用于设定偏移反馈距离，并将路径比对单元获取的路径比对结果和偏移反馈距离进行距离比对，根据比对结果向AR设备发送震动信号，若偏移距离超出偏移反馈距离，即采集发送重新规划信号至重新规划单元；通过路径比对单元和震动提醒单元在手术过程中，严格控制实际手术路径与导航路径的偏移。

Description

一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统

技术领域

本发明涉及手术导航技术领域，具体地说，涉及一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统。

背景技术

在使用AR辅助医生进行手术时，医生在跟随手术导航路径进行手术移动时，由于医生在手术过程中可能出现手术路径偏移，如果不能及时对手术路径偏移校正的话，偏移距离过大会导致手术器械误伤周围的重要结构，如血管、神经等，增加了潜在的损伤风险，同时在解剖过程中，患者可能因为病症发作出现体征变换，如果继续以患者正常的体征数据规划的路径进行手术移动的话，可能导致手术失败，对患者造成危险，为了减少这种情况，鉴于此，提出一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统，括手术导航路径获取单元、路径比对单元、震动提醒单元以及重新规划单元；

所述手术导航路径获取单元用于获取患者解剖结构的三维模型，并采集手术需求的解剖位置，根据解剖位置结合三维模型进行手术导航分析，获取手术导航路径；

所述路径比对单元用于将手术导航路径获取单元获取的手术导航路径通过AR设备对医生手术进行导航并监测医生的实际手术路径，将实际手术路径和手术导航路径进行路径比对；

所述震动提醒单元用于设定偏移反馈距离，并将路径比对单元获取的路径比对结果和偏移反馈距离进行距离比对，根据比对结果向AR设备发送震动信号，若偏移距离超出偏移反馈距离，即采集发送重新规划信号至重新规划单元；

所述重新规划单元用于接收震动提醒单元发出的重新规划信号，并监测患者身体的体征变化数据，根据体征变化数据结合手术导航路径获取单元获取的手术导航路径进行手术结果预测，根据预测结果由手术导航路径获取单元重新采集手术需求进行手术导航路径重新规划。

作为本技术方案的进一步改进，所述手术导航路径获取单元使用医学影像设备的CT扫描仪，CT扫描仪对患者进行扫描，CT扫描仪会在人体内部用X射线，生成一系列图像切片，通过分割算法，将感兴趣的解剖结构从图像切片中提取出来，通过将分割得到的二维切片进行堆叠和重建，生成患者解剖结构的三维模型。

作为本技术方案的进一步改进，所述手术导航路径获取单元通过医生在三维模型内输入需要进行解剖的位置，然后在三维模型内定位对应的解剖位置，根据解剖位置计算患者表面皮肤至解剖位置的手术路径，将手术路径在三维模型中进行导航标记，从而形成手术导航路径。

作为本技术方案的进一步改进，所述路径比对单元通过使用头戴式AR显示设备和力反馈手套并进行信息传输，从而将虚拟的手术导航路径与医生实际手术路径进行叠加显示，根据手术导航路径和实际手术路径在显示设备中的叠加重合的距离进行路径比对，获取实际偏移距离。

作为本技术方案的进一步改进，所述震动提醒单元包括偏移反馈距离设定模块、震动反馈模块和信号发送模块；

所述偏移反馈距离设定模块用于记录此次手术类型，根据手术类型设定对应的偏移反馈距离；

所述震动反馈模块用于将路径比对单元获取的实际偏移距离结合偏移反馈距离进行距离比对，若实际偏移距离小于偏移反馈距离的百分之三十，即不发出震动信号，若实际偏移距离大于偏移反馈距离的百分之三十，即控制力反馈手套对医生发出震动信号，提醒医生手术路径偏移，若实际偏移距离超出偏移反馈距离的总值，即发送重新规划信号至信号发送模块；

所述信号发送模块用于将重新规划信号发送至重新规划单元。

作为本技术方案的进一步改进，所述震动提醒单元还包括触摸模拟模块，所述触摸模拟模块用于通过力反馈手套模拟手术工具在真实解剖结构上的触感，使医生在跟随手术导航路径进行手术时，能够感受到解剖结构的形态、硬度和纹理。

作为本技术方案的进一步改进，所述震动提醒单元还包括空间引导模块，所述空间引导模块用于当手术导航路径剩余最后百分之五的路径距离时，控制力反馈手套向医生发出距离提醒信号。

作为本技术方案的进一步改进，所述重新规划单元通过心率监测仪、血压计、呼吸频率计、体温计对患者的体征数据进行记录，并采集在开始手术之前患者的基本体征数据，然后将基本体征数据与震动提醒单元发出规划信号时的患者体征数据进行比对，获取患者的体征变换数据。

作为本技术方案的进一步改进，所述重新规划单元包括信号接收模块和重新规划模块；

所述信号接收模块用于根据接收信号发送模块发出的重新规划信号，然后将体征变换数据结合手术导航路径进行手术继续模拟预测，获取手术继续进行的结果预测数据；

所述重新规划模块用于将信号接收模块获取的结果预测数据发送至医生，供医生进行手术继续选择，根据医生的选择结果对路径重新进行规划，若医生选择继续手术，即不对手术导航路径进行规划，若医生选择中止手术，即发送手术导航路径获取单元出现采集手术需求进行手术。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统中，通过路径比对单元和震动提醒单元在手术过程中，严格控制实际手术路径与导航路径的偏移，及时进行反馈和调整，避免不及时对手术路径偏移校正的话，偏移距离过大会导致手术器械误伤周围的重要结构，提高手术的精确性和安全性，通过重新规划单元偏移出现超出时，对偏移原因进行分析，从而重新规划手术导航路径。避免以患者正常的体征数据规划的路径进行手术移动的话，导致手术失败，对患者造成危险。

附图说明

图1为本发明的整体结构原理图。

图中各个标号意义为：

10、手术导航路径获取单元；20、路径比对单元；30、震动提醒单元；40、重新规划单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本实施例目的在于，提供了一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统，包括手术导航路径获取单元10、路径比对单元20、震动提醒单元30以及重新规划单元40；

手术导航路径获取单元10用于获取患者解剖结构的三维模型，并采集手术需求的解剖位置，根据解剖位置结合三维模型进行手术导航分析，获取手术导航路径；

手术导航路径获取单元10使用医学影像设备的CT扫描仪，CT扫描仪对患者进行扫描，CT扫描仪会在人体内部用X射线，生成一系列图像切片，通过分割算法，将感兴趣的解剖结构从图像切片中提取出来，通过将分割得到的二维切片进行堆叠和重建，生成患者解剖结构的三维模型。步骤如下：

定位患者：将患者放置在CT扫描床上，并确保正确的体位和位置，以便获得所需的解剖结构图像；

扫描设置：通过操作CT扫描仪的控制系统，设置扫描参数，如扫描区域、扫描层厚、扫描时间等，以满足特定解剖结构的需要；

扫描过程：开启CT扫描仪，仪器会将X射线以细小的射线束通过患者体内扫描区域，记录下经过患者的射线吸收情况；

数据获取和重建：CT扫描仪将获取的射线吸收数据传输给计算机系统，通过重建算法将数据转换为图像切片，生成一系列二维图像；

图像分割：利用图像处理技术和分割算法，对感兴趣的解剖结构进行分割提取，将其从图像切片中分离出来，形成二值化的结构图像；

骨架提取和结构重建：对分割得到的二维切片进行堆叠和重建处理，将各个切片中的解剖结构按照其位置信息进行准确的叠加和重建，生成解剖结构的三维模型；

可视化和分析：将生成的三维模型进行可视化展示，通过三维模型的旋转、缩放和剖面查看等功能，帮助医生进行解剖结构的分析、定位和诊断。

手术导航路径获取单元10通过医生在三维模型内输入需要进行解剖的位置，然后在三维模型内定位对应的解剖位置，根据解剖位置计算患者表面皮肤至解剖位置的手术路径，将手术路径在三维模型中进行导航标记，从而形成手术导航路径。步骤如下：

输入解剖位置：医生在三维模型中输入需要进行解剖的位置，例如特定的血管、病变区域或器官；

定位解剖位置：在三维模型中，通过调整视角和缩放功能，医生定位准确的解剖位置，确保选定区域与患者的实际解剖位置相匹配；

计算手术路径：基于选定的解剖位置，计算从患者表面皮肤到解剖位置的手术路径。这可以通过距离计算、最短路径算法或其他相关算法来实现；

导航路径标记：将计算得到的手术路径在三维模型中进行标记和导航路径的可视化展示。可以使用线条、箭头或其他标记方式来表示手术路径，以便医生在手术过程中进行参考和导航；

验证和调整：医生可以通过观察和检查导航路径的准确性和合适性，对手术路径进行验证和调整，确保其与实际手术需求相符合。

路径比对单元20用于将手术导航路径获取单元10获取的手术导航路径通过AR设备对医生手术进行导航并监测医生的实际手术路径，将实际手术路径和手术导航路径进行路径比对；

路径比对单元20通过使用头戴式AR显示设备和力反馈手套并进行信息传输，从而将虚拟的手术导航路径与医生实际手术路径进行叠加显示，根据手术导航路径和实际手术路径在显示设备中的叠加重合的距离进行路径比对，获取实际偏移距离。步骤如下：

准备设备：确保头戴式AR显示设备和力反馈手套以及相关的信息传输设备/软件准备就绪；

创建虚拟导航路径：在计算机系统中创建患者解剖结构的三维模型，并在模型上制定虚拟的手术导航路径，定义所需的路径参数；

数据处理与传输：将扫描得到的解剖结构数据通过计算机系统进行处理，生成虚拟导航路径所需的数据信息，并将其传输至头戴式AR显示设备和力反馈手套；

头戴式AR显示与力反馈手套使用：医生戴上头戴式AR显示设备和力反馈手套，通过AR显示设备可见虚拟导航路径，并使用力反馈手套来获得对实际手术路径的触感反馈；

实际手术操作：医生按照实际需求和导航路径的指引进行手术操作，同时，AR显示设备上的虚拟导航路径与实际手术路径叠加显示在医生的视野中；

叠加路径比对：根据实际手术路径和虚拟导航路径在AR显示设备中的叠加重合程度，比对两者之间的路径差异，并计算得到实际偏移距离；

获取实际偏移距离：根据叠加路径的重合程度，结合AR设备中的测量功能或使用计算机软件进行分析，获取实际偏移距离。

震动提醒单元30用于设定偏移反馈距离，并将路径比对单元20获取的路径比对结果和偏移反馈距离进行距离比对，根据比对结果向AR设备发送震动信号，若偏移距离超出偏移反馈距离，即采集发送重新规划信号至重新规划单元40；

震动提醒单元30包括偏移反馈距离设定模块、震动反馈模块和信号发送模块；

偏移反馈距离设定模块用于记录此次手术类型，根据手术类型设定对应的偏移反馈距离；步骤如下：

记录手术类型：在手术准备阶段，将手术类型准确记录在手术记录或病历中。手术类型可以根据所要进行的具体手术过程和术式进行分类，例如心脏手术、脑部手术、骨科手术等；

归类手术类型：将记录的手术类型进行归类和整理，以便后续设定对应的偏移反馈距离。可以建立一个手术类型分类列表或规范，将相似的手术类型放在一类中；

设定偏移反馈距离：针对每个手术类型或手术类型的分类，根据医疗机构的规范、手术经验和专业意见，设定对应的偏移反馈距离。这个距离可以是一个预设的范围或具体的数值，旨在提供手术导航过程中偏移的警示阈值；

协调手术团队意见：在设定偏移反馈距离之前，与手术团队一起讨论和协商，了解他们的经验和意见，有助于确保设置的偏移反馈距离符合实际的手术需求和安全要求；

记录和应用：将设定的偏移反馈距离准确地记录在手术导航系统或相关设备中，并在手术过程中应用。确保手术团队能够及时接收到偏移警示并做出相应的调整。

震动反馈模块用于将路径比对单元20获取的实际偏移距离结合偏移反馈距离进行距离比对，若实际偏移距离小于偏移反馈距离的百分之三十，即不发出震动信号，若实际偏移距离大于偏移反馈距离的百分之三十，即控制力反馈手套对医生发出震动信号，提醒医生手术路径偏移，若实际偏移距离超出偏移反馈距离的总值，即发送重新规划信号至信号发送模块；公式如下：

实际偏移距离与偏移反馈距离比较：比对结果=实际偏移距离/偏移反馈距离；

根据比对结果进行操作：

若比对结果≤0.3即实际偏移距离小于偏移反馈距离的百分之三十：

不发出震动信号；

若0.3<比对结果≤1即实际偏移距离大于偏移反馈距离的百分之三十：

控制力反馈手套发出震动信号，提醒医生手术路径偏移；

若比对结果>1即实际偏移距离超出偏移反馈距离的总值：

发送重新规划信号至信号发送模块；

信号发送模块用于将重新规划信号发送至重新规划单元40。

由于力度不同手术刀插入患者身体内部深度不同，人体结构不同手术刀插入过深不仅可能导致患者大出血，出现医疗事故，同时过深在移动时触碰人体骨架，可能出现导航路径堵塞，无法继续手术，因此，震动提醒单元30还包括触摸模拟模块，触摸模拟模块用于通过力反馈手套模拟手术工具在真实解剖结构上的触感，使医生在跟随手术导航路径进行手术时，能够感受到解剖结构的形态、硬度和纹理。步骤如下：

设定触摸模拟模块：准备一个触摸模拟模块，可用于模拟手术工具在真实解剖结构上的触感。该模块可以包括力反馈手套、触觉传感器、力传感器等组件；

连接模块与导航系统：将触摸模拟模块与手术导航系统进行连接，以便与导航路径的数据进行关联和同步；

获取解剖结构信息：从医学影像数据或其他相关资料中获取解剖结构的形态、硬度和纹理等信息，建立相应的数据模型或数据库；

模拟触感信号：根据解剖结构的形态、硬度和纹理等信息，设计合适的算法和模拟方法，将这些信息转化为相应的触感信号；

手术过程中的触感模拟：在手术导航路径的指导下，根据监测到的手术工具位置和动作，触摸模拟模块即时生成相应的触感信号，模拟手术工具在真实解剖结构上的触感；

医生感受和反馈：通过力反馈手套等装置，医生能够实时感受到模拟的触感信号，包括解剖结构的形态、硬度和纹理等，以辅助手术过程中的操作和决策；

调整和优化：根据医生的反馈和需求，不断优化触摸模拟模块的设计和算法，以提供更准确和真实的触感模拟效果，以及更好地满足手术操作的需求。

由于在解剖过程中，如果解剖移动路径超出手术导航距离，导致手术器械误伤周围的重要结构，如血管、神经等，增加了潜在的损伤风险，因此，震动提醒单元30还包括空间引导模块，空间引导模块用于当手术导航路径剩余最后百分之五的路径距离时，控制力反馈手套向医生发出距离提醒信号。距离提醒信号产生的震动模式和震动反馈模块产生的震动模式不同。步骤如下：

连接到导航系统：将空间引导模块与手术导航路径进行连接，以便接收导航路径的相关信息和剩余路径距离的数据；

设定距离提醒阈值：根据实际情况和医疗要求，设定手术导航路径剩余最后百分之五的路径距离作为距离提醒的阈值；

监测剩余路径距离：在手术过程中，空间引导模块持续监测手术导航路径的剩余路径距离，并与预设的距离提醒阈值进行比较；

触发距离提醒信号：当手术导航路径的剩余路径距离达到设定的距离提醒阈值时，空间引导模块触发并向力反馈手套发送距离提醒信号；

距离提醒反馈：力反馈手套根据接收到的距离提醒信号产生不同于正常震动反馈的震动模式，以引起医生的注意，并传达手术导航路径剩余距离的信息；

医生响应和调整：医生在感受到距离提醒反馈后，可以根据此信号来意识到手术导航路径剩余距离较短，加以调整手术动作，以减少导航路径超出范围的风险。

重新规划单元40用于接收震动提醒单元30发出的重新规划信号，并监测患者身体的体征变化数据，根据体征变化数据结合手术导航路径获取单元10获取的手术导航路径进行手术结果预测，根据预测结果由手术导航路径获取单元10重新采集手术需求进行手术导航路径重新规划。

重新规划单元40通过心率监测仪、血压计、呼吸频率计、体温计对患者的体征数据进行记录，并采集在开始手术之前患者的基本体征数据，然后将基本体征数据与震动提醒单元30发出规划信号时的患者体征数据进行比对，获取患者的体征变换数据。步骤如下：

准备监测设备：准备好心率监测仪、血压计、呼吸频率计、体温计等监测设备，并确保其正常工作；

记录基本体征数据：在手术开始之前，使用监测设备获取并记录患者的基本体征数据，如心率、血压、呼吸频率、体温等；

发出规划信号：根据手术导航系统的要求，在手术过程中的特定时间点或阶段，发出规划信号，表示需要进行重新规划；

比对体征数据：将发出规划信号时的患者体征数据与基本体征数据进行比对。可以使用差异值、百分比变化等方式来计算体征的变化程度；

获取体征变化数据：根据比对结果，计算并获取患者的体征变化数据。这可以是具体数值的变化，例如血压上升或下降的数值变化，或者是符号描述的体征变化，如心率增加、体温降低等；

重新规划单元40包括信号接收模块和重新规划模块；

信号接收模块用于根据接收信号发送模块发出的重新规划信号，然后将体征变换数据结合手术导航路径进行手术继续模拟预测，获取手术继续进行的结果预测数据；步骤如下：

手术时间预测：手术时间=初始手术时间+Δ时间；Δ时间=f(体征变化数据)，其中，f(体征变化数据)表示根据体征变化数据进行计算的时间调整函数；

解剖结构覆盖程度预测：解剖结构覆盖程度=g(体征变化数据,导航路径)；

其中，g(体征变化数据,导航路径)表示根据体征变化数据和导航路径进行计算的覆盖程度函数；

操作步骤预测：操作步骤=h(体征变化数据,导航路径)；

其中，h(体征变化数据,导航路径)表示根据体征变化数据和导航路径进行计算的操作步骤预测函数。

重新规划模块用于将信号接收模块获取的结果预测数据发送至医生，供医生进行手术继续选择，根据医生的选择结果对路径重新进行规划，若医生选择继续手术，即不对手术导航路径进行规划，若医生选择中止手术，即发送手术导航路径获取单元10出现采集手术需求进行手术。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种基于增强现实的触觉可视化手术导航系统，其特征在于：包括手术导航路径获取单元（10）、路径比对单元（20）、震动提醒单元（30）以及重新规划单元（40）；

所述手术导航路径获取单元（10）用于获取患者解剖结构的三维模型，并采集手术需求的解剖位置，根据解剖位置结合三维模型进行手术导航分析，获取手术导航路径；

所述路径比对单元（20）用于将手术导航路径获取单元（10）获取的手术导航路径通过AR设备对医生手术进行导航并监测医生的实际手术路径，将实际手术路径和手术导航路径进行路径比对；

所述震动提醒单元（30）用于设定偏移反馈距离，并将路径比对单元（20）获取的路径比对结果和偏移反馈距离进行距离比对，根据比对结果向AR设备发送震动信号，若偏移距离超出偏移反馈距离，即采集发送重新规划信号至重新规划单元（40）；

所述震动提醒单元（30）包括偏移反馈距离设定模块、震动反馈模块和信号发送模块；

所述偏移反馈距离设定模块用于记录此次手术类型，根据手术类型设定对应的偏移反馈距离；

所述震动反馈模块用于将路径比对单元（20）获取的实际偏移距离结合偏移反馈距离进行距离比对，若实际偏移距离小于偏移反馈距离的百分之三十，即不发出震动信号，若实际偏移距离大于偏移反馈距离的百分之三十，即控制力反馈手套对医生发出震动信号，提醒医生手术路径偏移，若实际偏移距离超出偏移反馈距离的总值，即发送重新规划信号至信号发送模块，其中，实际偏移距离与偏移反馈距离比较：比对结果=实际偏移距离/偏移反馈距离；

根据比对结果进行操作：

若比对结果≤0.3即实际偏移距离小于偏移反馈距离的百分之三十：不发出震动信号；

若0.3<比对结果≤1即实际偏移距离大于偏移反馈距离的百分之三十：控制力反馈手套发出震动信号，提醒医生手术路径偏移；

若比对结果>1即实际偏移距离超出偏移反馈距离的总值：发送重新规划信号至信号发送模块；

所述信号发送模块用于将重新规划信号发送至重新规划单元（40）；

所述震动提醒单元（30）还包括触摸模拟模块，所述触摸模拟模块用于通过力反馈手套模拟手术工具在真实解剖结构上的触感，使医生在跟随手术导航路径进行手术时，感受到解剖结构的形态、硬度和纹理；

所述震动提醒单元（30）还包括空间引导模块，所述空间引导模块用于当手术导航路径剩余最后百分之五的路径距离时，控制力反馈手套向医生发出距离提醒信号，包括一下过程：连接到导航系统：将空间引导模块与手术导航路径进行连接，以便接收导航路径的相关信息和剩余路径距离的数据；

设定距离提醒阈值：根据实际情况和医疗要求，设定手术导航路径剩余最后百分之五的路径距离作为距离提醒的阈值；

监测剩余路径距离：在手术过程中，空间引导模块持续监测手术导航路径的剩余路径距离，并与预设的距离提醒阈值进行比较；

触发距离提醒信号：当手术导航路径的剩余路径距离达到设定的距离提醒阈值时，空间引导模块触发并向力反馈手套发送距离提醒信号；

距离提醒反馈：力反馈手套根据接收到的距离提醒信号产生不同于正常震动反馈的震动模式，以引起医生的注意，并传达手术导航路径剩余距离的信息；

医生响应和调整：医生在感受到距离提醒反馈后，可以根据此信号来意识到手术导航路径剩余距离较短，加以调整手术动作，以减少导航路径超出范围的风险；

所述重新规划单元（40）用于接收震动提醒单元（30）发出的重新规划信号，并监测患者身体的体征变化数据，根据体征变化数据结合手术导航路径获取单元（10）获取的手术导航路径进行手术结果预测，根据预测结果由手术导航路径获取单元（10）重新采集手术需求进行手术导航路径重新规划；

所述手术导航路径获取单元（10）使用医学影像设备的CT扫描仪，CT扫描仪对患者进行扫描，CT扫描仪会在人体内部用X射线，生成一系列图像切片，通过分割算法，将感兴趣的解剖结构从图像切片中提取出来，通过将分割得到的二维切片进行堆叠和重建，生成患者解剖结构的三维模型；

所述手术导航路径获取单元（10）通过医生在三维模型内输入需要进行解剖的位置，然后在三维模型内定位对应的解剖位置，根据解剖位置计算患者表面皮肤至解剖位置的手术路径，将手术路径在三维模型中进行导航标记，从而形成手术导航路径；

所述路径比对单元（20）通过使用头戴式AR显示设备和力反馈手套并进行信息传输，从而将虚拟的手术导航路径与医生实际手术路径进行叠加显示，根据手术导航路径和实际手术路径在显示设备中的叠加重合的距离进行路径比对，获取实际偏移距离；

所述重新规划单元（40）通过心率监测仪、血压计、呼吸频率计、体温计对患者的体征数据进行记录，并采集在开始手术之前患者的基本体征数据，然后将基本体征数据与震动提醒单元（30）发出规划信号时的患者体征数据进行比对，获取患者的体征变换数据；

所述重新规划单元（40）包括信号接收模块和重新规划模块；

所述信号接收模块用于根据接收信号发送模块发出的重新规划信号，然后将体征变换数据结合手术导航路径进行手术继续模拟预测，获取手术继续进行的结果预测数据，具体包括步骤：信号接收模块用于根据接收信号发送模块发出的重新规划信号，然后将体征变换数据结合手术导航路径进行手术继续模拟预测，获取手术继续进行的结果预测数据；步骤如下：

手术时间预测：手术时间=初始手术时间+Δ时间；Δ时间=f(体征变化数据)，其中，f(体征变化数据)表示根据体征变化数据进行计算的时间调整函数；

解剖结构覆盖程度预测：解剖结构覆盖程度=g(体征变化数据,导航路径)；其中，g(体征变化数据,导航路径)表示根据体征变化数据和导航路径进行计算的覆盖程度函数；

操作步骤预测：操作步骤=h(体征变化数据,导航路径)；其中，h(体征变化数据,导航路径)表示根据体征变化数据和导航路径进行计算的操作步骤预测函数；

所述重新规划模块用于将信号接收模块获取的结果预测数据发送至医生，供医生进行手术继续选择，根据医生的选择结果对路径重新进行规划，若医生选择继续手术，即不对手术导航路径进行规划，若医生选择中止手术，即发送手术导航路径获取单元（10）出现采集手术需求进行手术。