[发明专利]一种人体解剖教学系统

权利要求书

1.一种人体解剖教学系统，其特征在于，包括

模型数据库，用于储存各种人体模型器官数据以及器官信息数据、各种人体模型数据以及人体模型信息数据、各种手术工具模型数据以及手术工具参数数据；

三维模型建立模块，用于生成各种人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种人体器官模型、人体模型和手术工具模型图像，并予以详细刻画；

虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；

参数模型生成模块，用于生成各种人体参数模型、人体器官参数模型；

摄像头，用于采集教师以及学生在演示或模拟训练过程中所采用的手术工具的视频数据、所作出的解剖操作步骤的视频数据，并将采集到的数据发送到中央处理器；

仿真分析模块，用于将输入参数划分为单元、特性和载荷，通过预设的仿真分析算法进行仿真分析；

人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于输入各种控制命令，并将控制命令发送到中央处理器；

中央处理器，用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并根据预设的分类方法将控制命令分别发送到人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型，从而驱动人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型作出相应的移动；用于接收摄像头所采集到的视频数据，并提取这些视频数据的特征值，并将这些特征值转换成控制人体三维模型、人体器官三维模型变化的控制命令发送到相应的三维模型；用于协调各模块进行工作；

转移节点模块，与三维生成模块中的各元素相连，通过改变转移节点的位置、方向设置，使人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型产生相应的运动。

2.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。

3.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述模型数据库连接有一更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新各数据库内的数据。

4.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘。

5.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述图片输入模块采用扫描仪和摄像头。

6.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述控制命令包括控制人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型建立的命令、对人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型进行选择、旋转、缩放、平移、拆分、拖拽以及对人体三维模型、人体器官三维模型进行断层显示、半透明显示以及高亮显示的命令。

7.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述参数模型生成模块通过以下步骤建立参数模型：

S1、使用ADAMS建立人体或人体器官的动力学模型，获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括人体或人体器官的各硬点的位置信息；

S2、读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；

S3、根据硬点表，建立一人体或人体器官硬点构造模型，人体或人体器官中包括人体或人体器官的所有硬点坐标；

S4、对所述人体或人体器官硬点构造模型进行参数化处理，使人体或人体器官硬点构造模型与硬点表建立关联，并发布人体或人体器官硬点构造模型中已关联的各硬点；

S5、根据硬点人体或人体器官硬点构造模型，建立人体或人体器官的点线模型，每个点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；

S6、根据人体或人体器官的点线模型设计人体或人体器官的详细数模；

S7、建立人体或人体器官的点线DMU模型，并所得的人体或人体器官的详细数模装饰到人体或人体器官的点线DMU模型的相应点线上，获得人体或人体器官的参数化DMU模型。