[发明专利]基于VR技术的胎儿四步触诊模拟系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于VR技术的胎儿四步触诊模拟系统及方法。

背景技术

四步触诊是判断胎儿胎产式、胎先露、胎方位、胎先露是否衔接、子宫大小是否与孕周相符，并估计胎儿的大小和羊水量的多少，以此能够判断孕妇、胎儿的产前初步情况；然而由于目前医患诊疗意识的提高、以及医学伦理学的发展，对于医学生及相关护理人员来说，直接对孕妇进行四步触诊的训练模拟，明显不合适；而现有的四步触诊装置，又难以让训练人员得到高仿真的体验。

因此本申请提出了一种基于VR技术的胎儿四步触诊模拟系统及方法，通过高仿真的虚拟四步触诊的模拟，实现了操作模拟人员直观的四步触诊体验、训练，对于医学生及相应护理人员的四步触诊培训，具有极大的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR技术的胎儿四步触诊模拟系统及方法，该系统能够实现高仿真的虚拟四步触诊的模拟，具有极大的应用价值。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于VR技术的胎儿四步触诊模拟系统，包括触诊模拟人体装置、控制及传感单元、上位机、VR虚拟头盔；

所述触诊模拟人体装置包括触诊平台、设置于触诊平台上的仿孕妇上半身外形的壳体、覆盖于壳体腹部上的人造仿真腹部皮肤；所述壳体腹部内腔中设置有模拟胎儿平台及设置于该模拟胎儿平台上的模拟子宫，该模拟子宫内设置有模拟胎儿，并填充有液体以充当羊水；所述触诊平台上位于壳体腹部部位对应位置设置有舵机，该舵机通过与其输出轴连接的舵机转台带动模拟胎儿平台水平旋转，进而调整模拟子宫内的模拟胎儿头部方向；

所述控制及传感单元包括控制器及与该控制器连接的距离传感器、手势传感器；所述距离传感器设置于人造仿真腹部皮肤处，用于检测人造仿真腹部皮肤与模拟子宫外壁的距离；所述手势传感器用于检测人体按压人造仿真腹部皮肤时的手势动作；所述控制器用于将距离传感器、手势传感器采集的信号传输给上位机处理；所述控制器还与所述舵机相连，以控制舵机工作；

所述上位机上有触诊模拟互动软件，该触诊模拟互动软件根据所述触诊模拟人体装置上的孕妇上半身外形的壳体的相应位置建立VR孕妇仿真模型，从而使得模拟操作人员能够通过与所述上位机相连接的VR虚拟头盔在虚拟世界的相应位置处观看到该VR孕妇仿真模型。

在本发明一实施例中，所述液体为水。

在本发明一实施例中，所述控制器为Arduino UNO控制器。

在本发明一实施例中，所述手势传感器为leap motion体感传感器。

在本发明一实施例中，所述距离传感器为超声波传感器。

在本发明一实施例中，所述控制器及传感单元还包括一与所述控制器连接的控制面板。

在本发明一实施例中，所述舵机采用RDS3115。

本发明还提供了一种采用上述所述胎儿四步触诊模拟系统的四步触诊模拟方法，包括如下步骤，

S1：启动胎儿四步触诊模拟系统，通过控制器驱动舵机，设置模拟子宫内的模拟胎儿的预设体位，上位机的触诊模拟互动软件在虚拟世界中建立相应的3D模型，该3D模型包括触诊平台模型、VR孕妇仿真模型；

S2：操作模拟人员戴上VR虚拟头盔，此时手势传感器检测操作模拟人员操作过程中的手势信号传输给上位机，VR虚拟头盔即可实时显示步骤S1中建立的3D模型以及模拟操作人员的手势动作的3D模型，并在视觉右上角跟随有菜单选项；

S3：操作模拟人员通过点击菜单中的说明按钮，可查看四步触诊各步的具体操作说明，操作模拟人员即可按照说明对VR孕妇仿真模型进行操作，操作过程中距离传感器根据操作模拟人员对人造仿真腹部皮肤的按压程度，检测检测人造仿真腹部皮肤与模拟子宫外壁的距离，并将距离信号经控制器传输给上位机，同时手势传感器检测操作模拟人员操作过程中的手势信号传输给上位机；

S4：上位机根据距离信号实时调整虚拟世界中VR孕妇仿真模型的状态及模拟操作人员的手势动作的3D模型，以便于操作模拟人员能够得到最真实的虚拟体验；

S5：操作模拟人员完成四步触诊操作后，通过点击菜单中的问题按钮，即可描述对胎儿问题的判断结果；

S6：上位机根据步骤S5操作模拟人员的判断结果，判断操作模拟人员的整体操作是否符合标准。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过高仿真的虚拟四步触诊的模拟，实现了操作模拟人员直观的四步触诊体验、训练，对于医学生及相应护理人员的四步触诊培训，具有极大的应用价值。

附图说明