[发明专利]一种医学模拟训练系统和方法

说明书

本发明公开了一种医学模拟训练系统和方法，系统包括：对象模型构建模块，采集人体特定部位的三维立体模型数据，并基于采集的三维立体模型数据构建对应的三维虚拟模型对象；模型数据库，存储三维虚拟模型对象数据；传感器追踪模块，采集用户对三维立体模型的操作数据；数据处理模块，对采集的数据处理得到三维立体模型的形状数据以及用户对三维立体模型的操作数据并输出；图像生成模块根据三维立体模型的形状数据以及用户的操作数据生成包括模拟操作结果信息的三维虚拟图像；显示模块，显示输出三维虚拟图像供用户查看模拟操作结果。本实施例的系统和方法沉浸感强、最大限度模拟真实医疗场景，降低了外科手术、静脉注射等临床教学训练成本。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种医学模拟训练系统和方法。

背景技术

在医学领域，传统的医学模拟训练例如，外科手术实操教学非常简陋，基本达不到临床应用水平，一些医学院校及医院使用模拟器官橡皮进行教学，通过手术录像的演示播放,利用器官实物标本讲解,尸体解剖教学,以及专家手术观摩等形式,针对外科手术培训、手术预演、临床诊断、远程手术、康复治疗等医学辅助等教学环节。

这种方法存在有诸多不足：1、模拟器官进行教学,本身橡皮材料易老化,使用过多次后就需要更换,橡皮器官的价格比较高,经常更换教具大大增加了教学成本。2、尸体解剖教学，学生在实验室里通过尸体解剖教学,这种人体解剖教学方式，往往成本极高，且尸体与活体具有较大差距，不能起到使学生完成直观、轻松学习和动手操作。3、专家手术观摩形式,通过视听触觉等多种感官了解和学习各种手术实际操作,对于年轻医生或者实习学生而言,不能亲自操作及与专家操作方法及时进行比对,发现自己的错误和不足,无疑使得培训年轻医务人员浪费大量金钱和时间,不能获得良好的受训效果，也严重地影响了练习效率。

综上可知，现有医学模拟训练技术方案，训练成本较高，训练效果不佳并且效率较低。

发明内容

本发明提供了一种医学模拟训练系统和方法，以解决现有技术中现有医学模拟训练技术方案，训练成本较高，训练效果不佳并且效率较低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种医学模拟训练系统所述系统包括：

对象模型构建模块，用于采集人体特定部位的三维立体模型数据，并基于采集的三维立体模型数据构建对应的三维虚拟模型对象，将构建的三维虚拟模型对象发送至模型数据库；

模型数据库，用于存储三维虚拟模型对象数据；

传感器追踪模块，用于通过用户所持器械上设置的传感器采集所持器械的实时位置数据和压力数据，以及通过该器械作用的三维立体模型中的传感器跟踪采集三维立体模型的位置数据和压力数据；

数据处理模块，对传感器追踪模块采集的位置数据和压力数据进行处理，得到三维立体模型的形状数据以及用户对三维立体模型的操作数据，并将三维立体模型的形状数据以及用户对三维立体模型的操作数据输出至图像生成模块；

图像生成模块，根据三维立体模型的形状数据以及用户对三维立体模型的操作数据生成包括模拟操作结果信息的三维虚拟图像，将生成的三维虚拟图像发送给显示模块；

显示模块，用于显示输出三维虚拟图像供用户查看模拟操作结果。

根据本发明的另一方面，提供了一种医学模拟训练方法，方法包括：

采集人体特定部位的三维立体模型数据，并基于采集的三维立体模型数据构建对应的三维虚拟模型对象；

存储构建的三维虚拟模型对象；

通过用户所持器械上设置的传感器采集所持器械的实时位置数据和压力数据以及通过该器械作用的三维立体模型中的传感器跟踪采集三维立体模型的位置数据和压力数据；