[发明专利]智能精准中医技能培训考核系统

说明书

技术领域

本发明涉及针灸、推拿、按摩等中医技能的教学考核应用领域，尤其涉及一种基于人工智能、虚拟现实、大数据分析处理和动作捕捉技术的中医适宜技术智能培训考核系统。

背景技术

中医技能是指中医适宜技术，通常是指安全有效、成本低廉、简便易学的中医药技术，又称“中医药适宜技术”，包括针法类、灸法类、按摩疗法、外治疗法、中医内服法和中药炮制适宜技术。中医适宜技术是中医学传统疗法应用于生活中常见多发疾病的主要治疗方法，既有深厚的中医学历史根基，又是现代人所容易接受的中医学治疗方法。

传统的中医技能培训方法主要包括理论教学、课堂讲解，多媒体、挂图、人体模型展示，操作示范和实体训练。传统的中医技能培训方法能够较全面的讲解基础理论知识，但不同课程的教学相对独立，不利于学员在学习过程中对相关课程的综合学习运用和融会贯通；教学内容比较固化，与中医技能的发展和实践不相匹配；教师资源数量有限，为学员提供的实际动作示范和观摩机会较少，在学员学习和操作练习过程中难以对每名学员进行针对性辅导和动作纠正，同时由于教员示范动作缺乏统一的标准规范，难以对学员的操作动作起指导作用；所用培训器材与真实操作场景差别较大、无互动性、缺乏真实性和体验感；由于中医技能水平对于人才的要求较高，传统的教学方案难以在短时间内培养出综合能力合格的专业技能人才。

目前，虚拟现实技术、人工智能技术在医药领域已经有了广泛应用，尤其是应用于虚拟手术、远程会诊、数字影像识别等西医领域，但是在中医领域还应用较少。国内只在针灸技能培训领域有少量系统的开发，但系统功能不全面、互动性不强、培训场景与实际差别较大。例如公告号为CN 106327983A的中国发明专利，公开了“一种针灸定穴辅助教学系统”，其通过虚拟现实技术建立全三维的虚拟环境，使用户与人体模型进行交互操作。其缺陷是手部控制器需要做成手部带小臂的手套形态，限制了使用者的活动范围，增加了使用者的穿戴设备，需要与银针传感器配合使用，限定了所用硬件的可选范围；包含的真实人体模型上缺乏人体经络数据和操作动作采集设备，无法收集操作数据；银针传感器只能提供“震动”力反馈效果，与实际人体力反馈效果差别较大，体验感不强；无法根据使用者特点，如身高、体重、性别，进行培训课程的定制化训练，无法提供动作判断和正确动作指导功能。

发明内容

本发明的目的意在解决现有中医技能培训方法的缺陷，贴近中医技能培训需求，提出的一种将传统的中医技能培训方法与虚拟现实技术、动作捕捉技术和大数据分析挖掘技术、人工智能技术相互融合的智能精准中医技能培训考核系统。该系统基于真实人体数据模型，针对针灸、推拿、脉诊、辩药等中医适宜技术培训内容，可为使用者提供与真实场景相似的视觉、触觉、听觉等感官体验，可实现培训课程的定制推送，培训内容的智能优化，培训过程的实时引导，操作数据的精准测量，有效解决传统中医技能培训的场景不真实、操作动作指导不及时，操作标准不统一的问题。

该系统包括：

头戴式显控设备，该设备需佩戴在使用者头部，使用者可通过所述头戴式显控设备中的显示屏观看虚拟场景软件所生成的虚拟场景、虚拟人体模型和交互虚拟动作。所述头戴式显控设备上安装光学动作捕捉设备和惯性动作捕捉设备，用于实时记录使用者头部动作数据和定位信息。

动作捕捉分系统，用于对培训环境内所有使用者和物体的动作和空间定位数据进行实时记录、分类管理、融合处理。

重力传感分系统，用于记录培训空间内所有人员的重力数据，记录使用者的人体特征。

智能仿真人体模型，所述智能仿真人体模型为现实场景中的实体模型，与虚拟场景中的虚拟人体模型一致对应。所述智能仿真人体模型，基于真实人体数据结合不同人体部位特性进行制作，提供接近真实人体的力反馈效果，内置力量传感器、动作传感器，用于测量和记录使用者作用于智能仿真人体模型的力量数据、动作数据和智能仿真人体模型的形态变化数据。

针型模拟器材，用于模拟中医针灸培训考核场景中所用真实“针”体，其前端为真实中医用针体，后端安置微型空间定位装置，用于配合所述动作捕捉分系统精确捕捉针型模拟器材的空间动作和位置。

设备接入管理分系统，与所述头戴式显控设备、动作捕捉分系统、重力传感分系统、智能仿真人体模型、针型模拟器材、综合展现分系统、智能中医技能培训考核分系统、数据“云”平台进行连接，用于完成对各分系统所产生和采集数据的分类接入，对培训环境内的所有设备运行状态的监控维护。所述设备接入管理分系统包括设备接入管理服务器、数据采集软件、运行维护软件。