[发明专利]基于动作捕捉的听诊训练系统

说明书

本发明涉及一种基于动作捕捉的听诊训练系统，包括听诊模拟对象、数字化3D模型处理系统和光学动作捕捉系统，数字化3D模型处理系统包括数字化3D建模单元、模型病例匹配单元和数据库，光学动作捕捉系统包括采集单元和数字化3D计算处理单元。本发明将简单的听诊模拟对象转换为与之大小匹配的数字化对象并建立与数字化对象的听诊部位相关联的病例和声音，结合光学动作捕捉技术进行听诊器的空间三维定位，模拟实现各听诊部位下的实际听诊声音，并能够直接观察数字化场景中的数字化对象，便于操作者实现练习过程中听诊位置所对应解剖结构，帮助学习诊断技能，提高听诊训练质量与效果。

技术领域

本发明涉及模拟医疗教学领域，具体涉及一种基于动作捕捉的听诊训练系统。

背景技术

对病人实施体格检查是医生诊治病人的一项非常重要的基本环节，医生在采集完病人病史的基础之上实施的体格检查，是医生验证病人症状、获取病人体征的重要来源，因此，全面、完整、正确的实施体格检查才能使得临床医生做出正确的诊断，从而因病施治极为重要。

医学生向医生角色转变的过程中，医学见习是非常重要的一环，体格检查是医师临床工作的基本功，体格检查训练是临床医学教育的重要环节。听诊操作常用于内科病症检查，如心脏、肺部等处，由于心脏、肺等内部器官结构复杂，杂音产生机理也很复杂，听诊内容多，所以对听诊操作的准确性要求极高，使之成为了体格检查训练中的重点和难点。

一般而言，在正常人体上进行的体格检查所采集的疾病症状和体征均为生理驱动。拿心脏听诊举例来讲，近年来，随着风湿性心脏病、先天性心脏病的发病率逐年减少，患者自我保护意识逐渐增强，多数不再愿意配合当病源，使得心脏杂音听诊病源越来越少，所以临床上没有足够的病人供学生练习，心脏听诊训练也变得越来越困难。

为此医学教育工作者开始引入多媒体教学等现代教学手段，多媒体教学虽然图文并茂，但难以让医学生进行与患者的互动，进行见习操作，仍然无法提高教学质量。继而人们想到了以电脑模拟人代替真人患者的方法，比如有心肺电脑模拟人，电脑模拟人采用硅胶、PVC等材料制作，内部相应部位安装有各种不同的传感器装置，并预置好不同病例的不同声音或效果，将声音、图画、影响和文字结合在一起，由此来实现诊断人与“被诊断人”(电脑模拟人)的互动反馈，诊断出不同部位的不同病状，表现出不同体征与声音，也能供学生多次技能训练。

目前传统的模拟医学行业采用电磁感应、压力传感技术对模拟人实现听诊、触诊等训练项目，即在模拟人内设置传感器，进行模拟训练，但是因为无法完全模拟人体的正常生理驱动，训练仍无法达到满意的效果。其缺点如下：1、仅能模拟某一疾病的局部声音，无法模拟患者的整体症状；2、体征多在体表，内部体征无法展现，听诊有杂音较多，效果很差；3、为诊断各种不同部位不同病例，就必须生产大量电脑模拟人，成本颇高；4、内部装置构造繁多，操作复杂，工作速度慢；4、听诊声音有很大失真；5、无法实现医患交互反馈；6、模拟人内的传感器仅能在听诊器触及到该传感点时感应，而当听诊器位于其它点哪怕是在传感点旁边的点都无法感应，故效果是离散式的，但事实上身体检查部位听诊时在检查部位周围也是有声音的，是渐变的振动以及声音的音调，即呈连续式效果。综上，目前各方都在努力研发的各种驱动(包括生理驱动)的体格检查模拟人，无论在触诊、叩诊和听诊，还是神经系统检查等诸多方面，都无法满足临床医生专业训练的基本要求。

发明内容

本发明针对目前传统的模拟医疗训练设备无法满足听诊的训练培训要求的问题，提供一种基于动作捕捉的听诊训练系统，将简单的听诊模拟对象转换为与之大小匹配的数字化对象并建立与数字化对象的听诊部位相关联的病例和声音，结合光学动作捕捉技术进行听诊器的空间三维定位，模拟实现听诊部位的实际听诊声音，并能够直接观察数字化场景中的数字化对象，便于操作者实现练习过程中听诊位置所对应解剖结构，帮助学习诊断技能，提高听诊训练质量与效果。

本发明的技术方案如下：