[发明专利]基于动作捕捉的叩诊训练系统

权利要求书

1.基于动作捕捉的叩诊训练系统，其特征在于，包括叩诊模拟对象、数字化3D模型处理系统和光学动作捕捉系统，所述数字化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，所述数字化3D建模单元利用数字化3D建模技术将叩诊模拟对象转换为数字化对象，所述数字化对象与叩诊模拟对象大小匹配，所述叩诊模拟对象为省却了内部结构的简易模拟人或其它简易模拟对象，所述数据库存储有各叩诊部位的病例以及不同操作手法下的声音，所述模型病例匹配单元与数据库相连用于根据数字化对象的叩诊部位建立相关联的病例和声音，所述叩诊部位设置为区域性，在同一区域离中心点不同距离产生不同的振动和声音以呈现连续性效果；所述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，所述采集单元通过若干摄像机利用光学动作捕捉技术采集操作者叩诊手指上设置的光学捕捉点进行叩诊手指的空间三维定位，所述数字化3D计算处理单元根据采集的光学捕捉点以及叩诊模拟对象进行空间三维坐标计算处理，获取叩诊手指在数字空间的叩诊操作手法和叩诊操作位置并通过采集到的光学捕捉点的运动速度计算操作力度，匹配到数字化对象上，在所述数字化对象中显示所述位置以及发出所对应的声音以在所述数字化对象中进行叩诊操作仿真。

2.根据权利要求1所述的叩诊训练系统，其特征在于，还包括叩诊训练评估系统，所述叩诊训练评估系统连接数字化3D模型处理系统的模型病例匹配单元和数据库，用于通过设置叩诊教学病例引导操作者在叩诊模拟对象上完成操作并监控操作者学习状况。

3.根据权利要求1或2所述的叩诊训练系统，其特征在于，所述模型病例匹配单元设置叩诊部位所覆盖区域的中心点并依据所述叩诊部位所覆盖区域内到中心点的距离的远近设置渐变的声音，当某区域涉及被多个叩诊部位覆盖时设置的声音是由与各相关的叩诊部位对应的各声音混合而成。

4.根据权利要求3所述的叩诊训练系统，其特征在于，在所述操作者的手上设置若干光学捕捉点，其中一个光学捕捉点为在叩诊手指上戴的光标指环，所述数字化3D建模单元利用数字化3D建模技术将操作者叩诊手指转换为数字化叩诊手指或数字化叩诊锤。

5.根据权利要求4所述的叩诊训练系统，其特征在于，所述叩诊模拟对象设置在诊断空间的叩诊病床上，所述数字化3D建模单元还利用数字化3D建模技术将诊断空间和叩诊病床分别转换为数字化虚拟空间和数字化病床，所述数字化虚拟空间与诊断空间大小匹配，所述数字化病床与叩诊病床大小匹配，并通过光学动作捕捉系统进行数字化虚拟空间和数字化病床的定位。

6.根据权利要求2所述的叩诊训练系统，其特征在于，所述叩诊训练评估系统包括教学案例录制版块、课程播放学习版块、模拟操作训练版块、考核评估版块和病例编辑器，所述教学案例录制版块、课程播放学习版块、模拟操作训练版块、考核评估版块均与病例编辑器相互关联，且各版块的相关信息与数据库同步更新，通过所述病例编辑器规范化编辑和调用临床实际叩诊教学案例。

7.根据权利要求6所述的叩诊训练系统，其特征在于，在所述数字化对象上仿真显示人体各叩诊部位，所述叩诊训练评估系统根据训练需求显示或覆盖各叩诊部位。

8.根据权利要求5所述的叩诊训练系统，其特征在于，所述诊断空间为真正病房或教室或四面围挡搭建的简易空间，所述叩诊病床为真正病床或搭建式简易病床；所述叩诊模拟对象为省却了内部结构的简易模拟人或其它简易模拟对象。

9.根据权利要求5所述的叩诊训练系统，其特征在于，所述采集单元通过若干摄像机采集操作者叩诊手指上设置的光学捕捉点，还进行动作采集预处理，所述动作采集预处理包括根据前后帧图像的捕捉点信息及运动轨迹预测，对混淆或遮挡的目标点采用多帧分析的方法自动矫正，对捕捉点的跳动则采用信号平滑算法自动对数据进行平滑处理；所述数字化3D计算处理单元根据采集的光学捕捉点进行空间三维坐标计算处理，获取叩诊手指在数字空间的操作手法和操作位置并通过采集到的光学捕捉点的运动速度计算操作力度，从而在所述数字化对象中进行叩诊操作仿真。

10.根据权利要求9所述的叩诊训练系统，其特征在于，所述摄像机采用高清红外摄像机，若干所述高清红外摄像机环绕诊断空间排列，高清红外摄像机视野重叠区域为叩诊模拟对象以及操作者叩诊手指动作范围，多个高清红外摄像机连续快速拍摄叩诊手指操作动作并记录，所述高清红外摄像机拍摄速率不低于每秒90帧。