[发明专利]基于动作捕捉的叩诊训练系统

说明书

本发明涉及一种基于动作捕捉的叩诊训练系统，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，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。本发明将简单的叩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叩诊部位相关联的病例和声音，结合光学动作捕捉技术进行叩诊手指的空间三维定位，模拟实现叩诊部位在不同操作手法下的实际叩诊声音，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叩诊位置所对应解剖结构，帮助学习诊断技能，提高叩诊训练质量与效果。

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叩诊训练系统。

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，而叩诊训练又是其中最基础的内容之一。叩诊指用手叩击身体某表部位，使之振动而产生声音，根据振动和声音的音调的特点来判断被检查部位的脏器状态有无异常，叩诊教学课需要学生积极参与、反复实践，以获得良好的教学效果，教学质量的高低、效果的好坏在一定程度上直接将影响到医学生今后的临床思维和实践能力。

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。随着社会的进步，人们生活质量与医疗水平大幅提高，医学教育规模也不断扩大，与此同时，患者就医观念发生转变，自我保护意识逐渐增强，部分住院患者不愿意配合教学，就算有部分患者愿意配合教学，但学生多组见习时，同时反复检查同一患者，还是会造成患者不愿合作，因此导致医学生见到的病种及阳性体征越来越少，在患者身上进行实践的机会明显减少，学生多、典型病患少的矛盾日益突出，影响了学生临床基本技能的培养和叩诊训练的教学质量。因此，高度重视叩诊训练教学工作，进一步提高教学质量，对培养具有临床实践能力的医学人才具有非常重要的意义。

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，比如有心肺叩诊电脑模拟人、腹部叩诊电脑模拟人等等。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，一方面具有与真实人体一样的体面表征，另一方面针对各个不同的诊断部位设置有不同的传感器装置，以及外部连接的多媒体设备，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，所以模拟人的应用确实在一定程度上弥补了典型病患少的问题。

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。尤其对于叩诊，叩击身体时随着叩击手势的频率角度、力度的不同，得到的振动和声音的音调是不同的，而模拟人内的传感器无法感应到这些不同。而且传感器仅能在传感点感应，对于其它点哪怕是在其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叩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。故传统的模拟医学行业无法通过设置传感器的模拟人实现叩诊教学训练。

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