[发明专利]一种超仿真虚拟标准化病人构建系统及诊断方法

说明书

本发明涉及一种超仿真虚拟标准化病人构建系统及诊断方法，包括模型构建系统和病人诊断系统，所述模型构建系统包括病人模拟资源模块、身体模型库模块、贴图素材库模块、动作库模块、头部模型模块、表情库模块、毛发库模块、病例配置模块、病例数据模块以及虚拟病人模块；本发明具有真实的体验感和代入感，通过超写实的人体皮肤、体态、精神面貌等外观体征的视觉感官的模拟，和模拟真实病人面部表情、肢体动作，以及模拟的真实的临床诊断检查交互手段，给使用者带来接近真实的代入感和身临其境感，提升教学和临床实训的效果。

技术领域

本发明涉及教育培训技术领域，具体为一种超仿真虚拟标准化病人构建系统及诊断方法。

背景技术

在医学临床教学方面，标准化病人，指那些经过标准化、系统化培训后，能准确表现病人的实际临床问题的正常人或病人，通过预定的脚本，扮演具有异常病人体征的病人，是临床教学实训的常用手段，随着信息化技术的发展，越来越多创新技术应用到了医学教育领域，打破了传统的教学教育模式和方式。尤其是虚拟现实技术的高速发展，代替标准化病人“演员”的虚拟病人也应用而生。利用三维虚拟数字人来模拟病人，不仅可以模拟问诊病史采集，还可以更大程度的再现实际病例表现出来的异常体征，能够更方便的扩展更多更丰富的典型病例和特殊病例用于医生、学生的学习、练习；

而当前虚拟人物的贴图效果普遍偏低，偏手绘风格，且模型材质精度不够，人物的动画质量低，当其作为临床诊断的3D模拟病人时，会给人带来极差的体验感。

综上所述，本申请现提出一种超仿真虚拟标准化病人构建系统及诊断方法来解决上述出现的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种超仿真虚拟标准化病人构建系统及诊断方法，以解决当前虚拟人物的贴图效果普遍偏低，偏手绘风格，且模型材质精度不够，人物的动画质量低，当其作为临床诊断的3D模拟病人时，会给人带来极差的体验感的问题，本发明使用方便，操作简单，系统性高，实用性强。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超仿真虚拟标准化病人构建系统，包括模型构建系统和病人诊断系统，所述模型构建系统包括病人模拟资源模块、身体模型库模块、贴图素材库模块、动作库模块、头部模型模块、表情库模块、毛发库模块、病例配置模块、病例数据模块以及虚拟病人模块；

其中，身体模型库模块包括不同年龄和体型的人体三维模型，制作人体皮肤素材库，按照不同身材制作匹配的肢体、肌肉动作；

其中，贴图素材库模块根据病例数据，为病人添加皮肤贴图；动作库模块用于虚拟病人的表情及肢体动作效果；头部模型模块包括不同年龄和体型的人体头部模型；表情库模块用于在病人说话时，驱动病人仿真模型面部动作及肢体动作，同时同步口型；毛发库模块包括不同年龄和体型的毛发模型；

其中，病例配置模块用于配置不同的病例，病例数据模块用于记录病例的数据，虚拟病人模块最终构件出完成的病人模型；

所述病人诊断系统包括数据记录与分析系统、超仿真3D数字化病人构建模块，语音交互问诊模块、模拟叩诊模块，模拟听诊模块、辅助检查模块和实验室检查模块。

优选的，所述语音交互问诊模块包括对识别后的中文问题进行分词向量化，在语料库中进行相似度对比，基础算法采用余弦相似度算法或字符串编辑距离进行模糊对比；语料库包括基础情况对话语料、当前生理病征、病史、家族病史等，在语料中包含情绪、感受、表情、肢体动作、手部指向标签，当病人在说话时，病人仿真模型面部动作及肢体动作，同时同步口型；

还可通过任意角度、任意方位360度旋转观察虚拟病人的一般状态和许多全身性的体征，如发育、营养、体型或体质、意识、表情、体位、呼吸情况、姿势和步态等，通过设置虚拟病人的检查姿势，如：坐、卧、躺、站立和趴以及身体部位选择，如：头、颈、胸、腹、背和四肢，进行局部视诊，还可查看虚拟病人的身体各部分的改变，如皮肤、粘膜、眼、耳、鼻、口、舌、头颈、胸廓、腹形、肌肉、骨骼和关节外形，口、舌、咽、扁桃体、外耳道、鼻腔等则通过实际病例贴图或视频进行展现。