CN106200982A - 一种基于虚拟现实技术的医学手术训练*** - Google Patents

一种基于虚拟现实技术的医学手术训练*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***包括数据采集器、感应手套、虚拟现实头盔和计算机，所述数据采集器嵌入有虚拟现实技术，并利用此技术拍摄采集人体真实数据，并通过3D建模技术设计出真实比例的三维人体模型，计算机作为处理终端，且与数据采集器、感应手套和虚拟现实头盔之间数据相通，通过编写代码的方式制作医疗实验教学软件，并将医疗实验教学软件安装于计算机中。本发明保护了教学人员，可以避免教学人员长时间处于较恶劣的环境当中；降低学习成本，可以大量的减少使用真实标本用于教学；提高学习效率，可以让学生更安心的学习和练习；重复使用率高，可以不限次数重复使用。

Description

一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***
技术领域
本发明涉及训练***技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***。
背景技术
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
从2012年开始，大众对虚拟现实的兴趣有了急剧增长。像HTC Vive，Oculus Rift和谷歌Cardboard这些产品已经成为以虚拟现实为代表的一个新时代的热门话题。从科学到娱乐，虚拟现实以自己的方式渗入并造福世界各地的产业。在这些行业中，医疗行业是能获得最直接的迫在眉睫的利益的。传统的医学手术训练方式，大多是通过动物实验标本进行训练或者使用人体模型进行训练，此中训练方法耗费了大量的资源以及资金，而且训练环境恶劣，一旦操作失误，动物标本和人体模型就会报废报废，训练代价过于高昂，使得很多学生或者医生接受训练次数少，导致后来实战时经验不足，对患者的人生安全造成影响，为此我们设计出一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，包括数据采集器、感应手套、虚拟现实头盔和计算机，所述数据采集器嵌入有虚拟现实技术，并利用此技术拍摄采集人体真实数据，并通过3D建模技术设计出真实比例的三维人体模型，计算机作为处理终端，且与数据采集器、感应手套和虚拟现实头盔之间数据相通，通过编写代码的方式制作医疗实验教学软件，并将医疗实验教学软件安装于计算机中，数据采集器建立的三维人体模型导入至操作软件中，通过三维引擎渲染出人体模型，计算机与虚拟现实头盔连接，并将三维模型展示到虚拟现实头盔中，使用者佩戴感应手套和虚拟现实头盔，登录医疗实验教学软件，通过医疗实验教学软件选择单人或者多人在线操作，多人在线操作时，需接入互联网以达到配合操作，经由虚拟现实头盔进入虚拟场景，感应手套嵌入有体感技术，并感测使用者的动作，将动作转化为指令信号传递给计算机，计算机中的医疗实验教学软件对指令信号进行分析，并控制虚拟现实头盔中的三维模型做出相应的动作反馈，根据指令信号，虚拟现实头盔显示出人体三维模型各个部分的名称。
优选的，所述虚拟现实头盔采用HTC Vive产品。
优选的，所述虚拟现实头盔中的人体三维模型可根据操作指令放大、缩小、旋转和按压等动作。
优选的，所述虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真***，利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的***仿真使用户沉浸到该环境中。
优选的，所述感应手套和虚拟现实头盔与计算机之间的数据传输均采用无线传输，且无线传输的方式为蓝牙或者WIFI。
优选的，所述体感技术是利用传感器记录佩戴者的动作，记录成电信号，并通过三维软件还原成三维模型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、保护教学人员，可以避免教学人员长时间处于较恶劣的环境当中；
2、降低学习成本，可以大量的减少使用真实标本用于教学；
3、提高学习效率，可以让学生更安心的学习和练习；
4、重复使用率高，可以不限次数重复使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***的使用流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，包括数据采集器、感应手套、虚拟现实头盔和计算机，所述数据采集器嵌入有虚拟现实技术，并利用此技术拍摄采集人体真实数据，并通过3D建模技术设计出真实比例的三维人体模型，计算机作为处理终端，且与数据采集器、感应手套和虚拟现实头盔之间数据相通，通过编写代码的方式制作医疗实验教学软件，并将医疗实验教学软件安装于计算机中，数据采集器建立的三维人体模型导入至操作软件中，通过三维引擎渲染出人体模型，计算机与虚拟现实头盔连接，并将三维模型展示到虚拟现实头盔中，使用者佩戴感应手套和虚拟现实头盔，登录医疗实验教学软件，通过医疗实验教学软件选择单人或者多人在线操作，多人在线操作时，需接入互联网以达到配合操作，经由虚拟现实头盔进入虚拟场景，感应手套嵌入有体感技术，并感测使用者的动作，将动作转化为指令信号传递给计算机，计算机中的医疗实验教学软件对指令信号进行分析，并控制虚拟现实头盔中的三维模型做出相应的动作反馈，根据指令信号，虚拟现实头盔显示出人体三维模型各个部分的名称。
本发明在使用时，首先通过数据采集器根据真是的人体标本，采集数据，利用三维建模技术，设计出真实比例的电脑三维模型，将三维模型导入三维引擎中，在虚拟现实头盔中渲染出训练使用的三维模型，在计算机上通过编写代码的方式设计教学实验的步骤，并制作出相应的训练软件，学生或者医生佩戴虚拟现实头盔和感应手套，进入虚拟场景中，通过佩戴者的操作指令，使得虚拟现实头盔中的三维模型做出相应的反馈展示，进行医疗实验的学习，在进行多人同时学习时，需接入互联网，且计算机会根据每个感应手套的操作指令，操孔虚拟现实头盔中的三维模型做出相应的反馈展示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，其特征在于，包括数据采集器、感应手套、虚拟现实头盔和计算机，所述数据采集器嵌入有虚拟现实技术，并利用此技术拍摄采集人体真实数据，并通过3D建模技术设计出真实比例的三维人体模型，计算机作为处理终端，且与数据采集器、感应手套和虚拟现实头盔之间数据相通，通过编写代码的方式制作医疗实验教学软件，并将医疗实验教学软件安装于计算机中，数据采集器建立的三维人体模型导入至操作软件中，通过三维引擎渲染出人体模型，计算机与虚拟现实头盔连接，并将三维模型展示到虚拟现实头盔中，使用者佩戴感应手套和虚拟现实头盔，登录医疗实验教学软件，通过医疗实验教学软件选择单人或者多人在线操作，多人在线操作时，需接入互联网以达到配合操作，经由虚拟现实头盔进入虚拟场景，感应手套嵌入有体感技术，并感测使用者的动作，将动作转化为指令信号传递给计算机，计算机中的医疗实验教学软件对指令信号进行分析，并控制虚拟现实头盔中的三维模型做出相应的动作反馈，根据指令信号，虚拟现实头盔显示出人体三维模型各个部分的名称。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，其特征在于，所述虚拟现实头盔采用HTC Vive产品。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，其特征在于，所述虚拟现实头盔中的人体三维模型可根据操作指令放大、缩小、旋转和按压等动作。
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，其特征在于，所述虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真***，利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的***仿真使用户沉浸到该环境中。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，其特征在于，所述感应手套和虚拟现实头盔与计算机之间的数据传输均采用无线传输，且无线传输的方式为蓝牙或者WIFI。
6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的医学手术训练***，其特征在于，所述体感技术是利用传感器记录佩戴者的动作，记录成电信号，并通过三维软件还原成三维模型。
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