本發(fā)明涉及訓(xùn)練系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合是一門(mén)富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺(jué)感知外，還有聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等感知，甚至還包括嗅覺(jué)和味覺(jué)等，也稱(chēng)為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛、手勢(shì)、或其他人體行為動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)來(lái)處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。

從2012年開(kāi)始，大眾對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的興趣有了急劇增長(zhǎng)。像HTC Vive，Oculus Rift和谷歌Cardboard這些產(chǎn)品已經(jīng)成為以虛擬現(xiàn)實(shí)為代表的一個(gè)新時(shí)代的熱門(mén)話題。從科學(xué)到娛樂(lè)，虛擬現(xiàn)實(shí)以自己的方式滲入并造福世界各地的產(chǎn)業(yè)。在這些行業(yè)中，醫(yī)療行業(yè)是能獲得最直接的迫在眉睫的利益的。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練方式，大多是通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)標(biāo)本進(jìn)行訓(xùn)練或者使用人體模型進(jìn)行訓(xùn)練，此中訓(xùn)練方法耗費(fèi)了大量的資源以及資金，而且訓(xùn)練環(huán)境惡劣，一旦操作失誤，動(dòng)物標(biāo)本和人體模型就會(huì)報(bào)廢報(bào)廢，訓(xùn)練代價(jià)過(guò)于高昂，使得很多學(xué)生或者醫(yī)生接受訓(xùn)練次數(shù)少，導(dǎo)致后來(lái)實(shí)戰(zhàn)時(shí)經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)患者的人生安全造成影響，為此我們?cè)O(shè)計(jì)出一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)，來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集器、感應(yīng)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集器嵌入有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并利用此技術(shù)拍攝采集人體真實(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)3D建模技術(shù)設(shè)計(jì)出真實(shí)比例的三維人體模型，計(jì)算機(jī)作為處理終端，且與數(shù)據(jù)采集器、感應(yīng)手套和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔之間數(shù)據(jù)相通，通過(guò)編寫(xiě)代碼的方式制作醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，并將醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件安裝于計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)采集器建立的三維人體模型導(dǎo)入至操作軟件中，通過(guò)三維引擎渲染出人體模型，計(jì)算機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔連接，并將三維模型展示到虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中，使用者佩戴感應(yīng)手套和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，登錄醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，通過(guò)醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件選擇單人或者多人在線操作，多人在線操作時(shí)，需接入互聯(lián)網(wǎng)以達(dá)到配合操作，經(jīng)由虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔進(jìn)入虛擬場(chǎng)景，感應(yīng)手套嵌入有體感技術(shù)，并感測(cè)使用者的動(dòng)作，將動(dòng)作轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中的醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件對(duì)指令信號(hào)進(jìn)行分析，并控制虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中的三維模型做出相應(yīng)的動(dòng)作反饋，根據(jù)指令信號(hào)，虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔顯示出人體三維模型各個(gè)部分的名稱(chēng)。

優(yōu)選的，所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔采用HTC Vive產(chǎn)品。

優(yōu)選的，所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中的人體三維模型可根據(jù)操作指令放大、縮小、旋轉(zhuǎn)和按壓等動(dòng)作。

優(yōu)選的，所述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)手套和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸均采用無(wú)線傳輸，且無(wú)線傳輸?shù)姆绞綖樗{(lán)牙或者WIFI。

優(yōu)選的，所述體感技術(shù)是利用傳感器記錄佩戴者的動(dòng)作，記錄成電信號(hào)，并通過(guò)三維軟件還原成三維模型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、保護(hù)教學(xué)人員，可以避免教學(xué)人員長(zhǎng)時(shí)間處于較惡劣的環(huán)境當(dāng)中；

2、降低學(xué)習(xí)成本，可以大量的減少使用真實(shí)標(biāo)本用于教學(xué)；

3、提高學(xué)習(xí)效率，可以讓學(xué)生更安心的學(xué)習(xí)和練習(xí)；

4、重復(fù)使用率高，可以不限次數(shù)重復(fù)使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提出的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的使用流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參照?qǐng)D1，一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集器、感應(yīng)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集器嵌入有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并利用此技術(shù)拍攝采集人體真實(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)3D建模技術(shù)設(shè)計(jì)出真實(shí)比例的三維人體模型，計(jì)算機(jī)作為處理終端，且與數(shù)據(jù)采集器、感應(yīng)手套和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔之間數(shù)據(jù)相通，通過(guò)編寫(xiě)代碼的方式制作醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，并將醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件安裝于計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)采集器建立的三維人體模型導(dǎo)入至操作軟件中，通過(guò)三維引擎渲染出人體模型，計(jì)算機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔連接，并將三維模型展示到虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中，使用者佩戴感應(yīng)手套和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，登錄醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，通過(guò)醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件選擇單人或者多人在線操作，多人在線操作時(shí)，需接入互聯(lián)網(wǎng)以達(dá)到配合操作，經(jīng)由虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔進(jìn)入虛擬場(chǎng)景，感應(yīng)手套嵌入有體感技術(shù)，并感測(cè)使用者的動(dòng)作，將動(dòng)作轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中的醫(yī)療實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件對(duì)指令信號(hào)進(jìn)行分析，并控制虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中的三維模型做出相應(yīng)的動(dòng)作反饋，根據(jù)指令信號(hào)，虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔顯示出人體三維模型各個(gè)部分的名稱(chēng)。

本發(fā)明在使用時(shí)，首先通過(guò)數(shù)據(jù)采集器根據(jù)真是的人體標(biāo)本，采集數(shù)據(jù)，利用三維建模技術(shù)，設(shè)計(jì)出真實(shí)比例的電腦三維模型，將三維模型導(dǎo)入三維引擎中，在虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中渲染出訓(xùn)練使用的三維模型，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)編寫(xiě)代碼的方式設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的步驟，并制作出相應(yīng)的訓(xùn)練軟件，學(xué)生或者醫(yī)生佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和感應(yīng)手套，進(jìn)入虛擬場(chǎng)景中，通過(guò)佩戴者的操作指令，使得虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中的三維模型做出相應(yīng)的反饋展示，進(jìn)行醫(yī)療實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，在進(jìn)行多人同時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，需接入互聯(lián)網(wǎng)，且計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)每個(gè)感應(yīng)手套的操作指令，操孔虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中的三維模型做出相應(yīng)的反饋展示。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。