一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法专利检索-环境控制暖气，通风和空调专利检索查询-专利查询网

一种 放射 治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法

阅读：1发布：2020-07-31

专利汇可以提供一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法。虚拟仿真教学实验包括应用架构和平台架构，所述平台架构为应用架构的后端架构，所述应用架构包括应用层和通用层，所述应用层为场景构建和人物构建、应用于虚拟设备和虚拟环境，所述通用层为理论知识学习、实验教学管理、实验资源管理、教学互动交流、智能纠错指导、实验结果批改、实验报告管理和教学效果评估。采取线下、线上两种教学方式，涉及课堂教学、实训教学、课后预习复习三个教学环节，引入三维建模、3D打印、虚拟现实、增强现实、人工智能、大数据等技术手段，坚持能实不虚的原则，建设放射性治疗优质数字教育资源和共建共享环境。，下面是一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验，其特征在于，虚拟仿真教学实验包括应用架构和平台架构，所述平台架构为应用架构的后端架构，所述应用架构包括应用层和通用层，所述应用层为场景构建和人物构建、应用于虚拟设备和虚拟环境，所述通用层为理论知识学习、实验教学管理、实验资源管理、教学互动交流、智能纠错指导、实验结果批改、实验报告管理和教学效果评估；
所述平台架构包括网络层、支撑层和数据层，所述网络层进行数据加密与连接管理，所述支撑层的认证模块进行用户身份认证和链接访问控制，所述支撑层的数据管理模块进行数据访问控制和数据缓存，所述支撑层的业务逻辑模块进行引导学习逻辑和考核评估逻辑，所述数据层的数据层实现对所有数据的存储，包括用户信息数据库、三维模型数据库、试题数据库、标准答题库和评分表数据库。
2.利用权利要求1所述的虚拟仿真教学实验的实验方法，其特征在于，所述实验方法包括以下步骤：
步骤1.1：用户登入后出现注意事项、实验简介和实验原理，点击“了解”进入实验；
步骤1.2：进入教学模式同时显示菜单栏、学习栏和提示栏后进行案例导入；
步骤1.3：根据病人治疗部位选择合适体架，若选择错误，则给出提示继续进行选择，若选择正确则进入下一步；
步骤1.4：纠正患者体位，若找出错误体位三种以下，即没有全部找出，则继续进行纠正患者体位，若将三种错误体位全部找出，则进行下一步；
步骤1.5：校对激光灯与患者治疗中心的X、Y、Z方向位置，若未同时校对正确三个方向，则触发移动按钮的持续显现，直至移动至正确位置，系系统给出正确提示并出现图像获取方式选择；
步骤1.6：图像获取方式包括EPID、IGPS及CBCT，当选择其中一种后进行图像获取及图像配准；
步骤1.7：自动识别结果，根据预设的判断标准，判断配准结果是否在预设误差范围，若不在预设误差范围内，则移动治疗床进行校正，若在预设误差范围内，则进行下一步；
步骤1.8：进行治疗；
步骤1.9：治疗完毕，进行误差动画展示。
3.利用权利要求1所述的虚拟仿真教学实验的实验方法，其特征在于，所述实验方法包括以下步骤：
步骤2.1：用户登入后出现注意事项、实验简介和实验原理，点击“了解”进入实验；
步骤2.2：进入考核模式同时显示菜单栏、返回键和提示栏后进行案例导入；
步骤2.3：导入案例后进行考核题目的步骤选择；
步骤2.4：进入考核选择题目；
步骤2.5：选择体架，若选择错误，则给出提示继续进行选择，若选择正确则进入下一步；
步骤2.6：纠正患者体位，若找出错误体位三种以下，即没有全部找出，则继续进行纠正患者体位，若将三种错误体位全部找出，则进行下一步；
步骤2.7：校对患者X、Y、Z轴方向的位置，若未同时校对正确三个方向，触发移动按钮持续存在，不能进行下一步，直至移动至正确位置，若同时校对正确三个方向，系统给出语音及打钩提示，出现图像获取方式选择；
步骤2.8：图像获取方式包括EPID、IGPS及CBCT，当选择其中一种后进行填空题考核；
步骤2.9：填空题考核完毕后，进行逻辑题考核；
步骤2.10：相应选择结果的治疗动画展示后生成实验报告。
4.根据权利要求2或3所述的实验方法，其特征在于，所述案例导入具体为运用3D建模、动画场景和语音配合实现虚拟教学场景实现。
5.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述图像获取方式EPID的0°和90°机架转动获取图像，利用建模优化场景。
6.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述图像获取方式IGPS交叉获取图像位置；IGPS由两组图像获取装置组成，分别位于设备的45度和135度角，包括射线发出和与之交叉在地面的接受影像板组成；图像获取时，两个上方的射线源发出射线，交叉到对角的影像接收板，得到穿过人体的射线，并形成影像。
7.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述图像获取方式CBCT基于360°观测机架转动360°获取图像。
8.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤2.9中逻辑题的图像配置分为二维和三维。
9.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述考核模式的选择题、填空题和逻辑题均选自考核题库。

说明书全文

一种放射 治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法。

背景技术

[0002] 放射治疗技术学课程主要讲授如何运用放疗设备及辅助装置，学习对患者的体位固定、模拟定位、治疗计划制定和治疗实施，以及对患者的健康教育和心理干预等内容，为学生从事放射治疗师工作岗位打下基础。

[0003] 《放射治疗技术学》和《放射治疗学》是医学影像技术本科专业的核心专业课，学生不仅要学习理论知识，还有24学时的临床见习和6周的临床实习。但由于电子直线加速器(2000万/台)、射波刀(4000万/台)等设备十分昂贵，且使用率极高，满足病人治疗使用已捉襟见肘。目前教学主要以教材、幻灯、视频等面授方式进行；学生实践一般也仅能实现认知训练，以及简单的、不涉及贵重设备操作的病人摆位等实训。学生无法置身其境亲自实施或者模拟放射治疗的整个过程，对放射治疗设备的使用和性能的掌握更是微乎其微；导致教学只能“授之以鱼，而不能授之以渔”。

[0004] 医学影像技术专业学生对实训和专业技能掌握的必要性，和医院实践基地资源紧张和不可及性的现实之间形成了矛盾，而市场上也没有相关的原理性设备可供院校采购用于教学实训，极大的影响了学生动手能力的提升和专业技能的掌握。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验，采取线下、线上两种教学方式，涉及课堂教学、实训教学、课后预习复习三个教学环节，引入三维建模、3D打印、虚拟现实、增强现实、人工智能、大数据等技术手段，坚持能实不虚的原则，建设放射性治疗优质数字教育资源和共建共享环境。

[0006] 上述的目的通过以下的技术方案实现：

[0007] 一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验，虚拟仿真教学实验包括应用架构和平台架构，所述平台架构为应用架构的后端架构，所述应用架构包括应用层和通用层，所述应用层为场景构建和人物构建、应用于虚拟设备和虚拟环境，所述通用层为理论知识学习、实验教学管理、实验资源管理、教学互动交流、智能纠错指导、实验结果批改、实验报告管理和教学效果评估；

[0008] 所述平台架构包括网络层、支撑层和数据层，所述网络层进行数据加密与连接管理，所述支撑层的认证模块进行用户身份认证和链接访问控制，所述支撑层的数据管理模块进行数据访问控制和数据缓存，所述支撑层的业务逻辑模块进行引导学习逻辑和考核评估逻辑，所述数据层的数据层实现对所有数据的存储，包括用户信息数据库、三维模型数据库、试题数据库、标准答题库和评分表数据库。

[0009] 进一步的，所述实验方法包括以下步骤：

[0010] 步骤1.1：用户登入后出现注意事项、实验简介和实验原理，点击“了解”进入实验；

[0011] 步骤1.2：进入教学模式同时显示菜单栏、学习栏和提示栏后进行案例导入；

[0012] 步骤1.3：根据病人治疗部位选择合适体架，若选择错误，则给出提示继续进行选择，若选择正确则进入下一步；

[0013] 步骤1.4：纠正患者体位，若找出错误体位三种以下，即没有全部找出，则继续进行纠正患者体位，若将三种错误体位全部找出，则进行下一步；

[0014] 步骤1.5：校对激光灯与患者治疗中心的X、Y、Z方向位置，若未同时校对正确三个方向，则触发移动按钮的持续显现，直至移动至正确位置，系系统给出正确提示并出现图像获取方式选择；

[0015] 步骤1.6：图像获取方式包括EPID、IGPS及CBCT，当选择其中一种后进行图像获取及图像配准；

[0016] 步骤1.7：自动识别结果，根据预设的判断标准，判断配准结果是否在预设误差范围，若不在预设误差范围内，则移动治疗床进行校正，若在预设误差范围内，则进行下一步；

[0017] 步骤1.8：进行治疗；

[0018] 步骤1.9：治疗完毕，进行误差动画展示。

[0019] 进一步的，所述实验方法包括以下步骤：

[0020] 步骤2.1：用户登入后出现注意事项、实验简介和实验原理，点击“了解”进入实验；

[0021] 步骤2.2：进入考核模式同时显示菜单栏、返回键和提示栏后进行案例导入；

[0022] 步骤2.3：导入案例后进行考核题目的步骤选择；

[0023] 步骤2.4：进入考核选择题目；

[0024] 步骤2.5：选择体架，若选择错误，则给出提示继续进行选择，若选择正确则进入下一步；

[0025] 步骤2.6：纠正患者体位，若找出错误体位三种以下，即没有全部找出，则继续进行纠正患者体位，若将三种错误体位全部找出，则进行下一步；

[0026] 步骤2.7：校对患者X、Y、Z轴方向的位置，若未同时校对正确三个方向，触发移动按钮持续存在，不能进行下一步，直至移动至正确位置，若同时校对正确三个方向，系统给出语音及打钩提示，出现图像获取方式选择；

[0027] 步骤2.8：图像获取方式包括EPID、IGPS及CBCT，当选择其中一种后进行填空题考核；

[0028] 步骤2.9：填空题考核完毕后，进行逻辑题考核；

[0029] 步骤2.10：相应选择结果的治疗动画展示后生成实验报告。

[0030] 进一步的，所述案例导入具体为运用3D建模、动画场景和语音配合实现虚拟教学场景实现。

[0031] 进一步的，所述图像获取方式EPID的0°和90°机架转动获取图像，利用建模优化场景。

[0032] 进一步的，所述图像获取方式IGPS交叉获取图像位置；IGPS由两组图像获取装置组成，分别位于设备的45度和135度角，包括射线发出和与之交叉在地面的接受影像板组成；图像获取时，两个上方的射线源发出射线，交叉到对角的影像接收板，得到穿过人体的射线，并形成影像。

[0033] 进一步的，所述图像获取方式CBCT基于360°观测机架转动360°获取图像。

[0034] 进一步的，所述步骤2.9中逻辑题的图像配置分为二维和三维。

[0035] 进一步的，所述考核模式的选择题、填空题和逻辑题均选自考核题库。

[0036] 有益效果：

[0037] 1.本发明的方案设计流程按照教学大纲的重难点分别设计，满足学生学习需求，激发学生的学习兴趣。

[0038] 2.本发明的逻辑判断采用IF、ELSE、UNTILL等语句，系统可以根据用户的选择快速判断得到结果。

[0039] 3.本发明的采用3D建模构建虚拟场景、设备、人物，仿真相似度达到90％，用户体验感佳，达到大程度辅助或取代实地场景的教学模式。

[0040] 4.本发明的软件可在离线情况下使用，可以方便用户随时随地使用，并且系统具有记忆功能，可以退出保存，再次进入可以继续学习，充分让用户可以使用碎片化时间学习。附图说明

[0041] 图1是本发明的结构示意图。

[0042] 图2是本发明的流程示意图。

[0043] 图3是本发明的学习流程图。

[0044] 图4是本发明的考核流程图。

具体实施方式

[0045] 下述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于下述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

[0046] 一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验，虚拟仿真教学实验包括应用架构和平台架构，所述平台架构为应用架构的后端架构，所述应用架构包括应用层和通用层，所述应用层为场景构建和人物构建、应用于虚拟设备和虚拟环境，所述通用层为理论知识学习、实验教学管理、实验资源管理、教学互动交流、智能纠错指导、实验结果批改、实验报告管理和教学效果评估；

[0047] 所述平台架构包括网络层、支撑层和数据层，所述网络层进行数据加密与连接管理，所述支撑层的认证模块进行用户身份认证和链接访问控制，所述支撑层的数据管理模块进行数据访问控制和数据缓存，所述支撑层的业务逻辑模块进行引导学习逻辑和考核评估逻辑，所述数据层的数据层实现对所有数据的存储，包括用户信息数据库、三维模型数据库、试题数据库、标准答题库和评分表数据库。

[0048] 应用层实现对通用层形成的教学逻辑进行建模和可视化，建模部分基于3dsmax等工具实现场景和人物的构建，可视化部分基于u3d等工具实现虚拟设备和虚拟环境，观察实现的虚拟场景和人物。

[0049] 通用层实现教学逻辑，包括理论知识学习、实验教学管理、实验资源管理、教学互动交流、智能纠错指导、实验结果批改、实验报告管理和教学效果评估。

[0050] 网络层实现数据和应用之间的管道，进行数据加密与连接管理。

[0051] 支撑层实现对用户的认证、数据管理及业务逻辑。认证模块进行用户身份认证和链接访问控制，数据管理模块进行数据访问控制和数据缓存，业务逻辑模块实现引导学习逻辑和考核评估逻辑。

[0052] 数据层实现对所有数据的存储，包括用户信息数据库、三维模型数据库、试题数据库、标准答题库和评分表数据库。

[0053] 进一步的，所述实验方法包括以下步骤：

[0054] 步骤1.1：用户登入后出现注意事项、实验简介和实验原理，点击“了解”进入实验；

[0055] 步骤1.2：进入教学模式同时显示菜单栏、学习栏和提示栏后进行案例导入；

[0056] 步骤1.3：根据病人治疗部位选择合适体架，若选择错误，则给出提示继续进行选择，若选择正确则进入下一步；

[0057] 步骤1.4：纠正患者体位，若找出错误体位三种以下，即没有全部找出，则继续进行纠正患者体位，若将三种错误体位全部找出，则进行下一步；

[0058] 步骤1.5：校对激光灯与患者治疗中心的X、Y、Z方向位置，若未同时校对正确三个方向，则触发移动按钮的持续显现，直至移动至正确位置，系系统给出正确提示并出现图像获取方式选择；

[0059] 步骤1.6：图像获取方式包括EPID、IGPS及CBCT，当选择其中一种后进行图像获取及图像配准；

[0060] 步骤1.7：自动识别结果，根据预设的判断标准，判断配准结果是否在预设误差范围，若不在预设误差范围内，则移动治疗床进行校正，若在预设误差范围内，则进行下一步；

[0061] 步骤1.8：进行治疗；

[0062] 步骤1.9：治疗完毕，进行误差动画展示。

[0063] 进一步的，所述实验方法包括以下步骤：

[0064] 步骤2.1：用户登入后出现注意事项、实验简介和实验原理，点击“了解”进入实验；

[0065] 步骤2.2：进入考核模式同时显示菜单栏、返回键和提示栏后进行案例导入；

[0066] 步骤2.3：导入案例后进行考核题目的步骤选择；

[0067] 步骤2.4：进入考核选择题目；

[0068] 步骤2.5：选择体架，若选择错误，则给出提示继续进行选择，若选择正确则进入下一步；

[0069] 步骤2.6：纠正患者体位，若找出错误体位三种以下，即没有全部找出，则继续进行纠正患者体位，若将三种错误体位全部找出，则进行下一步；

[0070] 步骤2.7：校对患者X、Y、Z轴方向的位置，若未同时校对正确三个方向，触发移动按钮持续存在，不能进行下一步，直至移动至正确位置，若同时校对正确三个方向，系统给出语音及打钩提示，出现图像获取方式选择；

[0071] 步骤2.8：图像获取方式包括EPID、IGPS及CBCT，当选择其中一种后进行填空题考核；图文形式并存，利用文字识别技术，用户填写答案，系统自动识别并给出反馈，正确的用绿色显示，错误用红色显示。

[0072] 步骤2.9：填空题考核完毕后，进行逻辑题考核；逻辑题设置不同的干扰项，正确答案有一个或多个，根据题目提示，选错不能进入下一步，只有选择正确才能进行下一步；

[0073] 步骤2.10：相应选择结果的治疗动画展示后生成实验报告。

[0074] 实验分数＝80％学习分数+20％考核分数。

[0075] 针对考生的薄弱环节进行点评和给以建议。

[0076] 进一步的，所述案例导入具体为运用3D建模、动画场景和语音配合实现虚拟教学场景实现。

[0077] 进一步的，所述图像获取方式EPID的0°和90°机架转动获取图像。

[0078] 进一步的，所述图像获取方式IGPS交叉获取图像位置。IGPS由两组图像获取装置组成，分别位于设备的45度和135度角，包括射线发出和与之交叉在地面的接受影像板组成。图像获取时，两个上方的射线源发出射线，交叉到对角的影像接收板，得到穿过人体的射线，并形成影像。

[0079] 进一步的，所述图像获取方式CBCT基于360°观测机架转动360°获取图像。

[0080] 进一步的，所述步骤2.9中逻辑题的图像配置分为二维和三维。

[0081] 根据需要选择图像配置，可调节对比度、透明度等进行图像观察和配置，计算机会根据图像特征给出误差值，系统根据预设的误差值标准对误差值进行判断，得出判断结果，用户根据结果选择是否对患者进行治疗。

[0082] 进一步的，所述考核模式的选择题、填空题和逻辑题均选自考核题库。

[0083] 考核题库设有200-1000道题，随机给出10-30道题，并在所有道题回答完毕后给出分数及答案。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种供配电区域电子告警装置	2020-11-02	1
控制传染病传播用消毒装置	2021-10-17	1
一种适应多种环境的稳定平台	2021-12-14	0
自激自适应式微波探测器及其自适应方法	2023-05-15	1
一种高压电力设备中气体分解产物浓度检测方法	2020-11-06	0
监控方法及系统	2022-01-08	1
带人脸采集的安检门	2020-06-05	1
变频器模拟装置	2023-03-28	0
一种智能台灯	2020-07-02	2
一种用于环境检测的检测装置	2020-12-31	1

一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法

一种放射治疗体位固定及治疗实施虚拟仿真教学实验方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：