交互式虚拟分段诊刮术教学系统和教学方法
专利汇可以提供交互式虚拟分段诊刮术教学系统和教学方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公布了一种交互式虚拟分段诊刮术教学系统和教学方法，包括整体 外壳 、模拟刮宫勺、二维运动 定位 系统、万向部件、数据信息处理器和显示器；所有部件均置于整体外壳中；模拟刮宫勺插在万向部件中；万向部件带有传感和 触觉反馈 ，夹持在整体外壳的前部中央；数据信息处理器固定在二维运动定位系统上，用于构建 虚拟环境 和用户交互；模拟刮宫勺具有三个旋转 自由度 和一个位移自由度，用于对分段诊刮术操作进行模拟。本发明技术方案实现向教与学双方提供仿仿真手术操作模拟装置和教学方法，具有刮勺实时压 力 计算功能，能够灵敏地捕获操作力度，提供及时的触觉反馈，实现视觉学习，提高学习的效率。，下面是交互式虚拟分段诊刮术教学系统和教学方法专利的具体信息内容。
1.一种交互式虚拟分段诊刮术教学系统，包括：整体外壳、模拟刮宫勺、二维运动定位系统、万向部件、数据信息处理器和显示器；所述模拟刮宫勺、二维运动定位系统、万向部件、数据信息处理器和显示器均置于整体外壳中；所述模拟刮宫勺插在所述万向部件中；所述万向部件带有传感和触觉反馈，夹持在整体外壳的前部中央；所述数据信息处理器固定在二维运动定位系统上，用于构建虚拟环境和实现用户交互操作；所述模拟刮宫勺具有旋转自由度和位移自由度，用于模拟分段诊刮术操作。
2.如权利要求1所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述模拟刮宫勺包括中空直杆和端部的发光管；所述中空直杆的外直径和材质模拟真实手术使用的刮宫勺；所述端部的发光管采用有色LED发光管或红外发光管；电气连接通过模拟刮宫勺内的中空部分完成。
3.如权利要求1所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述万向部件由一个带有内表面凹槽和内表面空腔的万向球、镶嵌于凹槽中的非接触光学传感器、多个均匀分布在万向球内表面空腔中的震荡电机、一对万向球托盘、与万向球托盘相对应的一对固定柱组成；所述固定柱固定在底座上，每只固定柱端部固定有相应的万向球托盘；万向球托盘罩扣在万向球两端，使得万向球仅能在万向球托盘中进行任意角度的旋转；所述非接触光学传感器用于检测获得模拟刮宫勺位移和旋转数据，并上传给数据信息处理器。
4.如权利要求3所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述模拟刮宫勺穿插放置在所述万向球中心。
5.如权利要求3所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述均匀分布在万向球内表面空腔中的震荡电机为4～8个；所述万向球托盘为碗状。
6.如权利要求1所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述二维运动定位系统由放置在模拟刮宫勺尖端前方的摄像机和幕布构成，摄像机和幕布的间距范围为10～
50CM。
7.如权利要求1所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述的数据信息处理器包括位置计算模块，物理仿真模块和三维渲染模块；位置计算模块接收二维运动定位系统和万向部件发来的信号，整合为模拟刮宫勺位置数据，传送给物理仿真模块和三维渲染模块；物理仿真模块接收模拟刮宫勺位置数据，根据采集好的刮宫手术实际力量，通过物理引擎仿真得到触觉数据，传给万向装置；三维渲染模块接收模拟刮宫勺位置数据，根据采集好的子宫形状数据，实时渲染虚拟场景得到虚拟图像数据，并将结果交由显示器交互显示。
8.如权利要求1所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统，其特征是，所述整体外壳模拟典型女性外阴部和部分躯干。
9.一种利用权利要求1～8所述交互式虚拟分段诊刮术教学系统的交互式虚拟分段诊刮术教学方法，包括如下步骤：
1)采集刮宫手术实际力量数据和子宫形状数据，作为参照数据；
2)将模拟刮宫勺插在万向部件中；模拟刮宫勺具有三个旋转自由度和一个位移自由度，用于抽插；万向部件带有传感和触觉反馈，用于操作模拟刮宫勺；
3)数据信息处理器接收二维运动定位系统和万向部件发来的信号，获取模拟刮宫勺在整体外壳内部的实时位置信息；
4)利用步骤3)获取的模拟刮宫勺的实时位置信息，根据步骤1)采集的刮宫手术实际力量数据，通过物理引擎仿真得到对应的触觉数据；将触觉数据传给万向部件；
5)利用步骤3)获取的模拟刮宫勺的实时位置信息，根据步骤1)采集的子宫形状数据，实时渲染虚拟场景得到虚拟图像数据，由显示器交互显示。
10.如权利要求9所述交互式虚拟分段诊刮术教学方法，其特征是，步骤4)所述物理引擎采用unity3D或虚幻3。
交互式虚拟分段诊刮术教学系统和教学方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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