一种VR支气管镜检查与治疗教学平台 |
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| 申请号 | CN202311829647.0 | 申请日 | 2023-12-27 | 公开(公告)号 | CN117975798A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 广州医科大学附属第三医院(广州重症孕产妇救治中心、广州柔济医院); | 发明人 | 邹钧; 陈德雄; 何滔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种VR 支气管镜 检查与 治疗 教学平台，包括VR 手柄 ，VR眼镜，储存单元，计分单元和系统单元。本发明通过设置沉浸式模拟的VR系统，在常规的训练和教学下，能够直接基于支气管模型以及平面的支气管镜 定位 点，构成对支气管结构认知、病灶处理的观察和学习，考核时亦可选择随机的处理点，需要时也能够根据需要改变支气管模型的形状，可实现更拟真的教学流程和沉浸式操作的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种VR支气管镜检查与治疗教学平台，其特征在于，包括VR手柄，VR眼镜，储存单元，计分单元和系统单元； |
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| 说明书全文 | 一种VR支气管镜检查与治疗教学平台技术领域[0001] 本发明涉及支气管镜教学领域，特别涉及一种VR支气管镜检查与治疗教学平台。 背景技术[0002] 支气管镜是一种经口或鼻置入患者下呼吸道，用于做肺叶、段及亚段支气管病变的观察、活检采样、细菌学和细胞学检查，配合TV系统可进行摄影、示教和动态记录的医疗器械，而由于支气管镜的操作要求较高，对于医疗人员的手部精确程度达到标准需要具有大量练习，较常使用的方式则是采用训练模型的形式，例如专利号为CN103918019B的现有技术，即是采用密封空间内部包含有模型，通过在外部的操作锻炼手部的操作；这种形式虽然具有一定的效果，但是对于病灶的认知以及临场病情改变的突发情况演练没有良好的训练，因此通常会配合电子评分设备配合锻炼，相应的技术在专利号为CN106856067B中揭示，采用此种类似的技术能够达到相应的评分效果。 [0003] 虽然如今的支气管镜训练方式较为成熟，但上述的方式毕竟只是简单的模型化模拟，仅采用电子式评分依旧无法构成在突发情况下的沉浸式训练，特别是支气管镜在不同病灶情况下，所使用的模型也需要相应的更改模型结构以及位置关系，尤其是在针对实际的病例以及部分疑难杂症的后续反思，还有对肺部出血点和积痰点时的实时模型观察和操作，均需要更拟真的形式进行训练，同时训练的时候也需要在流程中加入其它的因素，例如支气管镜流程中出现缺氧时的临时处理等，均需要采用更具有即时性的技术进行训练。 发明内容[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案： [0006] 本发明一种VR支气管镜检查与治疗教学平台，包括VR手柄，VR眼镜，储存单元，计分单元和系统单元； [0009] 所述计分单元包含有平面图像、计时模块和区间反馈模块，平面图像用于对摄像头节点在支气管模型内部的位置定位，计时模块用于对摄像头节点的动作流程计时，区间反馈模块用于节点单元的区间范围内的误差设定。 [0010] 作为本发明的一种优选技术方案，所述资料库还包含有教学单元，通过储存单元下支气管模型和教学单元配合，使摄像头节点进入支气管模型内部完成支气管结构的认识。 [0011] 作为本发明的一种优选技术方案，所述节点单元位于支气管模型内部的定位点处，节点单元包含有出血点和积痰点，其中出血点为流线型结构设置，积痰点为块状结构设置，且位于摄像头节点包含有止血喷雾和吸引管，所述节点单元的定位处由资料库下的随机算法给出随机点和随机的出血点以及积痰点的方位，且位于支气管模型的左右肺叶处。 [0012] 作为本发明的一种优选技术方案，所述支气管模型分为左肺和右肺，左肺和右肺又包含有上、中下三叶，以及气管隆凸，文字识别单元用于提取病例内容中关于病灶的位置描述和病灶的情况描述，病灶定位单元用于将病灶的位置描述或图示与支气管模型的位置对应设置，用于直接将实际病例模拟在支气管模型中。 [0013] 作为本发明的一种优选技术方案，所述资料库还包含有记录单元和设置单元，记录单元设置有Apriori算法或ANN算法，用于将病例内容不断置入设置单元中存放，并更新记录单元下的病灶平面图，基于Apriori算法或ANN算法对随机算法调节节点单元的预设定节点。 [0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： [0015] 1：本发明通过设置沉浸式模拟的VR系统，在常规的训练和教学下，能够直接基于支气管模型以及平面的支气管镜定位点，构成对支气管结构认知、病灶处理的观察和学习，考核时亦可选择随机的处理点，需要时也能够根据需要改变支气管模型的形状，可实现更拟真的教学流程和沉浸式操作的效果。 [0016] 2：本发明还能够直接输入实际的经典病例或病例回顾的病程信息，根据系统下设置的储存单元在病灶处模拟相应的状况，以此针对病程的进一步研究或学习，且在必要时可通过自身的拟真效果，根据系统单元的设定调节出支气管镜流程中可能会遇到的情况。附图说明 [0018] 图1是本发明的模块结构连接图； [0019] 图2是本发明VR图示下的结构认知示意图； [0020] 图3是本发明VR图示下的清创示意图。 具体实施方式[0021] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 [0022] 实施例1 [0023] 如图1‑3所示，本发明提供一种VR支气管镜检查与治疗教学平台，包括VR手柄，VR眼镜，储存单元，计分单元和系统单元； [0024] 储存单元包含有病例内容和支气管模型，其中支气管模型包含有完整的支气管结构和摄像头节点，支气管结构包覆摄像头节点于内侧设置；病例内容包含有文字识别单元和病灶定位单元； [0025] 系统单元包含有资料库和节点单元，其中资料库包含有随机算法，用于对资料库的内容随机提取；节点单元包含有预设定节点，在支气管模型中设置相应方位的节点，用于教学； [0026] 计分单元包含有平面图像、计时模块和区间反馈模块，平面图像用于对摄像头节点在支气管模型内部的位置定位，计时模块用于对摄像头节点的动作流程计时，区间反馈模块用于节点单元的区间范围内的误差设定。 [0027] 资料库还包含有教学单元，通过储存单元下支气管模型和教学单元配合，使摄像头节点进入支气管模型内部完成支气管结构的认识。 [0028] 节点单元位于支气管模型内部的定位点处，节点单元包含有出血点和积痰点，其中出血点为流线型结构设置，积痰点为块状结构设置，且位于摄像头节点包含有止血喷雾和吸引管，节点单元的定位处由资料库下的随机算法给出随机点和随机的出血点以及积痰点的方位，且位于支气管模型的左右肺叶处。 [0029] 支气管模型分为左肺和右肺，左肺和右肺又包含有上、中下三叶，以及气管隆凸，文字识别单元用于提取病例内容中关于病灶的位置描述和病灶的情况描述，病灶定位单元用于将病灶的位置描述或图示与支气管模型的位置对应设置，用于直接将实际病例模拟在支气管模型中。 [0030] 资料库还包含有记录单元和设置单元，记录单元设置有Apriori算法或ANN算法，用于将病例内容不断置入设置单元中存放，并更新记录单元下的病灶平面图，基于Apriori算法或ANN算法对随机算法调节节点单元的预设定节点。 [0031] 以下根据实际的使用时工作流程说明整体系统的使用方式。 [0032] 使用者主要佩戴VR手柄和VR眼镜操控系统，在进入系统内后并进行操作时，即如图2所示，图中平面视角的支气管处为计分单元的平面图像，白色点状结构处为支气管模型下的摄像头节点，即展示为平面图像右侧的摄像头形式，右侧图像此时为气管隆凸处，图3中的位置为左肺叶处； [0033] 在摄像头节点进入到相应的节点处时，如处于气管隆凸处的区间时，计分单元的区间范围模块将对其计分，随后使用者进入左肺和右肺的上中下三叶处的末端，以及其它所设定的节点处，在系统设定的区间范围模块处的误差范围下，进入范围内即可得分，并且在摄像头节点画面的最上端显示位置信息；与此同时，在计分单元下的计时模块会根据操作者的操作时间计时，并记录相应的前进速度，以形成最终评分的评价值。 [0034] 图3中则主要涉及到痰液和出血点的处理，即依旧如上述的流程所述进行移动，随后在接触到病灶点时，如图3的出血点处，出血点为流线型结构设置，此时可通过VR手柄上的按钮模拟实际状况下的止血喷雾，对流线型结构的出血点处进行止血作业，止血流程完成后右上角依旧会记录分数；对于积痰则使用另外一个VR手柄按钮进行模拟，通过模拟吸引管的抽吸效果，不断的将较大积痰抽出后即可获得得分，与此同时前进速度和整体的时间也会记录到最终的评价体系中。 [0035] 上述流程即为常规的模拟流程，常规教学和处理模式能够直接沉浸式模拟和学习，需要时也能够通过资料库的教学单元在最初的使用时，通过VR手柄的震动和自动前进构成演示教学效果，在后续的初级考核时也能够采用这种设备进行操作等，而储存单元包含有多种不同形状的支气管模型，必要时也能够根据实际情况调节支气管模型的结构，以应对不同的考核情况，在需要时也可关闭计分单元处的平面图像，形成对操作者的熟练度和记忆能力考核；所设置的出血点和积痰点的个数的总体常规数量，在左右肺处均不少于18个，在考核时仅通过随机算法，例如Knuth洗牌算法，以此使得每一次的考核和训练均能够处于同一设定难度下，所设定的难度主要通过人为调节，难度包含有如总体需要处理的个数，出血量和集痰点的大小，最短行经路线以及需要处理点的密集程度和复杂程度等。 [0036] 而在此之上，使用者还能够将储存模块接入到其它的病历储存端，例如直接将经典病历输入到储存模块下，通过病历内容中的文字识别单元和病灶定位单元对病历中的讯息提取，例如对病历中的病程表述提取相关讯息，建立准确的病灶形状，对病程下的影像记录识别对应的病灶方位，并在支气管模型中对病灶位置定位； [0037] 在之后即可根据使用者对支气管模型的调节，或者直接由病灶定位单元所识别的图像作为基础，使用者随后检验结构和调节即可，最终实现在VR的系统单元内模拟还原经典病历的情况，随后对经典病例和疑难杂症的回顾进行讲解或推演病程；而在此之上的进阶考核或训练也能够相应设置，例如在支气管镜进入到支气管模型后，患者突然出现缺氧、喉头水肿和支气管痉挛等紧急突发情况下的模拟，且突发情况亦符合随机算法的形式，同时随机出现的情况亦符合病例下可能出现的情况，以此配合考验使用者实际病例病程或实际应对的策略。 [0038] 大量的病例内容处输入了较多病历后，储存单元自身能够输出讯息至系统单元，通过资料库记录单元基于Apriori算法或ANN算法对病灶点记录，并扩充出血量和集痰点的出现数量，以形成实际的处理点，从而增加整体模型在考核时的拟真程度，与此同时在设置单元所储存的点状结构也可构成点阵图，即通过记录不同病状结果的发病点，将发病区域和点阵图关联并反馈至支气管模型以及节点单元中，以此改变不同病程下的支气管模型和发病点；并且能够统计整体的病程信息在考核时给出较常、较密集出现的出血量和集痰点，搭配不易察觉的病程信息下的较稀疏、较隐蔽的出血量和集痰点，组合呈最终的考核或训练讯息。 [0039] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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