[發明專利]一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統

有效

• 申請號: 201611254329.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106781947B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 潘瑞紅
• 申請（專利權）人: 天津天堰科技股份有限公司
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 張東浩

本發明公開了一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統，包括實體模型、中央處理器、操作單元、顯示單元，通過建立相互關聯的實體坐標系和虛擬坐標系，同時隨著操作人員對操作單元的操作，空間定跟蹤模塊捕捉模擬部在實體坐標系的空間點的坐標從而能夠在虛擬坐標系中建立對應的虛擬點；再通過中央處理器獲取虛擬點在虛擬模型表面上的運行軌跡，從而根據運行軌跡對操作人員的消毒操作進行評價。本發明的一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統，填補了當前醫學教具領域中并無針對穿刺消毒進行虛擬訓練系統的空白，對完善醫護人員的穿刺消毒操作起到良好積極的效果，有利于其在訓練過程中形成規范的操作習慣。

技術領域

本發明涉及一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統，尤其涉及一種基于實體模型以及空間定位跟蹤單元的一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統。

背景技術

穿刺是將穿刺針刺入體腔抽取分泌物做化驗，向體腔注入氣體或造影劑做造影檢查，或向體腔內注入藥物的一種診療技術，目的是抽血化驗，輸血、輸液及置入導管做血管造影。消毒是穿刺技術如胸穿、腹穿、骨穿、腰穿等操作的關鍵步驟之一，如果消毒操作不規范，就有可能無法達到預期的消毒效果，導致穿刺過程中將細菌帶入體內引起感染，因此對醫護人員進行嚴格的消毒訓練以規范其消毒操作。然而目前在醫學教具中沒有專門用于穿刺消毒的虛擬訓練系統。

發明內容

因此，本發明提供一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統，以達到對醫護人員進行嚴格的消毒訓練的目的。

為了實現上述目的，本發明的一種具有自主評價機制的虛擬消毒訓練系統，包括實體模型、中央處理器、操作單元、顯示單元；

所述操作單元，用于模擬消毒棉球在實體模型上進行擦拭，包括模擬所述消毒棉球的模擬部以及空間定位跟蹤模塊；所述空間定位跟蹤模塊與所述中央處理器相連，用于實時采集所述模擬部所在實體坐標系的空間點的坐標并將采集到的坐標數據發送至中央處理器；

所述中央處理器，用于將所述實體模型所在的實體坐標系與該實體模型的虛擬模型所在的虛擬坐標系相互關聯；用于接收所述空間定位跟蹤模塊發送的所述模擬部所在實體坐標系的空間點的坐標數據，并在虛擬坐標系中建立虛擬點；用于判斷所述虛擬點是否在所述虛擬模型的表面上；用于獲取虛擬點在所述虛擬模型表面上的運行軌跡，并且將該運行軌跡在虛擬模型表面進行繪制，以及根據該運行軌跡判斷消毒操作是否合格，消毒操作是否合格包括消毒次數、單次消毒的方向、消毒留白、消毒半徑或消毒位置是否合格或消毒操作是否符合無菌原則；

所述顯示單元，與所述中央處理器相連，用于對虛擬模型以及虛擬點在所述虛擬模型表面上的運行軌跡以及消毒操作是否合格的結果予以顯示。

所述操作單元包括鑷子，所述鑷子的首部為所述模擬部，所述空間定位跟蹤模塊位于所述鑷子的尾部。

所述中央處理器判斷所述虛擬點是否在所述虛擬模型的表面上包括以下步驟：

1)建立所述虛擬模型為表面三角形網格模型；

2)建立三角形網格中三角形集合的層次包圍球，每一層的包圍球內包圍若干三角形組成的三角型集合，每一單個三角形包圍球的球心為該三角形的外接圓的圓心，層次包圍球的建立包括以下步驟：

判斷三角形集合是否只包含單個三角形，如果是，則該三角形的包圍球的球心為該三角形的外接圓的圓心，如果否，則求該三角形集合的長方體包圍盒，其中該三角形集合中每個三角形的外接圓的圓心代表該三角形，并將該長方體包圍盒沿長方體包圍盒最長邊分割成兩個三角形集合，遞歸建立這兩個三角形集合的層次包圍球，分別作為左子樹和右子樹；

3)遞歸更新層次包圍球的球心和半徑，包括以下步驟：

判斷包圍球的左子樹是否為空，如果否，則更新左子樹；

判斷包圍球的右子樹是否為空，如果否，則更新右子樹；