[發明專利]一種基于HoloLens的3D經絡循行可視化教學系統

在審

• 申請號: 202011596981.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112687131A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 邱兆文;王東巖;羅丹;藏加宇;高頔;趙聲威;董旭;崔一之;劉洋
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G09B5/02
• 分類號: G09B5/02;G06T17/00
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

一種基于HoloLens的3D經絡循行可視化教學系統，涉及混合現實技術領域，用以解決現有技術對于人體經絡穴位的3D顯示中不能動態顯示經絡循行以及不能交互的問題。該系統通過3D模型建立模塊采用3Dmax建立人體3D結構模型，通過模型顯示模塊即HoloLens顯示設備顯示人體經絡、穴位與人體組織的全息影像，并通過人機交互模塊使用戶方便通過手勢或者語音與系統進行交互，在交互過程中對人體3D模型進行任意拆分、縮放、旋轉、移動、深度切割等操作，采用混合現實技術并添加動畫技術展示人體穴位、人體經絡及部分經絡循行，可以使用戶更好的理解穴位及經絡的空間結構和位置關系，從而實現醫學信息的精確傳遞與共享。本發明為中醫理論的教學提供了可交互的混合現實數字化平臺。

技術領域

本發明涉及混合現實技術領域，具體涉及一種基于HoloLens的3D經絡循行可視化教學系統。

背景技術

人體經絡腧穴是中醫的特色之一，其數目龐大且命名抽象。借助現代信息技術建立經絡腧穴模型,達到真實立體的效果,使經絡腧穴的表示在教學和操作訓練中更形象化,有助于記憶與理解。現有技術中有研究采用圖形學技術結合,使用三維制作軟件和微軟開發工具包來構建可演示的三維虛擬人體經絡模型；有研究采用將虛擬現實技術應用于傳統針灸的教學與訓練，開發了針灸教學輔助系統；有研究采用以中國人體腧穴真實標本素材為基礎，用三維技術建立人體腧穴定位及針刺方向虛擬模型。但是，上述研究創建的主要用于教學的虛擬人體經絡模型，其經絡和腧穴多以明文方式在模型表面顯示，不僅不具有經絡循行動態顯示功能，且并不具有良好的交互功能。

發明內容

鑒于以上問題，本發明提出一種基于HoloLens的3D經絡循行可視化教學系統，用以解決現有技術對于人體經絡穴位的3D顯示中不能動態顯示經絡循行以及不能交互的問題。

一種基于HoloLens的3D經絡循行可視化教學系統包括：

3D模型建立模塊，用于采用3Dmax建立人體3D結構模型；所述3D模型建立模塊包括人體模型建立子模塊、人體經絡模型建立子模塊、人體穴位模型建立子模塊和空間坐標系調整子模塊；

模型顯示模塊，用于通過HoloLens顯示設備顯示人體經絡、穴位與人體組織的全息影像；所述模型顯示模塊包括人體模型顯示子模塊、穴位顯示子模塊、經絡循行顯示子模塊；其中，所述經絡循行顯示子模塊用于利用動畫模擬動態顯示經絡循行；

人機交互模塊，用于用戶通過手勢或者語音與系統進行交互；所述人機交互模塊包括手勢控制子模塊和語音控制子模塊；其中，手勢控制子模塊用于通過不同的手勢與系統進行交互，語音控制子模塊用于通過語音控制人體組織顯示或隱藏。

進一步地，所述人體模型建立子模塊用于建立人體3D模型，采用多邊形曲面建模的方式建立模型；所述人體經絡模型建立子模塊用于建立人體經絡模型；所述人體穴位模型建立子模塊用于建立人體穴位模型；所述空間坐標系調整子模塊用于結合人體混合現實3D結構模型，調整三維虛擬人體空間坐標系。

進一步地，所述人體3D模型包括人體皮膚、骨骼、肌肉、血管、神經。

進一步地，所述穴位顯示子模塊用于顯示穴位及穴位標簽，并進行閃爍顯示。

進一步地，所述手勢控制子模塊包括菜單召喚單元和模型操控單元，所述菜單召喚單元用于通過手掌手勢召喚系統菜單；所述模型操控單元用于通過選擇不同的操作指令來操控人體3D模型。

進一步地，所述菜單召喚單元中通過以下方式召喚系統菜單：手掌與用戶視線相對并遠離用戶，則顯示菜單；手掌與用戶視線相背并遠離用戶，則隱藏菜單。

進一步地，所述模型操控單元中操作指令包括移動、旋轉、縮放、組織拆分、平躺復原、剪裁和透視。

進一步地，所述模型操控單元中操控人體3D模型包括單手或雙手操控。

本發明的有益技術效果是：