[發(fā)明專利]一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的助產(chǎn)模擬系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210245402.2
• 申請(qǐng)日: 2022-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN114627708A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖倩;郭黎;謝征;張明娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都醫(yī)科大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B9/00
• 分類號(hào): G09B9/00;G09B23/28;G16H50/50;G06Q50/20
• 代理公司: 北京之于行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的助產(chǎn)模擬系統(tǒng)，包括用于顯示胎兒的三維模型以及傳輸數(shù)據(jù)的模擬助產(chǎn)操作的混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備和孕婦腹部模型其特征在于，還包括：孕婦腹部模型包括孕婦腔體和胎兒模型，胎兒模型位于孕婦腔體內(nèi)部并基于傳感模塊定位出胎兒模型的體態(tài)特征于建模模塊進(jìn)行幾何三維模型建模；其中，幾何三維模型響應(yīng)于使用者的助產(chǎn)操作進(jìn)行微動(dòng)和/或體態(tài)特征的改變并實(shí)時(shí)響應(yīng)于孕婦腹部模型以同步改變胎兒模型，幾何三維模型通過混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備顯示于使用者眼前。本發(fā)明基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模擬助產(chǎn)教學(xué)，相較于傳統(tǒng)的通過理論知識(shí)進(jìn)行的教學(xué)方式，更具有實(shí)踐意義，臨床的多次操作使得教學(xué)變簡(jiǎn)單，同時(shí)實(shí)時(shí)的指導(dǎo)使得實(shí)踐操作能力提升迅速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的助產(chǎn)模擬系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

助產(chǎn)學(xué)是臨床護(hù)理本科的重要學(xué)科，其操作性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，學(xué)生短時(shí)間內(nèi)難以理解及掌握。近年來由于學(xué)生人數(shù)增多、教學(xué)醫(yī)院數(shù)量有限及醫(yī)學(xué)倫理的制約，使臨床實(shí)踐教學(xué)資源相對(duì)緊缺，難以滿足學(xué)生在實(shí)踐過程中多次、完整地學(xué)習(xí)各項(xiàng)臨床技能操作。而混合現(xiàn)實(shí)(MR，Mixed Reality)技術(shù)日益成熟，具有沉浸性、交互性、想象性、多感知性等屬性，不受“時(shí)”與“空”的限制，有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，有助于學(xué)生在虛實(shí)結(jié)合的情境下進(jìn)行各項(xiàng)助產(chǎn)操作，并使學(xué)生在進(jìn)入臨床之前已經(jīng)基本掌握必備的操作技能，熟悉操作流程和團(tuán)隊(duì)協(xié)作，有助于OBE為導(dǎo)向的助產(chǎn)人才培養(yǎng)。因此，將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到助產(chǎn)學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，是優(yōu)化助產(chǎn)實(shí)踐教學(xué)的重要舉措。

中國(guó)專利CN106781798A公開了一種基于VR技術(shù)的胎兒四步觸診模擬系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括觸診模擬人體裝置、控制及傳感單元、上位機(jī)、VR虛擬頭盔；所述觸診模擬人體裝置包括觸診平臺(tái)、設(shè)置于觸診平臺(tái)上的仿孕婦上半身外形的殼體、覆蓋于殼體腹部上的人造仿真腹部皮膚；所述殼體腹部?jī)?nèi)腔中設(shè)置有模擬胎兒平臺(tái)及設(shè)置于該模擬胎兒平臺(tái)上的模擬子宮，該模擬子宮內(nèi)設(shè)置有模擬胎兒，并填充有液體以充當(dāng)羊水；所述觸診平臺(tái)上位于殼體腹部部位對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有舵機(jī)，該舵機(jī)通過與其輸出軸連接的舵機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)模擬胎兒平臺(tái)水平旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而調(diào)整模擬子宮內(nèi)的模擬胎兒頭部方向；所述控制及傳感單元包括控制器及與該控制器連接的距離傳感器、手勢(shì)傳感器。該專利通過高仿真的虛擬四步觸診的模擬，實(shí)現(xiàn)了操作模擬人員直觀的四步觸診體驗(yàn)、訓(xùn)練，對(duì)于醫(yī)學(xué)生及相應(yīng)護(hù)理人員的四步觸診培訓(xùn)，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

該專利的缺陷在于：第一，采用了VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。雖然VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，具有較強(qiáng)的沉浸感，但當(dāng)前科技技術(shù)的局限性決定了VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的上限，其有著多感知性和交互性的同時(shí)，帶來了回報(bào)穩(wěn)定性以及視覺體驗(yàn)的降低。無法保證4K以上分辨率的流暢運(yùn)行導(dǎo)致給使用者大腦帶來嚴(yán)重不適，例如眩暈、嘔吐等，VR技術(shù)無法成為主流、無法“騙過”使用者大腦以及不適感是否對(duì)使用者身體造成傷害勢(shì)必影響VR技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用；第二，該專利主要架構(gòu)并不是VR技術(shù)，而是模擬胎兒，VR價(jià)值體現(xiàn)較少，僅用于查看具體操作，若單獨(dú)使用模擬胎兒同樣能夠達(dá)到其技術(shù)效果。第三，填充液體導(dǎo)致該模擬胎兒的維護(hù)成本高，無法避免材料的損耗以及自動(dòng)化給出相應(yīng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)用性較低，成本高，并且其體位只能體位調(diào)節(jié)范圍小，無法全面模擬胎兒相關(guān)的所有體位。

中國(guó)專利CN106991887A公開了一種四步觸診法教學(xué)用仿真胎兒及仿真孕婦，屬于醫(yī)療教學(xué)領(lǐng)域，該仿真胎兒包括胎兒模型，還包括驅(qū)動(dòng)胎兒模型水平轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)胎兒模型縱向翻轉(zhuǎn)的縱向翻轉(zhuǎn)裝置及對(duì)胎兒模型進(jìn)行支撐的支撐裝置，胎兒模型通過翻轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述支撐裝置的頂部，該仿真孕婦，在所述仿真孕婦的腹部下方子宮口處設(shè)置有仿真骶骨，胎兒模型通過仿真骶骨設(shè)置在模擬孕婦的腹部?jī)?nèi)，通過水平轉(zhuǎn)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)仿真胎兒進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)，通過縱向翻轉(zhuǎn)裝置實(shí)與胎兒的俯仰翻轉(zhuǎn)，因此可據(jù)實(shí)訓(xùn)的具體需要將胎兒轉(zhuǎn)動(dòng)到任意位置進(jìn)行四步觸診教學(xué)，提高教學(xué)的質(zhì)量。