[发明专利]一种立体虚拟培训系统和方法

权利要求书

1.一种用于3D虚拟训练系统的方法，该3D虚拟训练系统包括一个3D显示屏和一个操作装置，其特征在于，该方法包括：

初始化一个虚拟医疗训练课程并由所述3D显示屏显示，显示内容至少包括手术部位的3D虚拟图像;

获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入，在3D显示屏上显示出虚拟手术装置及由虚拟手术装置对手术部位进行的虚拟手术操作;

根据用户交互输入和手术部位来确定一个操作结果;

根据手术部位和虚拟手术操作的效果来渲染操作结果;

由3D显示屏显示经渲染的操作结果的3D虚拟图像。

2.根据权利要求1所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入的步骤包括：

配置操作装置的操作模式，从而调整3D显示屏上显示的虚拟手术装置的形状、类型、和大小中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入的步骤包括：

确定操作装置和3D显示屏之间的接触点的空间位置;

确定操作装置的空间操作角度;

确定操作装置的旋转操作。

4.根据权利要求1所述用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入的步骤还包括：

感测在操作装置和3D显示屏幕之间的接触点的接触力;

根据接触力计算出操作装置相对于3D显示屏的回缩程度。

5.根据权利要求4所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入的步骤还包括：

设置所述接触力的阈值；

当所述接触力高于所述阈值时，在3D显示屏上显示基于回缩程度的所述虚拟手术装置。

6.根据权利要求1所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入的步骤包括：

根据操作装置的一个或多个预定区域的力反馈来控制虚拟手术装置的操作方式或操作力强度。

7.根据权利要求1所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述根据手术部位和手术操作的效果来渲染操作结果的步骤包括：

根据手术部位来确定虚拟手术操作的显示场景的缩放因子;

利用缩放因子来控制显示场景和/或虚拟手术装置的放大或缩小操作，使得所述虚拟手术装置和显示场景相匹配。

8.根据权利要求1所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，所述根据用户交互输入和手术部位来确定一个操作结果的步骤包括：

基于用户交互输入确定虚拟手术装置的空间位置;

确定对应虚拟手术装置的手术部位的空间位置;

对比虚拟手术装置的空间位置和对应的手术部位的空间位置；

基于对比结果触发一个操作事件；

确定由所述操作事件引起的操作结果。

9.根据权利要求1所述的用于3D虚拟训练系统的方法，其特征在于，显示内容还包括：

虚拟手术操作和虚拟医疗训练课程的结果的统计数据。

10.一个3D虚拟训练系统，包括：

一个3D显示屏;

一个3D系统控制器;

一个耦合到3D系统控制器并交换交互数据的操作装置，

所述3D系统控制器包括：图像数据模块、虚拟操作模块、3D显示模块、以及控制模块，其中：

图像数据模块，用于初始化一个虚拟医疗训练课程并在显示模块的控制下由3D显示屏显示，显示内容至少包括手术部位的3D虚拟图像;

虚拟操作模块，用于获得基于操作装置和3D显示屏的用户交互输入，经虚拟操作模块的处理后在3D显示屏上显示出虚拟手术装置及由虚拟手术装置对手术部位进行的虚拟手术操作，根据用户交互输入和手术部位来确定一个操作结果;

3D显示模块，用于根据手术部位和虚拟手术操作的效果来渲染操作结果，由3D显示屏显示经渲染的操作结果的3D虚拟图像；

控制模块，用于配置和控制3D系统控制器内的图像数据模块、虚拟操作模块、3D显示模块。