[发明专利]一种基于VR的实验教学系统

说明书

本发明涉及虚拟手术教学技术领域，公开了一种基于VR的实验教学系统，包括：场景构建模块、手术导航模块、手柄定位模块和场景分析模块，所述场景构建模块用于根据患者信息建立手术实验场景，所述手术导航模块用于根据手术实验场景生成手术指导画面，所述手柄定位模块用于对手柄进行定位，所述场景分析模块用于分析手柄在手术实验场景的操作效果。本发明通过患者信息建立手术实验场景，并根据手术实验场景生成手术指导画面，并分析手柄在手术实验场景的操作效果，能够为医生在真实手术前提供相应的术前模拟和指导，便于提高后续手术效果。

技术领域

本发明涉及虚拟手术教学技术领域，具体涉及一种基于VR的实验教学系统。

背景技术

虚拟现实，简称VR，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。虚拟现实，看到的场景和人物全是假的，是把人的意识代入一个虚拟的世界。通过VR技术构建模拟场景，可应用于游戏、社交、科教、办公、医疗、观光、驾驶、娱乐、休闲、运动、视频播放等方面。

随着科技的迅速发展，医疗行业已将虚拟仿真技术广泛应用到康复训练、缓解压力和外科手术等各个医学领域。而医疗行业向来传统严谨，其容错率相较于其它行业要差很多，所以对于医生而言，医生个人的实际操作经验就显得十分重要。而VR技术的实景模拟正好能够协助医生在真实手术前进行模拟，便于医生快速上手后续的手术实操。

但是现有VR技术在医疗领域中多是以虚拟实景的视角去观看学习，对于模拟场景下进行手术操作的应用还较为匮乏。所以，现在亟需一种基于VR的实验教学系统帮助医生模拟现实手术操作，提升实际操作经验。

发明内容

本发明意在提供一种基于VR的实验教学系统，通过患者信息建立手术实验场景，并根据手术实验场景生成手术指导画面，并分析手柄在手术实验场景的操作效果，能够为医生在真实手术前提供相应的术前模拟和指导，便于提高后续手术效果。

本发明提供的技术方案为：一种基于VR的实验教学系统，包括：场景构建模块、手术导航模块、手柄定位模块和场景分析模块，所述场景构建模块用于根据患者信息建立手术实验场景，所述手术导航模块用于根据手术实验场景生成手术指导画面，所述手柄定位模块用于对手柄进行定位，所述场景分析模块用于分析手柄在手术实验场景的操作效果。

本发明的工作原理及优点在于：场景构建模块根据患者信息建立手术实验场景，该手术实验场景符合患者的真实情况，能够对后续的真实手术场景进行模拟。手术导航模块根据手术实验场景生成手术指导画面，按照具体的手术步骤对医生提供指导，便于医生快速上手。手柄定位模块对手柄进行定位，分析医生所持手柄的实时位置。场景分析模块分析手柄在手术实验场景的操作效果，分析医生所持手柄在手术实验场景的相对位置，以及手柄操作的效果，分析医生的操作是否正确。本发明系统通过以上过程能够为医生在真实手术前提供相应的术前模拟和指导，便于提高后续手术效果。

进一步，所述场景构建模块包括体征信息单元、病情信息单元和场景构建单元，所述体征信息单元用于采集患者的体征信息，所述病情信息单元用于采集患者的病情信息，所述场景构建单元用于根据体征信息和病情信息构建手术实验场景。

体征信息单元采集患者的体征信息，包括体重、血压、心率等基础体征信息，病情信息单元采集患者当前的病情信息，包括患者当前的病症以及相应参数信息，场景构建单元根据体征信息和病情信息构建手术实验场景，根据患者的体征信息构建患者的身体模型，然后根据病情信息在身体模型上构建相应的病症模型，生成手术实验场景。能够真实准确反映患者的状况。

进一步，还包括并发症模拟模块，所述并发症模拟模块包括并发症预测单元和并发症场景单元，所述并发症预测单元用于根据体征信息和病情信息分析患者的术中并发症，所述并发症场景单元用于在手术实验场景模拟术中并发症场景。