一种虚拟微创手术训练系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104112375104112375A(43)申请公布日2014.10.22(21)申请号201310138968.6(22)申请日2013.04.22(71)申请人天津市天堰医教科技开发有限公司地址300384天津市滨海新区华苑产业区海泰西路18号西6座3层(72)发明人李称鑫张丹丹刘雁飞(51)Int.Cl.G09B9/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种虚拟微创手术训练系统(57)摘要本发明提出了一种虚拟微创手术训练系统，它主要由操作机构，控制系统和软件平台三大模块构成。其中操作机构包括机构设计，三维建模；控制系统包括数据采集硬件设计，数据采集接口设计；软件平台包括几何建模，物理建模，碰撞检测，组织仿真变形，系统模块设计。而系统设计中又包含了人机交互界面模块，材质光照渲染模块，纹理模块，声音模块，集合变换模块和系统控制。与传统训练系统相比加入了碰撞检测，能更加真实的模拟真实环境，帮助医学医护人员快速掌握微创手术的流程及方法。CN104112375ACN1042375ACN104112375A权利要求书1/1页1.一种虚拟微创手术训练系统，其特征是该系统主要由操作机构，控制系统和软件平台三大模块构成；其中操作机构包括机构设计，三维建模；控制系统包括数据采集硬件设计，数据采集接口设计；软件平台包括几何建模，物理建模，碰撞检测，组织仿真变形，系统模块设计；而系统模块设计中又包含了人机交互界面模块，材质光照渲染模块，纹理模块，声音模块，集合变换模块和系统控制。2.根据权利要求1所述的虚拟微创手术训练系统，其特征在于，所述的操作机构运用AutoCAD、SolidWorks进行机构设计和实现操作机构建模。3.根据权利要求1所述的虚拟微创手术训练系统，其特征在于，所述的控制系统向虚拟微创手术仿真系统提供有效的数据，通过该系统实时采集手术器械的空间位置数据，确定模型在虚拟空间中的游走轨迹和位置。4.根据权利要求1所述的虚拟微创手术训练系统，其特征在于，所述的软件平台实现系统模块设计和模型游走训练。2CN104112375A说明书1/3页一种虚拟微创手术训练系统技术领域[0001]本发明涉及一种医学教学领域，尤其涉及一种虚拟微创手术训练系统。背景技术[0002]当前，虚拟现实技术已成为计算机相关领域中继多媒体技术、Internet网络技术之后关注及研究、开发与应用的热点，也是目前发展最快的一项多学科综合技术。在21世纪，人类将进入虚拟现实的科技新时代，虚拟现实技术的发展和普及，必将在社会各领域得到充分的发展，为人们的工作、生活带来深远的影响。现在，许多领域都以计算机为基础进行学习和训练，它能够帮助人们增长知识和提高技能。医学领域也不例外，甚至表现更明显，因为医学训练是一个时间漫长且花费昂贵的过程；然而随着虚拟现实技术和计算机网络以及多媒体技术的飞速发展，利用虚拟现实技术实现的医学模拟训练系统，可以使训练者随时进行练习，并且是在一个非常真实和安全的环境下，完成整个手术训练过程；目前它的医学领域的应用潜力极为广阔。因此，对于虚拟微创手术训练机的市场需求愈加迫切，而虚拟现实技术的出现使得对它的研制与开发已经成为一种必然。发明内容[0003]为了解决医护人员不能达到真正熟练的掌握微创手术的问题，本发明提供一种虚拟微创手术训练系统，加强医护人员技能，更加具有真实性。[0004]本发明是这样构成的：一种虚拟微创手术训练系统主要由操作机构、控制系统和软件平台三大模块构成；其中所述的操作机构包括机构设计、三维建模，运用AutoCAD、SolidWorks进行机构设计和实现操作机构建模；所述的控制系统包括数据采集硬件设计、数据采集接口设计，向虚拟微创手术仿真系统提供有效的数据，通过该系统实时采集手术器械的空间位置数据，确定模型在虚拟空间中的游走轨迹和位置；所述的软件平台包括几何建模、物理建模、碰撞检测、组织仿真变形及系统模块设计，实现系统模块设计和模型游走训练，其中系统模块设计中包含了人机交互界面模块，材质光照渲染模块，纹理模块，声音模块，集合变换模块和系统控制。[0005]本发明与现有技术相比有以下优点：更加人性化的设计系统软件部分，提供碰撞检测，提供更加真实的训练环境，帮助医学医护人员快速掌握微创手术的流程及方法。附图说明[0006]图1为虚拟微创手术训练系统结构示意图。具体实施方式[0007]下面结合附图，对本发明做进一步详述。[0008]如图1所示，本发明一种虚拟微创手术训练系统主要由操作机构、控制系统和软件平台三大模块构成。其中操作机构包括机构设计，三维建模；控制系统包括数据采集