CN106023758A - 一种穿刺模拟训练装置及穿刺模拟训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿刺模拟训练装置及穿刺模拟训练方法，所述的穿刺模拟训练装置包括至少一个操作台、至少一个触摸操作屏和至少一个主机，一个操作台对应一个触摸操作屏，一个触摸操作屏对应一个主机，每一个触摸操作屏通过支撑结构与对应的操作台可拆卸连接，每一个触摸操作屏通过线路与对应的主机连接。本发明配置的穿刺模拟训练装置，能够通过操作台和对应的触摸操作屏，供学生完成穿刺模拟练习，通过模拟仿真的技术，学生在虚拟的环境中开展实验，实现真正实验不具备或难以完成的教学功能，达到教学大纲所要求的教学目的。

Description

一种穿刺模拟训练装置及穿刺模拟训练方法

技术领域

本发明涉及医学教学技术领域，具体涉及一种穿刺模拟训练装置及穿刺模拟训练方法。

背景技术

目前，在医学教学领域内，学生进行穿刺练习或者实习时，通常需要真实的病人作为穿刺操作对象，这样如果参加练习的学生对穿刺操作过程掌握得不太很熟悉，通常会有错误发生，会导致真实的病人非常难受，甚至出现生命危险，这样，在教学实验中，通常很难达到医学教学的目的。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种穿刺模拟训练装置及穿刺模拟训练方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种穿刺模拟训练装置，包括至少一个操作台、至少一个触摸操作屏和至少一个主机，一个操作台对应一个触摸操作屏，一个触摸操作屏对应一个主机，每一个触摸操作屏通过支撑结构与对应的操作台可拆卸连接，每一个触摸操作屏通过线路与对应的主机连接；

所述触摸操作屏，用于根据接收的外部输入的穿刺类型和病例，显示对应的虚拟3D病人；还用于供学生对所述的虚拟3D病人以触摸的方式进行穿刺操作练习；

所述操作台，用于供学生对所述的虚拟3D病人进行以扎针的方式进行穿刺操作练习；

所述主机，用于获取学生进行穿刺操作练习过程中的穿刺操作数据，并根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分。

本发明的有益效果为：能够通过操作台和对应的触摸操作屏，供学生完成穿刺模拟练习，并通过主机对学生穿刺模拟训练数据进行分析，给出评分，通过模拟仿真的技术，学生在虚拟的环境中开展实验，实现真正实验不具备或难以完成的教学功能，达到教学大纲所要求的教学目的。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进。

进一步的，所述操作台的两侧各固定安装有一把手，两把手成对称位置分布在操作台的两侧，所述操作台通过两个把手的推动而朝不同方向和角度的翻转。

所述进一步的有益效果为：通过把手的推动使得操作台能够朝不同的方向和角度进行翻转，能够满足多种穿刺体位的需要。

进一步的，所述操作台的一侧面设置有针筒，所述针筒内向外延伸安装有伸缩连接杆。

所述进一步的有益效果为：通过针筒接出的伸缩连接杆，可检测针扎入的角度和深度，进而确定进针点在虚拟3D病人体上的位置。

进一步的，所述操作台的一侧面延伸设置有器械托盘，所述器械托盘通过圆柱形支架与操作台连接。

进一步的，当有多个操作台时，所述多个操作台均安装于同一底座上。

所述进一步的有益效果为：在同一个底座上可以安装多台操作台，可供多为学生同时进行穿刺联系和考试之用。

本发明还提供了一种穿刺模拟训练方法，包括：

S1、触摸操作屏根据接收的外部输入的穿刺类型和病例，显示对应的虚拟3D病人；

S2、以在触摸操作屏上以触摸的方式或者在操作台上以扎针的方式对虚拟3D病人进行穿刺模拟练习；

S3、获取学生进行穿刺操作练习过程中的穿刺操作数据，并根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分。

本发明的有益效果为：能够通过操作台和对应的触摸操作屏，供学生完成穿刺模拟练习，并通过主机对学生穿刺模拟训练数据进行分析，给出评分，通过模拟仿真的技术，学生在虚拟的环境中开展实验，实现真正实验不具备或难以完成的教学功能，达到教学大纲所要求的教学目的。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进。

进一步的，所述步骤S3中的穿刺操作数据至少包括叩诊操作数据和扎针操作数据；

获取学生进行穿刺操作练习过程中的叩诊操作数据具体为：

通过检测触摸操作屏上的点击操作，确定该点击点在虚拟3D病人体上的位置点，并获取到该点击点在虚拟3D病人体上的声音反馈强度；

获取学生进行穿刺操作练习过程中的扎针操作数据具体为：

在通过操作台的针筒进行扎针的过程中，通过针筒安装的连接杆检测针扎入的角度数据和深度数据。

进一步的，所述步骤S3中根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分包括：

将获取的声音反馈强度与标准声音强度进行对比，根据对比后的差异程度确定学生的评分；

根据检测的针扎入的角度数据和深度数据，确定进针点在虚拟3D病人体上的位置定位，判断该位置与标准位置的差异，根据差异程度确定学生的评分。

进一步的，对于进针点在虚拟3D病人体上的每一个位置，均对应有力反馈，绘制力反馈曲线，并将绘制的力反馈曲线与预先配置的标准力反馈曲线对比，根据对比结果调整进针点的用力。

所述进一步的有益效果为：针对每一个病历，穿刺过程中的每一个位置点均有一个力反馈，通过绘制的力反馈曲线与标准力反馈曲线的对比，来调整扎针用力，可根据临床需要将力反馈调整到最佳效果。

进一步的，当扎针出现异常时，进行相应的生理反应提示，以及进行语音提示和语音纠错。

所述进一步的有益效果为：当学生的穿刺操作出现异常时，会有模拟真实情况的生理反应提示，模拟仿真效果真实；及时进行语音提示和语音纠错，能够使学生对错误的穿刺操作及时进行调整。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种穿刺模拟训练装置结构图；

图2为本发明实施例2的一种穿刺模拟训练方法流程图。

附图中，各标号所代表的部件名称如下：

1、操作台，2、触摸操作屏，3、主机，4、把手，5、针筒，6，器械托盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1、一种穿刺模拟训练装置。

参见图1，本实施例提供的一种穿刺模拟训练装置包括至少一个操作台1、至少一个触摸操作屏2和至少一个主机3，一个操作台1对应一个触摸操作屏2，一个触摸操作屏2对应一个主机3，每一个触摸操作屏2通过支撑结构与对应的操作台1可拆卸连接，每一个触摸操作屏2通过线路与对应的主机3连接。

其中，所述操作台1的两侧各固定安装有一把手4，两把手4成对称位置分布在操作台1的两侧，所述操作台1通过两个把手4的推动而朝不同方向和角度的翻转，比如，可实现0度、30度、60度和90度等不同角度的翻转，能够满足多种穿刺体位的需要。所述操作台1的一侧面设置有针筒5，所述针筒5内向外延伸安装有伸缩连接杆，扎针的时候通过向针筒5内推动伸缩连接杆进行扎针操作，扎针的时候通过推动伸缩连接杆来检测针扎入的角度和深度。所述操作台1的一侧面延伸设置有器械托盘6，所述器械托盘6通过圆柱形支架与操作台1连接，器械托盘6上放置有穿刺操作过程中需要用到的穿刺器械。

另外，本实施例中的操作台1可以为单独一台，也可以同时有多台，当有多个操作台1时，所述多个操作台1均安装于同一底座上，可实现多工位(比如，3工位、6工位等)的模拟训练装置，可以节约大量空间，满足多为学生同时进行穿刺模拟训练操作。

实施例2、一种穿刺模拟训练方法。

参见图2，本实施例提供的穿刺模拟训练方法是采用实施例1中提供的穿刺模拟训练装置进行的，包括：

S1、触摸操作屏根据接收的外部输入的穿刺类型和病例，显示对应的虚拟3D病人。

具体的，学生通过在触摸操作屏上登录，并根据在触摸操作屏上显示的穿刺类型和不同的病历，选择此次穿刺练习的穿刺类型和病历，主机通过学生选择的穿刺类型和病历，在触摸操作屏上显示对应的虚拟3D病人，供学生进行穿刺练习。

S2、以在触摸操作屏上以触摸的方式或者在操作台上以扎针的方式对虚拟3D病人进行穿刺模拟练习。

具体的，当在触摸操作屏上显示了虚拟3D病人后，学生可以通过触摸操作屏以触摸的方式对虚拟3D病人进行叩诊、标记穿刺点、消毒或者铺巾等操作。学生还可以通过采用器械托盘上的实体模拟医疗器械(主要是用来扎针用的针)通过操作台侧面的针筒以扎针的方式对虚拟3D病人进行穿刺模拟练习。在学生操作台进行穿刺模拟练习的过程中，在触摸操作屏上同步显示虚拟的器械插入虚拟3D病人人体的过程，实现逼真的模拟环境。

S3、获取学生进行穿刺操作练习过程中的穿刺操作数据，并根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分。

具体的，在学生进行穿刺模拟练习的过程中，获取到的穿刺操作数据主要包括叩诊操作数据和扎针操作数据。其中，获取学生进行穿刺操作练习过程中的叩诊操作数据具体为：通过检测触摸操作屏上的点击操作，确定该点击点在虚拟3D病人体上的位置点，并获取到该点击点在虚拟3D病人体上的声音反馈强度；获取学生进行穿刺操作练习过程中的扎针操作数据具体为：在通过操作台的针筒进行扎针的过程中，通过针筒安装的连接杆检测针扎入的角度数据和深度数据。具体来说，学生通过触摸操作屏对虚拟3D病人进行叩诊操作，叩诊操作时，病人会发出一定的声音，因此，主机首先捕捉到叩诊对应的病人身体的位置，以及针对叩诊对应的声音反馈强度。学生在进行扎针操作时，虚拟器械将伸缩连接杆向针筒内推进，因此，通过连接杆可以检测到针扎入的角度和深度。

当主机获取到叩诊时的声音反馈强度以及扎针的角度和深度时，将获取的声音反馈强度与预设的标准声音强度进行对比，根据对比后叩诊的声音反馈强度与标准声音强度的差异程度，确定学生叩诊操作时的异常严重程度(差异性越大，异常严重程度越强；反之，异常严重程度越小)，并根据异常严重程度确定学生穿刺操作练习的评分。

同样，主机获取到扎针的角度和深度数据时，通过角度和深度数据确定进针点在虚拟3D病人体上的位置，并判断该位置与标准位置的差异，根据差异程度确定学生的评分。另外，对于进针点在虚拟3D病人体上的每一个位置，均对应有力反馈，绘制力反馈曲线，并将绘制的力反馈曲线与预先配置的标准力反馈曲线对比，根据对比结果调整进针点的用力。以及当扎针出现异常时，进行相应的生理反应提示，以及进行语音提示和语音纠错。比如，若主机检测到进针点的位置为骨头，即针扎到了骨头，主机会给出标准力反馈，可使学生调整扎针的用力；若主机检测到进针点的位置为肺部，即针扎到了肺部，会在触摸操作屏上闪烁红色提示，并且发出病人咳嗽的声音提示，并语音提示针扎到了骨头或者肺部。

本实施例中提供了不同的穿刺类型，比如胸腔穿刺类型、腰椎穿刺类型、腹腔穿刺类型、骨髓穿刺类型和环甲膜穿刺类型。在胸腔穿刺类型时，若操作错误，主机会按照严重程度给出提示，例如，消毒错误、扎到病人肺部，当危机生命时，主机自动关闭程序，停止穿刺模拟训练；针对不同病历，在触摸操作屏上显示有与之相吻合的积液颜色性状；以及在操作过程中，穿刺失误或者抽液过快都会导致患者咳嗽、呻吟和头晕等症状。对于腰椎穿刺类型，可提供贴近临床的穿刺器械(比如，腰椎穿刺针)；对于腹腔穿刺类型，学生可按照病历要求实现“Z”字形进针方式，如病历需要“Z”字形进针，学生未按此方式操作，会在最终学生的评分中扣分，并且显示与病历相对应的积液颜色和性状。骨髓穿刺过程中，可以模拟临床操作中骨髓穿刺特有的旋转式进针，也可模拟骨髓涂片送检。在环甲膜穿刺过程中，支持触摸式穿刺点定位以及突发临床状况的处理，如操作错误会出现抽出血的状况。

本发明提供的一种穿刺模拟训练装置以及穿刺模拟训练方法的有益效果为：

(1)该穿刺模拟训练装置的操作台可实现不同角度的翻转，能够满足多种穿刺体位的需要；

(2)该穿刺模拟训练装置可以组装成多工位(比如，3工位和6工位)，也可以单工位单独使用，当组装成多工位时，节省了大量的空间，满足多个学生同时进行穿刺模拟操作；

(3)在同一穿刺模拟训练装置上可进行多种类型的穿刺操作，节省成本；

(4)针对每一个病历，每一种人群，每一层组织都有不同的力量反馈，并且针对力反馈的曲线有调节功能，可根据临床需要调节到最佳效果；

(5)在穿刺练习过程中，若穿刺错误，全程会配置智能语音提示和语音纠错，使得学生能够及时得知错误和及时调整穿刺操作；

(6)模拟真实的临床突发状况，比如穿刺针异常刺入肺部，刺入血管，模型有相应的生理反应提示；

(7)在触摸操作屏上同步显示学生的穿刺练习过程，实现有效的虚拟仿真过程。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿刺模拟训练装置，其特征在于，包括至少一个操作台、至少一个触摸操作屏和至少一个主机，一个操作台对应配置一个触摸操作屏，一个触摸操作屏对应一个主机，每一个触摸操作屏通过支撑结构与对应的操作台可拆卸连接，每一个触摸操作屏通过线路与对应的主机连接；

所述触摸操作屏，用于根据接收的外部输入的穿刺类型和病例，显示对应的虚拟3D病人；还用于供学生对所述的虚拟3D病人以触摸的方式进行穿刺操作练习；

所述操作台，用于供学生对所述的虚拟3D病人进行以扎针的方式进行穿刺操作练习；

所述主机，用于获取学生进行穿刺操作练习过程中的穿刺操作数据，并根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分。

2.如权利要求1所述的穿刺模拟训练装置，其特征在于，所述操作台的两侧各固定安装有一把手，两把手成对称位置分布在操作台的两侧，所述操作台通过两个把手的推动而朝不同方向和角度的翻转。

3.如权利要求1所述的穿刺模拟训练装置，其特征在于，所述操作台的一侧面设置有针筒，所述针筒内向外延伸安装有伸缩连接杆。

4.如权利要求1所述的穿刺模拟训练装置，其特征在于，所述操作台的一侧面延伸设置有器械托盘，所述器械托盘通过圆柱形支架与操作台连接。

5.如权利要求1所述的穿刺模拟训练装置，其特征在于，当有多个操作台时，所述多个操作台均安装于同一底座上。

6.一种穿刺模拟训练方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的一种穿刺模拟训练装置，包括：

S1、触摸操作屏根据接收的外部输入的穿刺类型和病例，显示对应的虚拟3D病人；

S2、以在触摸操作屏上以触摸的方式或者在操作台上以扎针的方式对虚拟3D病人进行穿刺模拟练习；

S3、获取学生进行穿刺操作练习过程中的穿刺操作数据，并根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分。

7.如权利要求6所述的穿刺模拟训练方法，其特征在于，所述步骤S3中的穿刺操作数据至少包括叩诊操作数据和扎针操作数据；

获取学生进行穿刺操作练习过程中的叩诊操作数据具体为：

通过检测触摸操作屏上的点击操作，确定该点击点在虚拟3D病人体上的位置点，并获取到该点击点在虚拟3D病人体上的声音反馈强度；

获取学生进行穿刺操作练习过程中的扎针操作数据具体为：

在通过操作台的针筒进行扎针的过程中，通过针筒安装的连接杆检测针扎入的角度数据和深度数据。

8.如权利要求7所述的穿刺模拟训练方法，其特征在于，所述步骤S3中根据学生的穿刺操作数据，对学生的穿刺操作练习进行评分包括：

将获取的声音反馈强度与标准声音强度进行对比，根据对比后的差异程度确定学生的评分；

根据检测的针扎入的角度数据和深度数据，确定进针点在虚拟3D病人体上的位置定位，判断该位置与标准位置的差异，根据差异程度确定学生的评分。

9.如权利要求8所述的穿刺模拟训练方法，其特征在于，对于进针点在虚拟3D病人体上的每一个位置，均对应有力反馈，绘制力反馈曲线，并将绘制的力反馈曲线与预先配置的标准力反馈曲线对比，根据对比结果调整进针点的用力。

10.如权利要求8所述的穿刺模拟训练方法，其特征在于，当扎针出现异常时，进行相应的生理反应提示，以及进行语音提示和语音纠错。