CN107180581A - 基于vr技术的子宫按摩模拟系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统及方法。该系统包括子宫按摩模拟装置、控制及传感单元、上位机、VR虚拟头盔；所述子宫按摩模拟装置包括操作台和放置于操作台上的孕妇模型，所述孕妇模型的模拟子宫内设置竖直拉杆和水平推杆；所述竖直拉杆的下端与第一复位弹簧连接，上端设置有与模拟子宫内表面接触的第一凸块；所述水平推杆的一端与第二复位弹簧连接，另一端设置有与模拟子宫内表面接触的第二凸块；所述控制及传感单元包括控制器、第一超声波传感器、第二超声波传感器；所述上位机上有子宫按摩模拟互动软件。本发明通过高仿真的子宫按摩模拟，实现了操作模拟人员直观的子宫按摩体验、训练，对于医学生及相应护理人员的子宫按摩培训，具有极大的应用价值。

Description

基于VR技术的子宫按摩模拟系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统及方法。
背景技术
子宫按摩是临床医学的重要组成部分；然而由于目前医患诊疗意识的提高、以及医学伦理学的发展，对于医学生及相关护理人员来说，直接对孕妇进行子宫按摩的模拟训练，显然是不可取的，且也难有足够多的孕妇能够满足越来越多的医学生及相关护理人员进行模拟；而现有的子宫按摩模拟装置，又难以让训练人员得到高仿真的体验。
因此本申请提出了一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统及方法，通过高仿真的子宫按摩模拟，实现了操作模拟人员直观的子宫按摩体验、训练，对于医学生及相应护理人员的子宫按摩培训，具有极大的应用价值值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统及方法，该系统实现了高仿真的子宫按摩模拟。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统，包括子宫按摩模拟装置、控制及传感单元、上位机、VR虚拟头盔；
所述子宫按摩模拟装置包括操作台和放置于操作台上的孕妇模型，所述孕妇模型的模拟子宫内设置竖直拉杆和水平推杆；所述竖直拉杆的下端与第一复位弹簧连接，上端设置有与模拟子宫内表面接触的第一凸块；所述水平推杆的一端与第二复位弹簧连接，另一端设置有与模拟子宫内表面接触的第二凸块；
所述控制及传感单元包括控制器、设置于所述第一复位弹簧下方且用于检测模拟子宫在竖直方向上的距离的第一超声波传感器、设置于所述第二复位弹簧的一侧且用于检测模拟子宫在水平方向上的距离的第二超声波传感器，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器分别与控制器连接，所述控制器用于将第一、第二超声波传感器采集的信号传输给上位机处理；
所述上位机上有子宫按摩模拟互动软件，该子宫按摩模拟互动软件根据操作台上的孕妇模型的相应位置建立VR孕妇仿真模型，从而使得模拟操作人员能够通过与所述上位机相连接的VR虚拟头盔在虚拟世界的相应位置处观看到该VR孕妇仿真模型。
在本发明一实施中，所述第一复位弹簧为拉伸弹簧。
在本发明一实施中，所述第二复位弹簧为压缩弹簧。
在本发明一实施中，所述控制器为Arduino UNO控制器。
在本发明一实施中，所述第一、第二超声波传感器型号为US100。
本发明还公开了一种采用上述所述基于VR技术的子宫按摩模拟系统的子宫按摩模拟方法，包括如下步骤，
S1：启动子宫按摩模拟系统，初始化第一、第二超声波传感器，上位机的子宫按摩模拟互动软件在虚拟世界中建立相应的3D模型，该3D模型包括操作台模型、VR孕妇仿真模型；
S2：操作模拟人员戴上VR虚拟头盔，VR虚拟头盔即可实时显示步骤S1中建立的3D模型，并在视觉右上角跟随有菜单选项；
S3：操作模拟人员通过点击菜单中的说明按钮，可查看子宫按摩各步的具体操作说明，操作模拟人员即可按照说明对VR孕妇仿真模型进行操作，操作过程中第一、第二超声波传感器检测操作模拟人员对模拟子宫按摩后模拟子宫内表面距离变化信息，并将距离变化信息经控制器传输给上位机；
S4：操作模拟人员完成子宫按摩模拟操作后，上位机根据操作模拟人员的操作结果，判断操作模拟人员的整体操作是否符合标准。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过高仿真的子宫按摩模拟，实现了操作模拟人员直观的子宫按摩体验、训练，对于医学生及相应护理人员的子宫按摩培训，具有极大的应用价值。
附图说明
图1为本发明基于VR技术的子宫按摩模拟系统结构示意图。
图2为本发明子宫按摩模拟装置部分电路原理图。
图中：1-操作台，2-孕妇模型，21-模拟子宫，3-竖直拉杆，31-第一复位弹簧，32-第一凸块，33-第一超声波传感器，4-水平推杆，41-第二复位弹簧，42-第二凸块，43-第二超声波传感器，5-控制器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1-2所示，本发明的一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统，包括子宫按摩模拟装置、控制及传感单元、上位机、VR虚拟头盔；
所述子宫按摩模拟装置包括操作台1和放置于操作台上的孕妇模型2，所述孕妇模型的模拟子宫21内设置竖直拉杆和水平推杆；所述竖直拉杆3的下端与第一复位弹簧31连接，上端设置有与模拟子宫内表面接触的第一凸块32；所述水平推杆4的一端与第二复位弹簧41连接，另一端设置有与模拟子宫内表面接触的第二凸块42；
所述控制及传感单元包括控制器5、设置于所述第一复位弹簧下方且用于检测模拟子宫在竖直方向上的距离的第一超声波传感器33、设置于所述第二复位弹簧的一侧且用于检测模拟子宫在水平方向上的距离的第二超声波传感器44，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器分别与控制器连接，所述控制器用于将第一、第二超声波传感器采集的信号传输给上位机处理；
所述上位机上有子宫按摩模拟互动软件，该子宫按摩模拟互动软件根据操作台上的孕妇模型的相应位置建立VR孕妇仿真模型，从而使得模拟操作人员能够通过与所述上位机相连接的VR虚拟头盔在虚拟世界的相应位置处观看到该VR孕妇仿真模型。
所述第一复位弹簧为拉伸弹簧。所述第二复位弹簧为压缩弹簧。
所述控制器为Arduino UNO控制器。所述第一、第二超声波传感器型号为US100。
本发明还公开了一种采用上述所述基于VR技术的子宫按摩模拟系统的子宫按摩模拟方法，包括如下步骤，
S1：启动子宫按摩模拟系统，初始化第一、第二超声波传感器，上位机的子宫按摩模拟互动软件在虚拟世界中建立相应的3D模型，该3D模型包括操作台模型、VR孕妇仿真模型；
S2：操作模拟人员戴上VR虚拟头盔，VR虚拟头盔即可实时显示步骤S1中建立的3D模型，并在视觉右上角跟随有菜单选项；
S3：操作模拟人员通过点击菜单中的说明按钮，可查看子宫按摩各步的具体操作说明，操作模拟人员即可按照说明对VR孕妇仿真模型进行操作，操作过程中第一、第二超声波传感器检测操作模拟人员对模拟子宫按摩后模拟子宫内表面距离变化信息，并将距离变化信息经控制器传输给上位机；
S4：操作模拟人员完成子宫按摩模拟操作后，上位机根据操作模拟人员的操作结果，判断操作模拟人员的整体操作是否符合标准。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于VR技术的子宫按摩模拟系统，其特征在于：包括子宫按摩模拟装置、控制及传感单元、上位机、VR虚拟头盔；
所述子宫按摩模拟装置包括操作台和放置于操作台上的孕妇模型，所述孕妇模型的模拟子宫内设置竖直拉杆和水平推杆；所述竖直拉杆的下端与第一复位弹簧连接，上端设置有与模拟子宫内表面接触的第一凸块；所述水平推杆的一端与第二复位弹簧连接，另一端设置有与模拟子宫内表面接触的第二凸块；
所述控制及传感单元包括控制器、设置于所述第一复位弹簧下方且用于检测模拟子宫在竖直方向上的距离的第一超声波传感器、设置于所述第二复位弹簧的一侧且用于检测模拟子宫在水平方向上的距离的第二超声波传感器，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器分别与控制器连接，所述控制器用于将第一、第二超声波传感器采集的信号传输给上位机处理；
所述上位机上有子宫按摩模拟互动软件，该子宫按摩模拟互动软件根据操作台上的孕妇模型的相应位置建立VR孕妇仿真模型，从而使得模拟操作人员能够通过与所述上位机相连接的VR虚拟头盔在虚拟世界的相应位置处观看到该VR孕妇仿真模型。
2.根据权利要求1所述的基于VR技术的子宫按摩模拟系统，其特征在于：所述第一复位弹簧为拉伸弹簧。
3.根据权利要求1所述的基于VR技术的子宫按摩模拟系统，其特征在于：所述第二复位弹簧为压缩弹簧。
4.根据权利要求1所述的基于VR技术的子宫按摩模拟系统，其特征在于：所述控制器为Arduino UNO控制器。
5.根据权利要求1所述的基于VR技术的子宫按摩模拟系统，其特征在于：所述第一、第二超声波传感器型号为US100。
6.一种采用权利要求1至5任一所述基于VR技术的子宫按摩模拟系统的子宫按摩模拟方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：启动子宫按摩模拟系统，初始化第一、第二超声波传感器，上位机的子宫按摩模拟互动软件在虚拟世界中建立相应的3D模型，该3D模型包括操作台模型、VR孕妇仿真模型；
S2：操作模拟人员戴上VR虚拟头盔，VR虚拟头盔即可实时显示步骤S1中建立的3D模型，并在视觉右上角跟随有菜单选项；
S3：操作模拟人员通过点击菜单中的说明按钮，可查看子宫按摩各步的具体操作说明，操作模拟人员即可按照说明对VR孕妇仿真模型进行操作，操作过程中第一、第二超声波传感器检测操作模拟人员对模拟子宫按摩后模拟子宫内表面距离变化信息，并将距离变化信息经控制器传输给上位机；
S4：操作模拟人员完成子宫按摩模拟操作后，上位机根据操作模拟人员的操作结果，判断操作模拟人员的整体操作是否符合标准。
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