CN108806347A - 基于vr设备的医疗教学系统 - Google Patents

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鲍日福
黄永星
殷之
肖锦招
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    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/02—Electrically-operated educational appliances with visual presentation of the material to be studied, e.g. using film strip
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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Abstract

本发明涉及一种基于VR设备的医疗教学系统，它包括主控终端、体感识别装置、VR镜像交互模块以及VR视觉呈现装置；主控终端包括与VR视觉呈现装置配合在学习者操作错误时播放相应段落教学视频的视频教学纠错单元；所述视频教学纠错单元，用于存储按医疗操作步骤标记段落的教学视频，并根据学习者操作错误的步骤调取相应段落的教学视频在显示屏中显示。本发明的目的在于提供一种基于VR设备的医疗教学系统，其能有效提高学习者医疗操作的熟练度，且能及时纠错，使学习者真正掌握准确操作。

Description

基于VR设备的医疗教学系统
技术领域
本发明涉及医疗教学领域，特别是一种基于VR设备的医疗教学系统。
背景技术
随着VR技术的快速发展，VR虚拟现实技术的应用范围也越来越广，尤其是随着周边硬件技术和内核开发软件技术的发展，使得VR显示技术更加成熟和完善。
在医疗教学中，很多医疗操作需要不断练习，学习者才能记牢操作次序，充分掌握各操作的手法等。但受各种因素所限，难以让学习者在实际操作中练习。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于VR设备的医疗教学系统，其能有效提高学习者医疗操作的熟练度，且能及时纠错，使学习者真正掌握准确操作。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种基于VR设备的医疗教学系统，它包括主控终端、体感识别装置、VR镜像交互模块以及VR视觉呈现装置；主控终端与其他各设备配合执行虚拟医疗场景的应用，显示该应用的画面在显示屏，将学习者的医疗操作步骤与应用内的预设操作规程的医疗操作步骤进行比对，及时提示学习者操作错误，并停止下一医疗操作步骤；体感识别装置用于捕捉学习者的身体部位动作，生成身体部位虚拟模型，并将身体部位虚拟模型输入主控终端，与虚拟医疗场景融合；VR镜像交互模块与主控终端信号连接，用于将身体部位虚拟模型转换为以学习者中轴为基准的镜像视觉图像；VR视觉呈现装置包括显示屏、位置传感器以及三轴陀螺仪，VR视觉呈现装置根据学习者头部转动姿态，三轴陀螺仪通过主控终端中图像引擎调整当前显示图像；主控终端包括与VR视觉呈现装置配合在学习者操作错误时播放相应段落教学视频的视频教学纠错单元；所述视频教学纠错单元，用于存储按医疗操作步骤标记段落的教学视频，并根据学习者操作错误的步骤调取相应段落的教学视频在显示屏中显示。
较之现有技术而言，本发明的优点在于：
(1)本发明虚拟医疗场景，让学习者能随时学习训练，并通过教学视频直观了解正确操作，以及时纠正学习者的错误操作，令学习者记忆深刻、准确，便于学习者在实际医疗操作中能快速上手，步骤准确，操作到位；
(2)提示移动视角，学习者能及时找到教学视频显示区域，并利用跟踪学习者的视角，以开启教学视频的播放，避免学习者错过操作细节；
(3)通过动画再现纠错单元，向学习者播放能自由选择观看视角的三维模拟动画，运用更接近虚拟医疗场景的方式，让学习者根据需要变换观察视角，更好找出操作错误处，以便更好地纠正；
(4)三维模拟动画背景透明，使学习者能够继续观察虚拟医疗场景，特别是对相应器物进行差异显示时，能快速确定三维模拟动画所显示器物的具体位置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明内容进行详细说明：
一种基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：它包括主控终端、体感识别装置、VR镜像交互模块以及VR视觉呈现装置；
主控终端与其他各设备配合执行虚拟医疗场景的应用，显示该应用的画面在显示屏，并将学习者的医疗操作步骤与应用内的预设操作规程的医疗操作步骤进行比对，及时提示学习者操作错误，并停止下一医疗操作步骤；
体感识别装置用于捕捉学习者的身体部位动作，生成身体部位虚拟模型，并将身体部位虚拟模型输入主控终端，与虚拟医疗场景融合；
VR镜像交互模块与主控终端信号连接，用于将身体部位虚拟模型转换为以学习者中轴为基准的镜像视觉图像；
VR视觉呈现装置包括显示屏、位置传感器以及三轴陀螺仪，VR视觉呈现装置根据学习者头部转动姿态，三轴陀螺仪通过主控终端中图像引擎调整当前显示图像；
主控终端包括与VR视觉呈现装置配合在学习者操作错误时播放相应段落教学视频的视频教学纠错单元；所述视频教学纠错单元，用于存储按医疗操作步骤标记段落的教学视频，并根据学习者操作错误的步骤调取相应段落的教学视频在显示屏中显示。
所述教学视频按预设操作规程中的各个医疗操作步骤标记段落并进行对应关联。如，预设操作规程中将医疗分为ABC三个依次进行的医疗操作步骤，教学视频也按ABC三个医疗操作步骤标记出一一对应的abc三个段落，学习者在进行B医疗操作步骤出错，与预设操作规程的医疗操作步骤比对不一致，则将调取b段落的教学视频显示在显示屏中。
所述视频教学纠错单元，在调取教学视频到显示屏中显示的同时，会在显示屏上显示移动视角提示，引导学习者关注教学视频显示区域；当三轴陀螺仪跟踪到学习者的视角已位于教学视频显示区域，视频教学纠错单元开始播放教学视频。利用跟踪学习者的视角，以开启教学视频的播放，避免学习者错过操作细节。
所述教学视频显示区域为设置于虚拟医疗场景中的显示器。
所述主控终端还包括与VR视觉呈现装置配合在视频教学纠错单元执行纠错后学习者仍未正确操作时播放三维模拟动画的动画再现纠错单元；所述动画再现纠错单元，用于存储在该虚拟医疗场景下录制的各医疗操作步骤的三维模拟动画，并根据指令调取相应段落的三维模拟动画在显示屏中显示，并能随学习者头部的转动变换三维模拟动画的视角。
所述三维模拟动画，其背景进行透明处理，让三维模拟动画不过多遮挡虚拟医疗场景，使学习者能够继续观察虚拟医疗场景，以找到三维模拟动画所显示器物的具体位置。
当播放模拟动画时，主控终端对虚拟医疗场景中与模拟动画相对应器物进行差异显示；所述差异显示为与其它器物不同的提醒显示，如光环闪烁显示、加亮显示或标识提示等。
本发明工作方法如下：
构建医疗教学需要的虚拟医疗场景，学习者头戴VR视觉呈现装置，佩戴体感识别装置以融入虚拟医疗场景中；利用体感识别装置进行相应的医疗操作，主控终端跟踪比对医疗操作；当发现学习者的医疗操作与预设的医疗操作不一致时，停止学习者的下一医疗操作步骤，调取相应段落的教学视频到显示屏上，学习者观看教学视频后才可重新进行该医疗操作步骤，操作正确才可进行下一医疗操作步骤。
当学习者观看教学视频后，如仍操作错误，则执行三维模拟动画的显示，运用更接近虚拟医疗场景的方式，让学习者更好找出操作错误处，以便更好地纠正。

Claims (6)

1.一种基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：它包括主控终端、体感识别装置、VR镜像交互模块以及VR视觉呈现装置；
主控终端与其他各设备配合执行虚拟医疗场景的应用，显示该应用的画面在显示屏，将学习者的医疗操作步骤与应用内的预设操作规程的医疗操作步骤进行比对，及时提示学习者操作错误，并停止下一医疗操作步骤；
体感识别装置用于捕捉学习者的身体部位动作，生成身体部位虚拟模型，并将身体部位虚拟模型输入主控终端，与虚拟医疗场景融合；
VR镜像交互模块与主控终端信号连接，用于将身体部位虚拟模型转换为以学习者中轴为基准的镜像视觉图像；
VR视觉呈现装置包括显示屏、位置传感器以及三轴陀螺仪，VR视觉呈现装置根据学习者头部转动姿态，三轴陀螺仪通过主控终端中图像引擎调整当前显示图像；
主控终端包括与VR视觉呈现装置配合在学习者操作错误时播放相应段落教学视频的视频教学纠错单元；所述视频教学纠错单元，用于存储按医疗操作步骤标记段落的教学视频，并根据学习者操作错误的步骤调取相应段落的教学视频在显示屏中显示。
2.根据权利要求1所述的基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：所述视频教学纠错单元，在调取教学视频到显示屏中显示的同时，会在显示屏上显示移动视角提示，引导学习者关注教学视频显示区域；当三轴陀螺仪跟踪到学习者的视角已位于教学视频显示区域，视频教学纠错单元开始播放教学视频。
3.根据权利要求2所述的基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：所述教学视频显示区域为设置于虚拟医疗场景中的视频显示器。
4.根据权利要求1或2所述的基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：所述主控终端还包括与VR视觉呈现装置配合在视频教学纠错单元执行纠错后学习者仍未正确操作时播放三维模拟动画的动画再现纠错单元；所述动画再现纠错单元，用于存储在该虚拟医疗场景下录制的各医疗操作步骤的三维模拟动画，并根据指令调取相应段落的三维模拟动画在显示屏中显示，并能随学习者头部的转动变换三维模拟动画的视角。
5.根据权利要求3所述的基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：所述三维模拟动画，其背景进行透明处理。
6.根据权利要求4所述的基于VR设备的医疗教学系统，其特征在于：当播放三维模拟动画时，主控终端对虚拟医疗场景中与三维模拟动画相对应器物进行差异显示；所述差异显示为与其它器物不同的提醒显示。
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