CN109872594A - 一种3d护理情境模拟数字学习系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D护理情境模拟数字学习系统，包括护理模型人、3D情景模拟系统以及考核系统，护理模型人的脸部为一光滑平整的全透明柔性玻璃，与护理模型人的头部的无缝连接形成一个半椭圆形空腔，脸部开设有与嘴巴、鼻孔、眼睛相对应的通孔，头部为一由PVC材料制备而成的半椭圆形结构，其内安装有一播放器，头部上端垂直安装有一3D投影仪，护理模型人的颈部内安装有一空气屏幕生成装置，颈部与半椭圆形空腔相通，护理模型人的上半身前壁上均匀布设有一层薄膜压力传感器；本发明实现了各种护理情境的模拟，学生可以参与到整个模拟/训练过程中与护理人模型进行对话或动作交流，宛如亲临病房一般，提高了学生的学习效率。

Description

一种3D护理情境模拟数字学习系统

技术领域

本发明涉及数字学习系统领域，具体涉及一种3D护理情境模拟数字学习系统。

背景技术

从护理学生在临床实习中可以发现，护理学生在照顾病人时，很难有效地将书本上的知识实际运用到临床，并了解病人的问题及相关处置的意涵，明显地出现学理与临床知识转移的落差；目前很多医护学校或医疗院所普遍以拟真模拟病人作为训练学生临床技能及问题解决能力，然而这种训练方式需购置昂贵的模拟病人(市价约400万)及其附属的设备、维修相关设备，在有限的资源、时间与空间下学习，学生反复练习的时间有限，可能间接影响学习成效；此外，护理教育者碍于护理课程的编排，一般的授课方式仅能一个个单元进行，然而临床实务并非如课程讲授的流程依序发生，且临床实务充满了太多的变化与不可预测性，因此护理学生对病患所拟定的照护计划常常追不上病患病情的变化，因而产生实习压力与挫折；因此，如何突破传统护理教育训练在临床实习无法重复演练的瓶颈，而让护理学生能在较短的时间内学习到更多临床的照护个案经验，以加强其临床照护的灵机应变能力以及操作熟悉度，宛如亲临病房一般的教育方式是值得研究人员深入研究的课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种3D护理情境模拟数字学习系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种3D护理情境模拟数字学习系统，包括护理模型人、3D情景模拟系统以及考核系统，所述护理模型人的脸部为一光滑平整的全透明柔性玻璃，与护理模型人的头部的无缝连接形成一个半椭圆形空腔，所述脸部开设有与嘴巴、鼻孔、眼睛相对应的通孔，所述头部为一由PVC材料制备而成的半椭圆形结构，其内安装有一播放器，所述头部上端垂直安装有一3D投影仪，护理模型人的颈部内安装有一空气屏幕生成装置，所述颈部与半椭圆形空腔相通，所述护理模型人的上半身前壁上均匀布设有一层薄膜压力传感器，所述护理模型的四肢上均通过压敏胶黏贴设置有一三维姿态传感器；

所述3D情景模拟系统用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种三维场景、动态三维模型、互动三维模型；

所述考核系统用于根据薄膜压力传感器、三维姿态传感器以及视频采集模块所采集到的数据完成当前护理情况的评估。

进一步地，所述护理模型人的其中一只手和手臂均由仿人皮外套、设置在仿人皮外套内的立方体空心橡胶囊以及设置立方体空心橡胶囊与仿人皮外套之间的粗乳胶管、细乳胶管制作而成。

进一步地，所述仿人皮外套与立方体空心橡胶囊之间粘结，且所述粗乳胶管模拟动脉布置方式布置，细乳胶管模拟静脉布置方式布置。

进一步地，所述3D情景模拟系统包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪、背景音频播放模块和素材数据库。

进一步地，所述3D投影仪和空气屏幕生成装置用于根据中央处理器发出的控制命令从素材数据库内调用相应的数据实现各种面部表情的投放。

进一步地，所述播放器用于根据中央处理器发出的控制命令实现素材数据库内相应的音频数据的播放。

进一步地，所述视频采集模块用于通过摄像头进行正在进行教学的老师或者正在进行护理情境模拟的学生的动作视频的采集，并通过通讯模块发送到控制终端进行储存和播放。

进一步地，所述考核系统内载与控制终端内，包括

护理动作评估模块，用于根据薄膜压力传感器、三维姿态传感器以及视频采集模块所采集到的数据完成当前护理动作规范性的评估；

护理流程和结果评估模块，用于人为通过观看视频采集模块采集到的视频数据完成护理流程和护理结果的评估。

进一步地，所述粗乳胶管、细乳胶管内填充不同颜色的液体。

本发明具有以下有益效果：

通过优化设计的护理人模型、3D情景模拟系统以及考核系统实现了各种护理情境的模拟，学生可以参与到整个模拟/训练过程中与护理人模型进行对话或动作交流，宛如亲临病房一般，在提高学生学习效率的同时，也使得学生可以更好的完成所学知识的运用转化。

附图说明

图1为本发明实施例中护理模型人的脸部的结构示意图。

图2为本发明实施例一种3D护理情境模拟数字学习系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图2所示，本发明实施例公开了一种3D护理情境模拟数字学习系统，包括护理模型人、3D情景模拟系统以及考核系统，所述护理模型人的脸部1为一光滑平整的全透明柔性玻璃，与护理模型人的头部的无缝连接形成一个半椭圆形空腔，所述脸部的上端以及头部的上端设置用于安装头发的固定扣，所述脸部开设有与嘴巴、鼻孔、眼睛相对应的通孔，所述头部为一由PVC材料制备而成的半椭圆形结构，其内安装有一播放器，所述播放器用于根据中央处理器发出的控制命令实现素材数据库内相应的音频数据的播放，主要用于实现病人与护理人员的对话；所述头部上端垂直安装有一3D投影仪2，护理模型人的颈部内安装有一空气屏幕生成装置3，所述颈部与半椭圆形空腔相通，所述3D投影仪和空气屏幕生成装置用于根据中央处理器发出的控制命令从素材数据库内调用相应的数据实现各种面部表情的投放；

所述护理模型人的上半身前壁上均匀布设有一层薄膜压力传感器，所述护理模型的四肢上均通过压敏胶黏贴设置有一三维姿态传感器；所述薄膜压力传感器用于进行护理人员在进行心肺复苏练习、腹部按压、按摩等训练时对护理模型所施加的压力值的采集，并将采集到的数据通过无线通讯模块发送到控制终端；所述三维姿态传感器用于进行在护理过程中，四肢所在位置以及位移路径数据的采集，并将采集到的数据通过无线通讯模块发送到控制终端。

所述3D情景模拟系统包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪、背景音频播放模块和素材数据库，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种三维场景、动态三维模型、互动三维模型；

所述考核系统用于根据薄膜压力传感器、三维姿态传感器以及视频采集模块所采集到的数据完成当前护理情况的评估；

所述护理模型人的其中一只手和手臂均由仿人皮外套、设置在仿人皮外套内的立方体空心橡胶囊以及设置立方体空心橡胶囊与仿人皮外套之间的粗乳胶管、细乳胶管制作而成；所述仿人皮外套与立方体空心橡胶囊之间粘结，且所述粗乳胶管模拟动脉布置方式布置，细乳胶管模拟静脉布置方式布置，所述粗乳胶管、细乳胶管内填充不同颜色的液体，在进行注射练习时，采用空管练习，以观察针头上的颜色进行护理人员当前注射位置正确与否的判断。

本实施例中，所述视频采集模块用于通过摄像头进行正在进行教学的老师或者正在进行护理情境模拟的学生的动作视频的采集，并通过通讯模块发送到控制终端的数据库进行储存，经其显示屏进行播放。

本实施例中，所述考核系统内载于控制终端内，包括：

护理动作评估模块，用于根据薄膜压力传感器、三维姿态传感器以及视频采集模块所采集到的数据完成当前护理动作规范性的评估；该模块基于BP神经网络模型实现动作规范性的评估；

护理流程和结果评估模块，用于人为通过观看视频采集模块采集到的视频数据完成护理流程和护理结果的评估。

本实施例中，所述控制终端上集成有：

人机操作模块，用于各种控制命令的输入；

数据共享模块，用于将需要分享的数据(教学视频数据、学生的训练视频数据并携带其评估结果)上传至服务器，移动终端下载对应的APP，注册登录后，可在权限内实现所述数据的查看共享。

本实施例中，所述护理动作评估模块，通过kinect深度传感器进行骨骼信息获取，并基于所获取的骨骼信息和BP网络模型实现视频数据中动作的评估。

本实施例中，所述护理模型人的其他部位均采用PVC材料制备而成，具有整体护理的全部功能也可以拆装分部件进行教学训练。

本实施例中，所述手和手臂一体成型，所述手臂和上半身的侧面通过可转动的安装节相连。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：包括护理模型人、3D情景模拟系统以及考核系统，所述护理模型人的脸部为一光滑平整的全透明柔性玻璃，与护理模型人的头部的无缝连接形成一个半椭圆形空腔，所述脸部开设有与嘴巴、鼻孔、眼睛相对应的通孔，所述头部为一由PVC材料制备而成的半椭圆形结构，其内安装有一播放器，所述头部上端垂直安装有一3D投影仪，护理模型人的颈部内安装有一空气屏幕生成装置，所述颈部与半椭圆形空腔相通，所述护理模型人的上半身前壁上均匀布设有一层薄膜压力传感器，所述护理模型的四肢上均通过压敏胶黏贴设置有一三维姿态传感器；

所述3D情景模拟系统用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种三维场景、动态三维模型、互动三维模型；

所述考核系统用于根据薄膜压力传感器、三维姿态传感器以及视频采集模块所采集到的数据完成当前护理情况的评估。

2.如权利要求1所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述护理模型人的其中一只手和手臂均由仿人皮外套、设置在仿人皮外套内的立方体空心橡胶囊以及设置立方体空心橡胶囊与仿人皮外套之间的粗乳胶管、细乳胶管制作而成。

3.如权利要求2所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述仿人皮外套与立方体空心橡胶囊之间粘结，且所述粗乳胶管模拟动脉布置方式布置，细乳胶管模拟静脉布置方式布置。

4.如权利要求1所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述3D情景模拟系统包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪、背景音频播放模块和素材数据库。

5.如权利要求1所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述3D投影仪和空气屏幕生成装置用于根据中央处理器发出的控制命令从素材数据库内调用相应的数据实现各种面部表情的投放。

6.如权利要求1所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述播放器用于根据中央处理器发出的控制命令实现素材数据库内相应的音频数据的播放。

7.如权利要求1所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述视频采集模块用于通过摄像头进行正在进行教学的老师或者正在进行护理情境模拟的学生的动作视频的采集，并通过通讯模块发送到控制终端进行储存和播放。

8.如权利要求1所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述考核系统内载与控制终端内，包括：

护理动作评估模块，用于根据薄膜压力传感器、三维姿态传感器以及视频采集模块所采集到的数据完成当前护理动作规范性的评估；

护理流程和结果评估模块，用于人为通过观看视频采集模块采集到的视频数据完成护理流程和护理结果的评估。

9.如权利要求2所述的一种3D护理情境模拟数字学习系统，其特征在于：所述粗乳胶管、细乳胶管内填充不同颜色的液体。