CN112309215A - 一种临床医学内科教学用演示系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医学教学技术领域，公开了一种临床医学内科教学用演示系统及其控制方法，包括中央处理和控制模块、教学资料收集模块、项目预设模块、信息录入模块、服务器模块、项目提取模块、模拟教学模块、理论讲解模块、考核评价模块和实训成绩管理模块。本发明可以在实训时真实地模拟临床医学内科的手术情景，进行模拟手术操作训练，引导学员在临床手术情境中探讨和思考，提高培训效果，提高学员的工作能力，可以有效解决传统单纯的教学理论和技能培训模式存在的问题，解决了现有教学培训中效率较低，效果差的问题，实现了通过仿真手段实现临床医学的培训教学，保证了学习效率和效果，培训效果好。
Description
技术领域
本发明属于医学教学技术领域，尤其涉及一种临床医学内科教学用演示系统及其控制方法。
背景技术
目前：随着医疗水平的提高，人们对医院临床人员的教学水平要求也在逐渐提高，传统的临床医学内科培训和学习主要采用实体模型或者相应的图片或教材进行讲解学习，学习效率低，效果差。
在内科临床教学时，要在演示床上模拟临床救治病患。而在老师教学时，多为三五个同学一起围在床边进行观看学习，而在学生较多的状况下，后排的学生多会看不清教师的操作，从而造成教学质量严重下降，影响学生学习。而且一般的教学中无法接受和接触现代先进的医疗信息技术和系统，造成学员在医院实习或工作无法适应先进医疗信息和系统，造成医疗实训和现实工作无法匹配。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)传统的临床医学内科培训和学习主要采用实体模型或者相应的图片或教材进行讲解学习，学习效率低，效果差。
(2)传统教学中无法接受和接触现代先进的医疗信息技术和系统，造成学员在医院实习或工作无法适应先进医疗信息和系统，造成医疗实训和现实工作无法匹配。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种临床医学内科教学用演示系统及其控制方法。
本发明是这样实现的，一种临床医学内科教学用演示控制方法，所述临床医学内科教学用演示控制方法包括：
步骤一，通过教学资料收集模块对存储与服务器中的教学需要的图像和文本文件进行收集整理，并通过项目预设模块将收集的教学图像和文本文件与不同的教学项目进行对应，并根据教学项目的不同构建不同的三维演示影像；
所述三维演示影像的构建方法包括：
先将收集的教学需要的图像进行图像处理，将图像修饰成标准样本，最后对所有的照片按照标准样本进行批量处理；
通过处理后的图像对包含的器官类型进行识别，根据识别结果对预设的数据库中存储的各个器官模型进行筛选，提取出对应器官的三维模型；
根据收集的教学需要的文本文件中的文字内容，对提取的器官三维模型进行病变部位标记和文字描述；
将编辑完成的三维模型通过不同角度、不同展示比例的显示，通过画面动作记录存储为动画文件；
步骤二，通过服务器模块对医学教学用的演示项目的数据信息按照不同的演示项目进行分类存储；
所述服务器模块采用的分类存储方法包括：
通过服务器中的智能识别单元对演示项目的文件进行识别，对识别出的文件进行预分类处理，将文件名称中包含相同关键词的文件进行统一保存；
根据接收的演示项目类型划分对应的存储通道，并将相应关键词的文件导入到对应存储通道内，之后数据通道列队模块可将导入存储通道内的数据以文件名的拼写顺序进行列队处理；
服务器中的数据检索单元选择不同文件类型格式的存储模块，然后向数据检索模块内输入需要对应查找的数据名称进行快速检索；
步骤三，通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入；
步骤四，通过项目提取模块根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，并传输到模拟教学模块；
步骤五，通过模拟教学模块将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式对三维演示影像进行操作演示；
步骤六，通过理论讲解模块利用二维投影的方式显示知识点，并通过人工语音进行讲解；
步骤七，通过考核评价模块对学员的考核项目进行模拟仿真实训，并对实训成绩进行记录和等级评价，通过实训成绩管理模块从考核评价模块获取实训成绩及评价，并对实训效果进行统计分析。
进一步，步骤三中，所述通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入，包括：
1)通过人机交互模块的信息采集单元对学员的身份信息进行采集，所述信息采集单元包括指纹识别单元、人脸识别单元和磁卡识别单元；
2)将采集的学员身份信息与存储有预设身份信息的身份数据库单元中的信息进行筛选识别，确定学员所处的科室或班级信息，以及历史教学记录；
3)通过教师管理单元用于对学生信息进行添加、编辑、删除、教学资料的调取和权限管理的调整。
进一步，步骤三中，所述学员信息包括学员姓名、学员科室、班级。
进一步，步骤四中，所述通过项目提取模块根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，包括：服务器接收提取指令并执行提取指令，将提取后信息发送给客户端。
进一步，步骤五中，所述通过模拟教学模块将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式对三维演示影像进行操作演示，包括：互动情景架构通过3D建模、虚拟现实、增强现实、仿真技术对临床医学中的多元要素进行真实刻画和描述建模，得到对应的虚拟模型，将三维演示影像投影在虚拟模型内。
进一步，步骤六中，所述人工语音为通过声音采集装置进行预先录制，根据不同的二维投影图像存储为不同的语音文件，并与需要播放的二维投影图像进行一一对应，在播放二维投影图像时对对应的人工语音文件进行自动播放。
进一步，步骤七中，所述对实训成绩进行记录和等级评价包括：
用于通过实验数据录入单元学生进行考核时填入的实验参数进行记录，将所述实验参数与标准参数进行关联、比对与整合，根据与标准参数的对比结果判断实训成绩的具体等级。
不呢反的另一目的在于提供一种应用所述临床医学内科教学用演示控制方法的临床医学内科教学用演示系统，所述临床医学内科教学用演示系统包括：
教学资料收集模块，与中央处理和控制模块连接，用于对教学需要的图像和文本文件进行收集整理；
项目预设模块，与中央处理和控制模块连接，用于将收集的教学图像和文本文件与不同的教学项目进行对应，并根据教学项目的不同构建不同的三维演示影像；
信息录入模块，与中央处理和控制模块连接，用于对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入；
服务器模块，与中央处理和控制模块连接，用于对医学教学用的演示项目的数据信息进行分类存储；
中央处理和控制模块，与教学资料收集模块、项目预设模块、信息录入模块、服务器模块、项目提取模块、模拟教学模块、理论讲解模块、考核评价模块和实训成绩管理模块连接，用于对采集的教学资料信息以及录入的学员信息和所需演示项目信息进行处理，并根据处理结果和通过人机交互界面预设的参数对各个受控模块进行协调控制；
项目提取模块，与中央处理和控制模块连接，用于根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，并传输到模拟教学模块；
模拟教学模块，与中央处理和控制模块连接，用于将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式进行操作演示；
理论讲解模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过二维投影的方式显示知识点，并通过人工语音进行讲解；
考核评价模块，与中央处理和控制模块连接，学员通过模拟操作台对考核项目进行模拟仿真实训，并对实训成绩进行记录和等级评价；
实训成绩管理模块，与中央处理和控制模块连接，用于从考核评价模块获取实训成绩及评价，并对实训效果进行统计分析。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的临床医学内科教学用演示系统的控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的临床医学内科教学用演示系统的控制方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明可以在实训时真实地模拟临床医学内科的手术情景，进行模拟手术操作训练，引导学员在临床手术情境中探讨和思考，提高培训效果，提高学员的工作能力，可以有效解决传统单纯的教学理论和技能培训模式存在的问题，解决了现有教学培训中效率较低，效果差的问题，实现了通过仿真手段实现临床医学的培训教学，保证了学习效率和效果，培训效果好。
本发明通过3D建模、虚拟现实、增强现实、仿真技术可以对手术室中的几何形状、物理属性、行为响应进行真实刻画和描述建模，生成镜像的模型数据，形成互动情景架构，能够实现数据实时更新，并且数据同步吻合度高，更加有利于教学指导，防止教学偏离实际，具有效果逼真，实训效果好且质量高等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的临床医学内科教学用演示控制方法流程图。
图2是本发明实施例提供的三维演示影像的构建方法流程图。
图3是本发明实施例提供的服务器模块采用的分类存储方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入流程图。
图5是本发明实施例提供的临床医学内科教学用演示系统的结构框图；
图中：1、教学资料收集模块；2、项目预设模块；3、信息录入模块；4、服务器模块；5、中央处理和控制模块；6、项目提取模块；7、模拟教学模块；8、理论讲解模块；9、考核评价模块；10、实训成绩管理模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种临床医学内科教学用演示系统及其控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的临床医学内科教学用演示控制方法包括：
S101，通过教学资料收集模块对存储与服务器中的教学需要的图像和文本文件进行收集整理，并通过项目预设模块将收集的教学图像和文本文件与不同的教学项目进行对应，并根据教学项目的不同构建不同的三维演示影像；
S102，通过服务器模块对医学教学用的演示项目的数据信息按照不同的演示项目进行分类存储；
S103，通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入；
S104，通过项目提取模块根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，并传输到模拟教学模块；
S105，通过模拟教学模块将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式对三维演示影像进行操作演示；
S106，通过理论讲解模块利用二维投影的方式显示知识点，并通过人工语音进行讲解；
S107，通过考核评价模块对学员的考核项目进行模拟仿真实训，并对实训成绩进行记录和等级评价，通过实训成绩管理模块从考核评价模块获取实训成绩及评价，并对实训效果进行统计分析。
如图2所示，本发明实施例提供的三维演示影像的构建方法包括：
S201，先将收集的教学需要的图像进行图像处理，将图像修饰成标准样本，最后对所有的照片按照标准样本进行批量处理；
S202，通过处理后的图像对包含的器官类型进行识别，根据识别结果对预设的数据库中存储的各个器官模型进行筛选，提取出对应器官的三维模型；
S203，根据收集的教学需要的文本文件中的文字内容，对提取的器官三维模型进行病变部位标记和文字描述；
S204，将编辑完成的三维模型通过不同角度、不同展示比例的显示，通过画面动作记录存储为动画文件。
如图3所示，本发明实施例提供的服务器模块采用的分类存储方法包括：
S301，通过服务器中的智能识别单元对演示项目的文件进行识别，对识别出的文件进行预分类处理，将文件名称中包含相同关键词的文件进行统一保存；
S302，根据接收的演示项目类型划分对应的存储通道，并将相应关键词的文件导入到对应存储通道内，之后数据通道列队模块可将导入存储通道内的数据以文件名的拼写顺序进行列队处理；
S303，服务器中的数据检索单元选择不同文件类型格式的存储模块，然后向数据检索模块内输入需要对应查找的数据名称进行快速检索。
如图4所示，步骤S103中，本发明实施例提供的通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入，包括：
S401，通过人机交互模块的信息采集单元对学员的身份信息进行采集，所述信息采集单元包括指纹识别单元、人脸识别单元和磁卡识别单元；
S402，将采集的学员身份信息与存储有预设身份信息的身份数据库单元中的信息进行筛选识别，确定学员所处的科室或班级信息，以及历史教学记录；
S403，通过教师管理单元用于对学生信息进行添加、编辑、删除、教学资料的调取和权限管理的调整。
步骤S103中，本发明实施例提供的学员信息包括学员姓名、学员科室、班级。
步骤S104中，本发明实施例提供的通过项目提取模块根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，包括：服务器接收提取指令并执行提取指令，将提取后信息发送给客户端。
步骤S105中，本发明实施例提供的通过模拟教学模块将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式对三维演示影像进行操作演示，包括：互动情景架构通过3D建模、虚拟现实、增强现实、仿真技术对临床医学中的多元要素进行真实刻画和描述建模，得到对应的虚拟模型，将三维演示影像投影在虚拟模型内。
步骤S106中，本发明实施例提供的人工语音为通过声音采集装置进行预先录制，根据不同的二维投影图像存储为不同的语音文件，并与需要播放的二维投影图像进行一一对应，在播放二维投影图像时对对应的人工语音文件进行自动播放。
步骤S107中，本发明实施例提供的对实训成绩进行记录和等级评价包括：
用于通过实验数据录入单元学生进行考核时填入的实验参数进行记录，将所述实验参数与标准参数进行关联、比对与整合，根据与标准参数的对比结果判断实训成绩的具体等级。
如图5所示，本发明实施例提供的临床医学内科教学用演示系统包括：
教学资料收集模块1，与中央处理和控制模块5连接，用于对教学需要的图像和文本文件进行收集整理；
项目预设模块2，与中央处理和控制模块5连接，用于将收集的教学图像和文本文件与不同的教学项目进行对应，并根据教学项目的不同构建不同的三维演示影像；
信息录入模块3，与中央处理和控制模块5连接，用于对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入；
服务器模块4，与中央处理和控制模块5连接，用于对医学教学用的演示项目的数据信息进行分类存储；
中央处理和控制模块5，与教学资料收集模块1、项目预设模块2、信息录入模块3、服务器模块4、项目提取模块6、模拟教学模块7、理论讲解模块8、考核评价模块9和实训成绩管理模块10连接，用于对采集的教学资料信息以及录入的学员信息和所需演示项目信息进行处理，并根据处理结果和通过人机交互界面预设的参数对各个受控模块进行协调控制；
项目提取模块6，与中央处理和控制模块5连接，用于根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，并传输到模拟教学模块；
模拟教学模块7，与中央处理和控制模块5连接，用于将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式进行操作演示；
理论讲解模块8，与中央处理和控制模块5连接，用于通过二维投影的方式显示知识点，并通过人工语音进行讲解；
考核评价模块9，与中央处理和控制模块5连接，学员通过模拟操作台对考核项目进行模拟仿真实训，并对实训成绩进行记录和等级评价；
实训成绩管理模块10，与中央处理和控制模块5连接，用于从考核评价模块获取实训成绩及评价，并对实训效果进行统计分析。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，所述临床医学内科教学用演示控制方法包括：
步骤一，通过教学资料收集模块对存储与服务器中的教学需要的图像和文本文件进行收集整理，并通过项目预设模块将收集的教学图像和文本文件与不同的教学项目进行对应，并根据教学项目的不同构建不同的三维演示影像；
所述三维演示影像的构建方法包括：
先将收集的教学需要的图像进行图像处理，将图像修饰成标准样本，最后对所有的照片按照标准样本进行批量处理；
通过处理后的图像对包含的器官类型进行识别，根据识别结果对预设的数据库中存储的各个器官模型进行筛选，提取出对应器官的三维模型；
根据收集的教学需要的文本文件中的文字内容，对提取的器官三维模型进行病变部位标记和文字描述；
将编辑完成的三维模型通过不同角度、不同展示比例的显示，通过画面动作记录存储为动画文件；
步骤二，通过服务器模块对医学教学用的演示项目的数据信息按照不同的演示项目进行分类存储；
所述服务器模块采用的分类存储方法包括：
通过服务器中的智能识别单元对演示项目的文件进行识别，对识别出的文件进行预分类处理，将文件名称中包含相同关键词的文件进行统一保存；
根据接收的演示项目类型划分对应的存储通道，并将相应关键词的文件导入到对应存储通道内，之后数据通道列队模块可将导入存储通道内的数据以文件名的拼写顺序进行列队处理；
服务器中的数据检索单元选择不同文件类型格式的存储模块，然后向数据检索模块内输入需要对应查找的数据名称进行快速检索；
步骤三，通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入；
步骤四，通过项目提取模块根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，并传输到模拟教学模块；
步骤五，通过模拟教学模块将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式对三维演示影像进行操作演示；
步骤六，通过理论讲解模块利用二维投影的方式显示知识点，并通过人工语音进行讲解；
步骤七，通过考核评价模块对学员的考核项目进行模拟仿真实训，并对实训成绩进行记录和等级评价，通过实训成绩管理模块从考核评价模块获取实训成绩及评价，并对实训效果进行统计分析。
2.如权利要求1所述的临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，步骤三中，所述通过信息录入模块的人机交互界面对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入，包括：
1)通过人机交互模块的信息采集单元对学员的身份信息进行采集，所述信息采集单元包括指纹识别单元、人脸识别单元和磁卡识别单元；
2)将采集的学员身份信息与存储有预设身份信息的身份数据库单元中的信息进行筛选识别，确定学员所处的科室或班级信息，以及历史教学记录；
3)通过教师管理单元用于对学生信息进行添加、编辑、删除、教学资料的调取和权限管理的调整。
3.如权利要求1所述的临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，步骤三中，所述学员信息包括学员姓名、学员科室、班级。
4.如权利要求1所述的临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，步骤四中，所述通过项目提取模块根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，包括：服务器接收提取指令并执行提取指令，将提取后信息发送给客户端。
5.如权利要求1所述的临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，步骤五中，所述通过模拟教学模块将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式对三维演示影像进行操作演示，包括：互动情景架构通过3D建模、虚拟现实、增强现实、仿真技术对临床医学中的多元要素进行真实刻画和描述建模，得到对应的虚拟模型，将三维演示影像投影在虚拟模型内。
6.如权利要求1所述的临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，步骤六中，所述人工语音为通过声音采集装置进行预先录制，根据不同的二维投影图像存储为不同的语音文件，并与需要播放的二维投影图像进行一一对应，在播放二维投影图像时对对应的人工语音文件进行自动播放。
7.如权利要求1所述的临床医学内科教学用演示控制方法，其特征在于，步骤七中，所述对实训成绩进行记录和等级评价包括：
用于通过实验数据录入单元学生进行考核时填入的实验参数进行记录，将所述实验参数与标准参数进行关联、比对与整合，根据与标准参数的对比结果判断实训成绩的具体等级。
8.一种应用如权利要求1所述临床医学内科教学用演示控制方法的临床医学内科教学用演示系统，其特征在于，所述临床医学内科教学用演示系统包括：
教学资料收集模块，与中央处理和控制模块连接，用于对教学需要的图像和文本文件进行收集整理；
项目预设模块，与中央处理和控制模块连接，用于将收集的教学图像和文本文件与不同的教学项目进行对应，并根据教学项目的不同构建不同的三维演示影像；
信息录入模块，与中央处理和控制模块连接，用于对学员信息和所需演示项目信息进行编辑录入；
服务器模块，与中央处理和控制模块连接，用于对医学教学用的演示项目的数据信息进行分类存储；
中央处理和控制模块，与教学资料收集模块、项目预设模块、信息录入模块、服务器模块、项目提取模块、模拟教学模块、理论讲解模块、考核评价模块和实训成绩管理模块连接，用于对采集的教学资料信息以及录入的学员信息和所需演示项目信息进行处理，并根据处理结果和通过人机交互界面预设的参数对各个受控模块进行协调控制；
项目提取模块，与中央处理和控制模块连接，用于根据录入的所需演示项目信息对服务器内的对应项目信息进行提取，并传输到模拟教学模块；
模拟教学模块，与中央处理和控制模块连接，用于将接收的对应项目信息在互动情景架构内通过三维投影的方式进行操作演示；
理论讲解模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过二维投影的方式显示知识点，并通过人工语音进行讲解；
考核评价模块，与中央处理和控制模块连接，学员通过模拟操作台对考核项目进行模拟仿真实训，并对实训成绩进行记录和等级评价；
实训成绩管理模块，与中央处理和控制模块连接，用于从考核评价模块获取实训成绩及评价，并对实训效果进行统计分析。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～7任意一项所述的临床医学内科教学用演示系统的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述的临床医学内科教学用演示系统的控制方法。
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