CN112863283A - 一种基于混合现实和5g网络切片技术的医学教育系统 - Google Patents

一种基于混合现实和5g网络切片技术的医学教育系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，包括混合现实教学系统平台和5G网络切片模块，5G网络切片模块与混合现实教学系统平台相连。该系统通过5G网络切片技术的高速率、低延时和专网的安全性，就能提升学生使用混合现实设备观看操作静态解剖全息影像、模拟手术教学的流畅度，也能解决尸体少、物理人体模型少的缺点；混合现实技术是融合了数字现实世界和数字虚拟世界，且在5G的高速率下，模拟时不卡顿，不延时，可解决传统混合现实眼镜带了头晕的毛病；系统支持全息影像抽离出骨骼、血管、肌肉、筋膜组织等个体，可以缩放、旋转操作；系统支持将手术一步步分解开，进行数字化图文提示。

Description

一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统
技术领域
本发明涉及医学教育领域，具体为一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统。
背景技术
目前有基于“混合现实技术的医学急救系统-CN202010334490.4”，“混合现实技术肝胆穿刺培训系统-CN202010829092.X”，“混合现实技术医疗手术模拟仿真系统-CN202010717314.9”，“基于VR技术的患者教育医疗系统-CN201921563179.6”。现有医学教育培训大多借助于：非软件方法和软件方法。
非软件方法：人体解剖物理模型、现场观看手术室学习、尸体解剖、教科书学习；软件方法为上面查询到的现有公开的专利软件。
非软件方法的缺点与不足：学习次数受到物理模型或尸体的限制，学生或年轻医生不是想学习解剖或手术操作就能有机会学；现场观看手术，也受到手术室空间大小和手术次数的限制；教科书看静态解剖图片，晦涩难懂，平面图片与真实的人体器官的三维图像相差很大，学习效率低；教科书或app无法单独分离出血管、骨骼、脂肪、肌肉、筋膜组织等结构，更无法针对某个个体进行缩放、旋转等交互操作。
软件方法缺点与不足：因为人体解剖和手术模拟的三维图像文件非常大，学生使用混合现实眼镜观看模拟解剖或手术的全息影像时，需要从服务器下载内容，使用现有的4G网络速度慢，延时大，缩放、旋转等效果更卡顿，甚至头晕的感觉。现有的基于公网intenet的解剖学或手术分解培训影像数据，不安全，面临被攻击的危险。现有的公开的5G+混合现实的+诊断或直播的，并没有针对人体解剖结构进行细化的全息影像，更没有相关的手术示教的分解、步骤提示动作。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，包括混合现实教学系统平台和5G网络切片模块，所述5G网络切片模块与混合现实教学系统平台相连，所述5G网络切片模块与上传手术教学模块相连，所述5G网络切片模块与混合现实用户相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述混合现实用户设有和上传手术教学模块以及5G网络切片模块均设有若干个。
作为本发明的一种优选技术方案，所述混合现实教学系统平台与混合现实眼镜下载静态解剖模块和手术模拟模块相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述混合现实眼镜下载静态解剖模块为缩放、旋转操作局部血管、肌肉、骨骼、筋膜组织可交互的全息影像，所述手术模拟模块为模拟手术并伴随有每一步精确图文提示。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上传手术教学模块的具体流程为：首先提供不同部位的真实的人体解剖图片素材，美工通过3D工具制作三维模型，利用CT、MRI导出人体模型数据，并通过3DVWorks软件制作三维模型，将三维模型导入到Unity内，然后生成静态的解剖图像的Unity，并上传到云平台，形成教学案例，与此同时，根据手术动作规范、制作可交互的手术分解、做每一步分解动作提示，生成手术教学的Unity，并上传到云平台。
本发明的有益效果是：该系统通过5G网络切片技术的高速率、低延时和专网的安全性，就能提升学生使用混合现实设备观看操作静态解剖全息影像、模拟手术教学的流畅度，也能解决尸体少、物理人体模型少的缺点；
混合现实技术是融合了数字现实世界和数字虚拟世界，且在5G的高速率下，模拟时不卡顿，不延时，可解决传统混合现实眼镜带了头晕的毛病；
系统支持全息影像抽离出骨骼、血管、肌肉、筋膜组织等个体，可以缩放、旋转操作；系统支持将手术一步步分解开，进行数字化图文提示，例如手术刀从哪个角度插入，脚抬到什么角度，便于学生熟念掌握手术的动作要领，规范手术；
通过5G网络切片技术能解决中西部医学资源不均衡的问题，使得西部医疗资源贫瘠地区能通过混合现实全息影像的教学系统，观看详尽的三维立体影像，且是可交互的影像，还能通过模拟手术进行一步步学习手术的操作步骤，每一步操作步骤均有精细化的图文提醒，例如手术刀从哪个角度，从哪里插入，脚抬到什么角度。完全数字化，非常精准，能为国家更快更高质量的培训医学人才。
附图说明
图1为本发明异地5G传输架构的模块图；
图2为本发明通过混合现实眼镜观看和操作静态解剖全息影像的流程图；
图3为本发明上传手术教学案例的流程图；
图4为本发明调整优化5G网络切片SLA参数的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，包括混合现实教学系统平台和5G网络切片模块，所述5G网络切片模块与混合现实教学系统平台相连，5G网络切片模块与上传手术教学模块相连，5G网络切片模块与混合现实用户相连。
混合现实用户设有和上传手术教学模块以及5G网络切片模块均设有若干个。
混合现实教学系统平台与混合现实眼镜下载静态解剖模块和手术模拟模块相连。
混合现实眼镜下载静态解剖模块为缩放、旋转操作局部血管、肌肉、骨骼、筋膜组织可交互的全息影像，手术模拟模块为模拟手术并伴随有每一步精确图文提示。
上传手术教学模块的具体流程为：首先提供不同部位的真实的人体解剖图片素材，美工通过3D工具制作三维模型，利用CT、MRI导出人体模型数据，并通过3DVWorks软件制作三维模型，将三维模型导入到Unity内，然后生成静态的解剖图像的Unity，并上传到云平台，形成教学案例，与此同时，根据手术动作规范、制作可交互的手术分解、做每一步分解动作提示，生成手术教学的Unity，并上传到云平台。
工作原理：一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，包括混合现实教学系统平台和5G网络切片模块，所述5G网络切片模块与混合现实教学系统平台相连，所述5G网络切片模块与上传手术教学模块相连，所述5G网络切片模块与混合现实用户相连。针对传承解剖学书籍和手术操作书籍或app只是静态文字和二维图片的问题，本发明使用混合现实技术，可以将人体解剖图像，手术分解动作，手术模拟操作，手术考核等教育培训系统通过全息影像投放在空气中，让学生和年轻医生从感官上更容易记住解剖结构，通过沉浸在可交互的全息影像中，不断模拟手术操作步骤，根据图文提示一步步操作，能够更精准的熟悉手术要领。通过5G网络切片的高速，低延时，全息影像的交互旋转、缩放可以很流畅的进行，体验效果更好，去除头晕不适的毛病，同时通过5G网络切片的安全性，可以隔离出一个逻辑安全的单独线路，保证传输内容的安全性。混合现实技术比传统的VR虚拟现实技术，集成了数字真实世界和数字虚拟时间，练习模拟手术时，还能观看和对比真实物理世界坐标。通过不断调整用户数、宽带带宽、时延、安全性和可控性等参数，完成5G网络切片的个性化设置，这个需要系统使用过程中不断优化调整，它能解决现有只是简单使用5G技术，没有达到高速率、低延时、安全性的问题。
该系统通过5G网络切片技术的高速率、低延时和专网的安全性，就能提升学生使用混合现实设备观看操作静态解剖全息影像、模拟手术教学的流畅度，也能解决尸体少、物理人体模型少的缺点；混合现实技术是融合了数字现实世界和数字虚拟世界，且在5G的高速率下，模拟时不卡顿，不延时，可解决传统混合现实眼镜带了头晕的毛病；系统支持全息影像抽离出骨骼、血管、肌肉、筋膜组织等个体，可以缩放、旋转操作；系统支持将手术一步步分解开，进行数字化图文提示，例如手术刀从哪个角度插入，脚抬到什么角度，便于学生熟念掌握手术的动作要领，规范手术；通过5G网络切片技术能解决中西部医学资源不均衡的问题，使得西部医疗资源贫瘠地区能通过混合现实全息影像的教学系统，观看详尽的三维立体影像，且是可交互的影像，还能通过模拟手术进行一步步学习手术的操作步骤，每一步操作步骤均有精细化的图文提醒，例如手术刀从哪个角度，从哪里插入，脚抬到什么角度。完全数字化，非常精准，能为国家更快更高质量的培训医学人才。
上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。

Claims (5)

1.一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，包括混合现实教学系统平台和5G网络切片模块，其特征在于：所述5G网络切片模块与混合现实教学系统平台相连，所述5G网络切片模块与上传手术教学模块相连，所述5G网络切片模块与混合现实用户相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，其特征在于：所述混合现实用户设有和上传手术教学模块以及5G网络切片模块均设有若干个。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，其特征在于：所述混合现实教学系统平台与混合现实眼镜下载静态解剖模块和手术模拟模块相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，其特征在于：所述混合现实眼镜下载静态解剖模块为缩放、旋转操作局部血管、肌肉、骨骼、筋膜组织可交互的全息影像，所述手术模拟模块为模拟手术并伴随有每一步精确图文提示。
5.根据权利要求1所述的一种基于混合现实和5G网络切片技术的医学教育系统，其特征在于：所述上传手术教学模块的具体流程为：首先提供不同部位的真实的人体解剖图片素材，美工通过3D工具制作三维模型，利用CT、MRI导出人体模型数据，并通过3DVWorks软件制作三维模型，将三维模型导入到Unity内，然后生成静态的解剖图像的Unity，并上传到云平台，形成教学案例，与此同时，根据手术动作规范、制作可交互的手术分解、做每一步分解动作提示，生成手术教学的Unity，并上传到云平台。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114913309A (zh) * 2022-05-28 2022-08-16 深圳大学 基于混合现实的高仿真外科手术教学系统及其方法
CN116935005A (zh) * 2023-07-19 2023-10-24 西南医科大学 眼眶及眼的解剖虚拟仿真教学实验方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101958079A (zh) * 2010-07-22 2011-01-26 西北师范大学 经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型及其应用
US20180293802A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Unveil, LLC Systems and methods for mixed reality medical training
US20190139426A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-09 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois System and method for creating immersive interactive application
CN112037898A (zh) * 2020-09-01 2020-12-04 孙茂旭 基于5g的数字化医用高压氧舱系统
CN112037629A (zh) * 2020-07-23 2020-12-04 常州锦瑟医疗信息科技有限公司 基于混合现实技术的医疗手术模拟仿真系统
US20200387537A1 (en) * 2019-06-04 2020-12-10 International Business Machines Corporation Real-time vision assistance

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101958079A (zh) * 2010-07-22 2011-01-26 西北师范大学 经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型及其应用
US20180293802A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Unveil, LLC Systems and methods for mixed reality medical training
US20190139426A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-09 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois System and method for creating immersive interactive application
US20200387537A1 (en) * 2019-06-04 2020-12-10 International Business Machines Corporation Real-time vision assistance
CN112037629A (zh) * 2020-07-23 2020-12-04 常州锦瑟医疗信息科技有限公司 基于混合现实技术的医疗手术模拟仿真系统
CN112037898A (zh) * 2020-09-01 2020-12-04 孙茂旭 基于5g的数字化医用高压氧舱系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国联通微学堂: "5G切片，这个应用来了解一下_医疗", 《搜狐网》 *
范丽亚等: "虚拟病人还有多远？一款基于HoloLens的人体解剖教学系统的设计", 《网易》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114913309A (zh) * 2022-05-28 2022-08-16 深圳大学 基于混合现实的高仿真外科手术教学系统及其方法
CN116935005A (zh) * 2023-07-19 2023-10-24 西南医科大学 眼眶及眼的解剖虚拟仿真教学实验方法

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