CN114724445A - 一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法及考试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，训练方法包括以下具体步骤：步骤一：在胸腔穿刺模型上进行穿刺操作，并采集胸腔穿刺操作的参数信息；步骤二：将参数信息的变化趋势生成胸腔穿刺术的特征信息；步骤三：将特征信息生成对应的胸腔穿刺术图片及操作过程的动画数据，然后将动画数据在屏幕上进行显示，完成把现实的胸腔穿刺操作术转化为虚拟的模拟胸腔穿刺术操作过程。本发明还同时披露了一种胸腔穿刺虚实结合技术的考试系统。本发明能够让学员直观地对胸腔穿刺术的实施效果进行观察，得知其进行模拟穿刺的状态和进程，从而使学员进行快速、准确地掌握胸腔穿刺术的操作技能，提高其学习效率。
Description
技术领域
本发明涉及的是医学教学领域，更具体地说是一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法及考试系统。
背景技术
胸腔穿刺是指用消毒过的针刺经皮肤、肋间组织、壁层胸膜穿刺进入胸膜腔的操作，胸腔穿刺是一个比较常见、又相对方便简易的一种诊断和治疗方法。在进行胸腔穿刺的作用有以下几方面：1、诊断性穿刺，对于胸水诊断不明、性质难以确定或者胸腔内有肿块，需要进行细胞学检查予以明确诊断的，可以进行诊断性地穿刺；2、治疗性穿刺，对于大量胸腔积液产生的压迫症状，或者胸部损伤造成的闭合性气胸、血胸，或者急性脓胸的早期，均可以进行治疗性地穿刺，缓解病人的症状；3、胸膜腔内给药，对于一些胸膜炎或者胸部肿瘤的病人，可以进行胸腔穿刺，向胸腔内注入抗生素或者抗肿瘤药物进行治疗。
在教学过程中，学员在进行胸腔穿刺的模拟训练过程中，并不能够直观地对胸腔穿刺术的实施效果进行观察，不能得知其进行模拟穿刺的状态和进程，从而影响学员进行快速、准确地掌握胸腔穿刺术的操作技能，导致学习效率不高的问题。
发明内容
本发明公开的是一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法及考试系统，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，所述训练方法包括以下具体步骤：
步骤一：在胸腔穿刺模型上进行穿刺操作，并采集胸腔穿刺操作的参数信息；
步骤二：根据步骤一采集的胸腔穿刺操作参数信息，将该参数信息的变化趋势生成胸腔穿刺术的特征信息；
步骤三：根据步骤二生成的胸腔穿刺术的特征信息，将该特征信息生成对应的胸腔穿刺术图片及操作过程的动画数据，然后将该动画数据在屏幕上进行显示，完成把现实的胸腔穿刺操作术转化为虚拟的模拟胸腔穿刺术操作过程。
更进一步，所述步骤一中穿刺操作所使用的穿刺针通过电磁定位，在步骤三中的屏幕显示端可以看到穿刺针进针的部位、角度和深度。
更进一步，所述屏幕显示端通过三维虚拟重建技术，可即时、直观地观察穿刺针在胸腔解剖结构的位置，并通过旋转、缩放操作，可从不同视角进行观察。
更进一步，所述屏幕为触屏式屏幕教学一体机。
更进一步，所述胸腔穿刺模型为解剖结构的模型，模型由可更换的穿刺模块组成，该穿刺模块包括皮肤、肋骨、皮下组织、血管神经丛、壁层胸膜以及肺。
更进一步，所述壁层胸膜的壁层设有质韧的表层，且该壁层胸膜内包含有导电凝胶，该壁层胸膜通过导线连接于主机，穿刺针经过壁层胸膜就会产生信号反馈。
更进一步，所述血管神经丛内包括有导电凝胶，该血管神经丛通过导线连接于主机，穿刺针经过血管神经丛就会产生信号反馈。
更进一步，所述肺表面设置有金属导电布，该肺通过导线连接于主机，穿刺针碰触到该肺表面就会产生信号反馈。
一种胸腔穿刺虚实结合技术的考试系统，包括用于胸腔穿刺模型训练使用的胸腔穿刺模型，用于穿刺操作的具有电磁定位的穿刺针，用于显示穿刺针在胸腔解剖结构位置的显示屏幕，用于进行胸腔穿刺手术操作的手术模拟考试单元，用于对用户手术试错评分的自动评分单元，所术自动评分单元通过AI计算分析进针的速度、稳定性及进针的角度、部位及深度得出穿刺操作的分数。
更进一步，所述胸腔穿刺模型具有解剖结构，每一个胸腔解剖层次具有不同的操作感觉，模拟真实操作过程中的穿刺操作感，所述胸腔穿刺模型的胸腔可调整为气胸和胸腔积液两种模式。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过在穿刺针上设置电磁定位，可以在显示端清楚地看到穿刺针的进针部位、角度和深度，然后，该显示端通过三维虚拟重建技术可即时、直观地观察穿刺针在胸腔解剖结构的位置，并通过旋转、缩放等操作，可以从不同的视角观察整个穿刺针的进程过程，同时电脑可以记录全过程并回放，通过AI计算分析进针的速度、稳定性等参数。
2、本发明通过实时交互式力反馈系统，可以让学员在进行穿刺操作的过程中感受到每一个胸腔解剖层次不同的操作感觉，即操作者能够在胸腔穿刺术模型感受接近真实的操作感，为操作者操作一种真实感和模拟的医院环境的训练和考核方式，可反复、无风险地训练和考试。
3、本发明的系统具有演示模式、训练模式及考试模式等多种模式选择，考试结束后可进行成绩分析，有利教学诊断与改进，有利操作者尽快掌握胸腔穿刺术。
4、本发明的胸腔穿刺模型为正常解剖结构，学生可通过触诊确定肋间隙，确定穿刺部位，该胸腔可调整为气胸、胸腔积液两种模式，并提供叩诊反馈，壁层胸膜表层质韧，模拟穿刺后落空感，更加逼真地模拟真实的胸腔穿刺操作感，便于学员更加快速、准确地掌握胸腔穿刺术的操作技术，提高学习效率。
附图说明
图1是本发明的胸腔穿刺虚实结合技术的胸腔穿刺模型结构图。
图2是本发明的模型训练方法的流程结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
如图1和2所示，一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，所述训练方法包括以下具体步骤：
步骤一：在胸腔穿刺模型上进行穿刺操作，并采集胸腔穿刺操作的参数信息；
步骤二：根据步骤一采集的胸腔穿刺操作参数信息，将该参数信息的变化趋势生成胸腔穿刺术的特征信息；
步骤三：根据步骤二生成的胸腔穿刺术的特征信息，将该特征信息生成对应的胸腔穿刺术图片及操作过程的动画数据，然后将该动画数据在屏幕上进行显示，完成把现实的胸腔穿刺操作术转化为虚拟的模拟胸腔穿刺术操作过程。
更进一步，所述步骤一中穿刺操作所使用的穿刺针通过电磁定位，在步骤三中的屏幕显示端可以看到穿刺针进针的部位、角度和深度。
更进一步，所述屏幕显示端通过三维虚拟重建技术，可即时、直观地观察穿刺针在胸腔解剖结构的位置，并通过旋转、缩放操作，可从不同视角进行观察。
更进一步，所述屏幕为触屏式屏幕教学一体机。
更进一步，所述胸腔穿刺模型为解剖结构的模型，模型由可更换的穿刺模块组成，该穿刺模块包括皮肤、肋骨、皮下组织、血管神经丛、壁层胸膜以及肺。
更进一步，所述壁层胸膜的壁层设有质韧的表层，且该壁层胸膜内包含有导电凝胶，该壁层胸膜通过导线连接于主机，穿刺针经过壁层胸膜就会产生信号反馈。
更进一步，所述血管神经丛内包括有导电凝胶，该血管神经丛通过导线连接于主机，穿刺针经过血管神经丛就会产生信号反馈。
更进一步，所述肺表面设置有金属导电布，该肺通过导线连接于主机，穿刺针碰触到该肺表面就会产生信号反馈，提示穿刺位置过深。
一种胸腔穿刺的仿真模型结构，包括模型本体1和穿刺针2，所述模型本体1为解剖结构的模型本体，该模型本体1包括皮肤11、肋骨12、皮下组织(由于视角原因，图中未来出)、血管神经丛14、壁层胸膜15以及肺部16，所述模型本体1内还设置有胸腔腔体3，该胸腔腔体3用于提供叩诊操作的反馈，所述血管神经丛14和壁层胸膜15内分别设有导电凝胶17，该血管神经丛14与壁层胸膜15分别通过导线与控制主机连接，并通过所述导电凝胶17得到穿刺针经过的信号反馈；所述肺部16表面设有金属导电布18，该肺部16通过导线与控制主机连接，并通过所述金属导电布18得到穿刺针碰触的信号反馈。
更进一步，所述胸腔腔体3为填充气体的腔体结构或者填充液体的积液腔体结构。
更进一步，所述壁层胸膜15的壁层设有质韧的表层，该表层用于模拟实现穿刺后的落后感。
更进一步，所述皮肤11、肋骨12、皮下组织、血管神经丛14、壁层胸膜15以及肺部16为可更换的活动安装设置。
一种胸腔穿刺虚实结合技术的考试系统，包括用于胸腔穿刺模型训练使用的胸腔穿刺模型，用于穿刺操作的具有电磁定位的穿刺针，用于显示穿刺针在胸腔解剖结构位置的显示屏幕，用于进行胸腔穿刺手术操作的手术模拟考试单元，用于对用户手术试错评分的自动评分单元，所术自动评分单元通过AI计算分析进针的速度、稳定性及进针的角度、部位及深度得出穿刺操作的分数。
更进一步，所述胸腔穿刺模型具有解剖结构，每一个胸腔解剖层次具有不同的操作感觉，模拟真实操作过程中的穿刺操作感，所述胸腔穿刺模型的胸腔可调整为气胸和胸腔积液两种模式。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过在穿刺针上设置电磁定位，可以在显示端清楚地看到穿刺针的进针部位、角度和深度，然后，该显示端通过三维虚拟重建技术可即时、直观地观察穿刺针在胸腔解剖结构的位置，并通过旋转、缩放等操作，可以从不同的视角观察整个穿刺针的进程过程，同时电脑可以记录全过程并回放，通过AI计算分析进针的速度、稳定性等参数。
2、本发明通过实时交互式力反馈系统，可以让学员在进行穿刺操作的过程中感受到每一个胸腔解剖层次不同的操作感觉，即操作者能够在胸腔穿刺术模型感受接近真实的操作感，为操作者操作一种真实感和模拟的医院环境的训练和考核方式，可反复、无风险地训练和考试。
3、本发明的系统具有演示模式、训练模式及考试模式等多种模式选择，考试结束后可进行成绩分析，有利教学诊断与改进，有利操作者尽快掌握胸腔穿刺术。
4、本发明的胸腔穿刺模型为正常解剖结构，学生可通过触诊确定肋间隙，确定穿刺部位，该胸腔可调整为气胸、胸腔积液两种模式，并提供叩诊反馈，壁层胸膜表层质韧，模拟穿刺后落空感，更加逼真地模拟真实的胸腔穿刺操作感，便于学员更加快速、准确地掌握胸腔穿刺术的操作技术，提高学习效率。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述训练方法包括以下具体步骤：
步骤一：在胸腔穿刺模型上进行穿刺操作，并采集胸腔穿刺操作的参数信息；
步骤二：根据步骤一采集的胸腔穿刺操作参数信息，将该参数信息的变化趋势生成胸腔穿刺术的特征信息；
步骤三：根据步骤二生成的胸腔穿刺术的特征信息，将该特征信息生成对应的胸腔穿刺术图片及操作过程的动画数据，然后将该动画数据在屏幕上进行显示，完成把现实的胸腔穿刺操作术转化为虚拟的模拟胸腔穿刺术操作过程。
2.根据权利要求1所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述步骤一中穿刺操作所使用的穿刺针通过电磁定位，在步骤三中的屏幕显示端可以看到穿刺针进针的部位、角度和深度。
3.根据权利要求2所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述屏幕显示端通过三维虚拟重建技术，可即时、直观地观察穿刺针在胸腔解剖结构的位置，并通过旋转、缩放操作，可从不同视角进行观察。
4.根据权利要求1所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述屏幕为触屏式屏幕教学一体机。
5.根据权利要求1所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述胸腔穿刺模型为解剖结构的模型，模型由可更换的穿刺模块组成，该穿刺模块包括皮肤、肋骨、皮下组织、血管神经丛、壁层胸膜以及肺。
6.根据权利要求5所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述壁层胸膜的壁层设有质韧的表层，且该壁层胸膜内包含有导电凝胶，该壁层胸膜通过导线连接于主机，穿刺针经过壁层胸膜就会产生信号反馈。
7.根据权利要求5所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述血管神经丛内包括有导电凝胶，该血管神经丛通过导线连接于主机，穿刺针经过血管神经丛就会产生信号反馈。
8.根据权利要求5所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的模型训练方法，其特征在于：所述肺表面设置有金属导电布，该肺通过导线连接于主机，穿刺针碰触到该肺表面就会产生信号反馈。
9.一种胸腔穿刺虚实结合技术的考试系统，其特征在于：包括用于胸腔穿刺模型训练使用的胸腔穿刺模型，用于穿刺操作的具有电磁定位的穿刺针，用于显示穿刺针在胸腔解剖结构位置的显示屏幕，用于进行胸腔穿刺手术操作的手术模拟考试单元，用于对用户手术试错评分的自动评分单元，所术自动评分单元通过AI计算分析进针的速度、稳定性及进针的角度、部位及深度得出穿刺操作的分数。
10.根据权利要求9所述的一种胸腔穿刺虚实结合技术的考试系统，其特征在于：所述胸腔穿刺模型具有解剖结构，每一个胸腔解剖层次具有不同的操作感觉，模拟真实操作过程中的穿刺操作感，所述胸腔穿刺模型的胸腔可调整为气胸和胸腔积液两种模式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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