CN115148078A - 一种感觉传导通路演示教学系统 - Google Patents

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赵雪晴
张聪
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Abstract

本发明涉及脑神经教学技术领域，具体为一种感觉传导通路演示教学系统。本方案通过结构模型对包括人大脑半球、脑脊液、视交叉、小脑、延髓、杏仁核以及大脑皮层在内的人体脑部结构进行演示，让用户能够对人脑结构产生足够的认知；之后通过通路结构模块让用户深入了解人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系，并且为用户演示感觉传导通路损伤后，患者感觉器官的临床表现，使得用户能够进一步了解到各条感觉传导通路在人体感知中的作用；最后又通过视觉感知演示模块，通过机器视觉的方式对人脑的视觉感知功能进行模拟，让用户充分了解到视觉感知的形成过程，使得用户对视觉神经的功能产生充足的认知。

Description

一种感觉传导通路演示教学系统
技术领域
本发明涉及脑神经教学技术领域，具体为一种感觉传导通路演示教学系统。
背景技术
神经通路决定着人的能力,神经元的连接形成的神经通路进而搭建的神经网络,使大脑将信息传输到身体的各个器官,神经通路越广泛,传输信息就越迅速、准确。而神经通路一般是由数级神经元组成的一个神经链，它能传导某种特定信息，如视、听或随意运动的冲动等。现有的神经教学系统主要为头面部感觉器官与脑组织解剖结构的外观模型演示，其模型多为实体模型，不仅难以让用户直观地了解到器官与中枢功能的联系，更无法让用户体验到视觉感知功能具体的实现流程。
发明内容
本发明的技术问题在于现有的神经教学系统难以让用户直观地了解到器官与中枢功能的联系，更无法让用户体验到视觉感知功能具体的实现流程。
本发明提供的基础方案：一种感觉传导通路演示教学系统，包括感官模型和教学演示模块；
所述感官模型包括结构模型、通路模拟模型以及感知模拟模型；所述结构模型中存储有脑部结构模型；所述通路模拟模型用于模拟人体的感觉器官以及对应的感觉传导通路；所述感知模拟模型用于模拟人体的视觉感知功能；
所述教学演示模块包括结构演示模块、通路演示模块和视觉感知演示模块；所述结构演示模块用于通过结构模型对人类大脑结构进行演示；所述通路演示模块用于通过通路模型对人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系进行演示；所述视觉感知演示模块用于通过感知模拟模型对视觉大脑的结构与功能进行模拟演示。
进一步，所述感知模拟模型包括视觉感官模块、信息加工模块和认知展示模块；
所述视觉感官模块用于采集图像信息，所述信息加工模块用于对图像信息进行视觉信息加工，所述认知展示模块用于展示加工后的认知结果；
所述视觉感知演示模块用于通过感知模拟模型演示人脑的视觉感知功能。
进一步，所述通路演示模块包括通路结构演示模块和通路损伤演示模块；所述通路结构演示模块用于演示人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系；所述通路损伤演示模块用于演示感觉传导通路损伤后，患者感觉器官的临床表现。
进一步，所述结构演示模块的演示的脑部结构包括人大脑半球、脑脊液、视交叉、小脑、延髓、杏仁核以及大脑皮层。
进一步，所述教学演示模块还包括教学指示模块，所述教学指示模块用于根据演示内容对结构模型中对应的脑部结构进行标记。
本发明的原理及优点在于：本方案中，通过结构模型对包括人大脑半球、脑脊液、视交叉、小脑、延髓、杏仁核以及大脑皮层在内的人体脑部结构进行演示，让用户能够对人脑结构产生足够的认知；之后通过通路结构模块让用户深入了解人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系，并且为用户演示感觉传导通路损伤后，患者感觉器官的临床表现，使得用户能够进一步了解到各条感觉传导通路在人体感知中的作用；最后又通过视觉感知演示模块，通过机器视觉的方式对人脑的视觉感知功能进行模拟，让用户充分了解到视觉感知的形成过程，使得用户对视觉神经的功能产生充足的认知。
附图说明
图1为本发明一种感觉传导通路演示教学系统实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
具体实施过程如下：
实施例一
实施例一基本如附图1所示，一种感觉传导通路演示教学系统，包括感觉模型、教学演示模块和教学指示模块，所述教学演示模块用于通过感觉模型演示对应的教学内容，所述教学指示模块用于根据教学内容对感觉模型中对应的结构进行标记。
具体的，所述感觉模型包括结构模型、通路模拟模型以及感知模拟模型；所述教学演示模块包括结构演示模块、通路演示模块和视觉感知演示模块。所述结构模型中存储有脑部结构模型；所述结构演示模块用于通过结构模型对人类大脑结构进行演示。
本实施例中，教学演示模块还包括语音输出模块和显示模块，所述结构演示模块的演示的脑部结构包括人大脑半球、脑脊液、视交叉、小脑、延髓、杏仁核以及大脑皮层。具体演示时，教学指示模块会根据演示内容对结构模型中对应的脑部结构进行标记，如演示杏仁核部分时，所述教学指示模块标记人脑中的杏仁核部分高亮，结构演示模块通过语音输出模块和显示模块对杏仁核进行语音及文字介绍：“杏仁核属于大脑边缘系统，是产生、识别和调节情绪，控制学习与记忆的脑组织，其涉及焦虑、悲伤、开心、恐惧等反应，负责处理面部肌肉和表情，也参与调节机体呼吸、心血管、胃肠道等系统功能。”
所述通路模拟模型用于模拟人体的感觉器官以及对应的感觉传导通路；所述通路演示模块包括通路结构演示模块和通路损伤演示模块；所述通路结构演示模块用于演示人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系；所述通路损伤演示模块用于演示感觉传导通路损伤后，患者感觉器官的临床表现。
本实施例中的通路模拟模型模拟的视器与视路的连接关系，具体包括视网膜结构模式以及视觉传导通路。当通路结构演示模块进行演示时，所述指示模块会控制目标视觉传导通路高亮，使得用户能够直观的看到目标通路结构。
当通路损伤演示模块进行演示时，指示模块会标记具体的损伤部位，语音输出模块和显示模块对临床表现进行语音及文字介绍，此外显示模块还会根据损伤部位展示不同的左右眼视觉图像，如表1所示，当损伤部位为一侧(下面以左侧示例)视神经时，临床表现为“该眼视野全盲”，患侧(左侧)视觉图像为全黑；当损伤部位为视交叉中央部时，临床表现为“双眼视野颞侧半偏盲”，视觉图像为双眼图像偏外侧部分为黑(桶装视野)；当损伤部位为视交叉外侧(左外侧)部损伤时，临床表现为“患侧视野鼻侧半偏盲”，患侧(左侧)视觉图像靠鼻侧为黑；当损伤部位为一侧(左侧)视束时，临床表现为“双眼病灶对侧视野同向性偏盲”，双眼视觉图像的健侧(右侧)视野均为黑，从而演示出视觉传导通路损伤时，肉眼对应的视觉盲区。
表1通路损伤症状表
Figure BDA0003763241770000031
Figure BDA0003763241770000041
所述感知模拟模型用于模拟人体的视觉感知功能；感知拟模型包括视觉感官模块、信息加工模块和认知展示模块；所述视觉感官模块用于采集图像信息，所述信息加工模块用于对图像信息进行视觉信息加工，所述认知展示模块用于展示加工后的认知结果；所述视觉感知演示模块用于通过感知模拟模型演示人脑的视觉感知功能。
具体的，本实施例中的视觉感官模块包括照明模块和图像采集模块。视觉系统中所有信息都来自图像，因此图像本身的质量对整个视觉系统至关重要。光源是影响机器视觉系统图像水平的重要因素，它直接影响输入数据的质量和至少30％的应用效果，所以本方案中通过照明模块照亮目标物并提高目标物亮度，通过多角度照射将目标物信息与背景信息分离，形成更有利于图像处理的成像效果。图像采集模块包括相机和图像采集卡，通过相机进行图像采集，再由图像采集卡进行图像捕获传输。
所述信息加工模块通过处理器进行视觉信息加工，图像采集卡捕获的图像传输至处理器后，处理器对采集的图像进行图像处理，本实施例中采用的图像处理技术主要包括图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割和图像识别。通过图像增强调整图像的对比度，突出图像中的重要细节，改善视觉质量，本实施例中主要通过灰度直方图修改技术进行图像增强。而图像平滑则能对图像进行去噪声处理，通过去噪声处理去除实际成像过程中因成像设备和环境所造成的图像失真，提取有用的信息。边缘锐化则是是加强图像中的轮廓边缘和细节，形成完成的物体边界，达到将物体从图像中分离出来或将表示同一物体表面的区域检测出来的目的。之后通过图像分割将图像分成若干部分，每一部分对应某一物体表面，在进行分割时，每一部分的灰度或纹理符合对应的均匀测度度量。最后通过图像识别利用识别算法来辨别景物中已分割好的各个物体并生成认知结果。
最后再由认知展示模块将加工后的辨别结果进行展示。所述认知展示模块在具体运行时，会按照视觉认知过程将认知前和认知后的图像进行展示。如当目标物体为绿色植物时，采集图像后，认知展示模块会将图像模糊化形成色块进行展示，从而模拟视网膜看到植物时的绿色色块，也即视觉认知前的图像；当图像经过信息加工模块进行视觉信息加工后，认知展示模块再将辨别结果进行展示，展示的内容包括植物的形状、结构、大小、植物的特性(有生命、脆弱、有美感等)及其意义(产生光合作用、生态作用等)，从而模拟出图像经过视觉认知后的结果，使得用户能够体验到视觉感知功能具体的实现流程。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种感觉传导通路演示教学系统，其特征在于：包括感官模型和教学演示模块；
所述感官模型包括结构模型、通路模拟模型以及感知模拟模型；所述结构模型中存储有脑部结构模型；所述通路模拟模型用于模拟人体的感觉器官以及对应的感觉传导通路；所述感知模拟模型用于模拟人体的视觉感知功能；
所述教学演示模块包括结构演示模块、通路演示模块和视觉感知演示模块；所述结构演示模块用于通过结构模型对人类大脑结构进行演示；所述通路演示模块用于通过通路模型对人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系进行演示；所述视觉感知演示模块用于通过感知模拟模型对视觉大脑的结构与功能进行模拟演示。
2.根据权利要求1所述的一种感觉传导通路演示教学系统，其特征在于：所述感知模拟模型包括视觉感官模块、信息加工模块和认知展示模块；
所述视觉感官模块用于采集图像信息，所述信息加工模块用于对图像信息进行视觉信息加工，所述认知展示模块用于展示加工后的认知结果；
所述视觉感知演示模块用于通过感知模拟模型演示人脑的视觉感知功能。
3.根据权利要求1所述的一种感觉传导通路演示教学系统，其特征在于：所述通路演示模块包括通路结构演示模块和通路损伤演示模块；所述通路结构演示模块用于演示人体的感觉器官和感觉传导通路的连接关系；所述通路损伤演示模块用于演示感觉传导通路损伤后，患者感觉器官的临床表现。
4.根据权利要求1所述的一种感觉传导通路演示教学系统，其特征在于：所述结构演示模块的演示的脑部结构包括人大脑半球、脑脊液、视交叉、小脑、延髓、杏仁核以及大脑皮层。
5.根据权利要求4所述的一种感觉传导通路演示教学系统，其特征在于：所述教学演示模块还包括教学指示模块，所述教学指示模块用于根据演示内容对结构模型中对应的脑部结构进行标记。
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