CN117392886A - Vr交互式医学教学操训系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及VR交互式医学教学操训系统及方法，属于教学系统技术领域，通过各个检测装置之间的配合方案，可针对异常情况进行实时监测，可配合相应的异常预警装置进行对应的预警；最大可能避免设备损坏和保障操作人员安全。设计推拉板状态检测装置作为整个系统的触发条件；活动推拉板展开后，进行手术教学时，对活动推拉板进行强烈按压的可能性不大，而心肺复苏教学的可能性较大，因此，设计按压强度检测装置作为系统的第二检测环节；由于设备成本综合问题，转轴承压也一般，针对主板、分板、转轴发生形变时的声音进行预先采集，设置为后续实时监测时的对照声音数据，从而通过声音数据判断主板、分板、转轴是否可能已经发生形变。
Description
技术领域
本发明属于教学系统技术领域，具体涉及VR交互式医学教学操训系统及方法。
背景技术
现阶段常用的一种VR教学操训平台，包括操作台、显示屏、主机、VR眼镜以及VR操作手柄，操作台的中部设置有显示屏的安装座，显示屏配合安装在安装座上，操作台的底部设置有放置柜，主机配合放置在放置柜内，操作台的上部设置有向前伸出的导线架，VR眼镜的通过连接导线与主机相连接，连接导线通过导线架；操作台的放置柜上方设置有活动推拉板，活动推拉板展开后可形成一模拟手术操训台。通过设置活动推拉板，可以在操作台前方组装形成一操训手术台，使用者在进行VR操训过程中，可更加真实地感触到手术桌的存在，进一步地提升虚拟操训的真实感受，从而提高教学效果。
利用上述VR教学操训平台进行心肺复苏教学时，需对活动推拉板（塑料材质）进行较强的按压操作，然而，活动推拉板从放置柜拉出后，推拉板仅有一端与放置柜连接，导致推拉板所能承受的按压强度有限，如果心肺复苏教学过程中按压操作失误，则很可能导致推拉板损坏，还有可能导致操作人员受伤等。
因此，现阶段需设计VR交互式医学教学操训系统及方法，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供VR交互式医学教学操训系统及方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，利用现阶段常用的VR教学操训平台进行心肺复苏教学时，需对活动推拉板进行较强的按压操作，然而，活动推拉板从放置柜拉出后，推拉板仅有一端与放置柜连接，导致推拉板所能承受的按压强度有限，如果心肺复苏教学过程中按压操作失误，则很可能导致推拉板损坏，还有可能导致操作人员受伤等。而现阶段没有针对上述异常情况的实时监测预警方案。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
VR交互式医学教学操训系统，包括VR教学操训平台，VR教学操训平台包括操作台、显示屏、主机、VR眼镜以及VR操作手柄，操作台的中部设置有显示屏的安装座，显示屏配合安装在安装座上，操作台的底部设置有放置柜，主机配合放置在放置柜内，操作台的上部设置有向前伸出的导线架，VR眼镜的通过连接导线与主机相连接，连接导线通过导线架；操作台的放置柜上方设置有活动推拉板，活动推拉板展开后可形成一模拟操训台，包括推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置、主控装置；所述主控装置分别与所述推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置连接；
所述推拉板状态检测装置用于检测活动推拉板是否处于展开状态；
所述按压强度检测装置用于检测活动推拉板受到的按压强度是否异常；
所述异常声音检测装置用于检测活动推拉板是否发出异常声音；
所述主板形变检测装置用于检测活动推拉板的主板是否发生形变；
所述分板形变检测装置用于检测活动推拉板的分板是否发生形变；
所述转轴形变检测装置用于检测活动推拉板的转轴是否发生形变；
所述主控装置用于控制所述推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置的开启和关闭。
进一步的，所述主控装置控制所述推拉板状态检测装置处于常开状态，控制所述按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置处于常闭状态；
当所述推拉板状态检测装置检测到活动推拉板处于展开状态时，所述主控装置控制所述按压强度检测装置开启；
当所述按压强度检测装置检测到活动推拉板受到的按压强度异常时，所述主控装置控制所述异常声音检测装置开启；
当所述异常声音检测装置检测到活动推拉板发出异常声音时，所述主控装置控制所述主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置开启。
进一步的，所述推拉板状态检测装置包括第一处理器、红外传感发射器、红外传感接收器，所述第一处理器分别与所述红外传感发射器、红外传感接收器、主控装置连接；
所述红外传感发射器用于向所述红外传感器接收器发射红外信号；
所述红外传感接收器用于接收所述红外传感发射器发射的红外信号；
所述红外传感发射器、红外传感接收器适配设置在放置柜收纳活动推拉板的出口处；
当红外传感接收器接收所述红外传感发射器发射的红外信号被活动推拉板遮挡时，所述第一处理器向所述主控装置反馈活动推拉板处于展开状态。
进一步的，所述按压强度检测装置包括第二处理器、压力传感器、第一存储器，所述第二处理器分别与所述压力传感器、第一存储器、主控装置连接；
所述压力传感器用于检测活动推拉板承受的实时压力数据；
所述第一存储器用于存储活动推拉板的预设压力数据；
当所述实时压力数据达到所述预设压力数据时，所述第二处理器向所述主控装置反馈活动推拉板受到的按压强度异常。
进一步的，所述异常声音检测装置包括第三处理器、声音传感器、第二存储器，所述第三处理器分别与所述声音传感器、第二存储器、主控装置连接；
所述声音传感器用于检测活动推拉板发出的实时声音数据；
所述第二存储器用于存储活动推拉板的预设声音数据；
当所述实时声音数据与所述预设声音数据匹配时，所述第三处理器向所述主控装置反馈活动推拉板发出异常声音。
进一步的，还包括无线通信装置和智能终端，所述主控装置通过所述无线通信装置与所述智能终端网络连接。
VR交互式医学教学操训方法，采用如上述的VR交互式医学教学操训系统进行VR交互式医学教学操训。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
通过各个检测装置之间的配合方案，可针对“心肺复苏教学过程中按压操作失误，可能导致推拉板损坏、操作人员受伤等”异常情况进行实时监测，且，可配合相应的异常预警装置进行对应的预警；最大可能避免设备损坏和保障操作人员安全。通过设计各个检测装置之间的有序配合开启，可避免大部分检测装置长期启动，降低系统能耗；其中，活动推拉板未展开时，各个检测装置没有启动必要，因此，设计推拉板状态检测装置作为整个系统的触发条件；活动推拉板展开后，进行手术教学时，对活动推拉板进行强烈按压的可能性不大，而心肺复苏教学的可能性较大，因此，设计按压强度检测装置作为系统的第二检测环节；由于设备成本综合问题，主板、分板往往采用塑料材质，转轴承压也一般，因此，针对主板、分板、转轴发生形变时的声音进行预先采集，设置为后续实时监测时的对照声音数据，从而通过声音数据判断主板、分板、转轴是否可能已经发生形变。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统运行原理示意图。
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，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
如图1所示，提出VR交互式医学教学操训系统，包括VR教学操训平台，VR教学操训平台包括操作台、显示屏、主机、VR眼镜以及VR操作手柄，操作台的中部设置有显示屏的安装座，显示屏配合安装在安装座上，操作台的底部设置有放置柜，主机配合放置在放置柜内，操作台的上部设置有向前伸出的导线架，VR眼镜的通过连接导线与主机相连接，连接导线通过导线架；操作台的放置柜上方设置有活动推拉板，活动推拉板展开后可形成一模拟操训台，包括推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置、主控装置；所述主控装置分别与所述推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置连接；
所述推拉板状态检测装置用于检测活动推拉板是否处于展开状态；
所述按压强度检测装置用于检测活动推拉板受到的按压强度是否异常；
所述异常声音检测装置用于检测活动推拉板是否发出异常声音；
所述主板形变检测装置用于检测活动推拉板的主板是否发生形变；
所述分板形变检测装置用于检测活动推拉板的分板是否发生形变；
所述转轴形变检测装置用于检测活动推拉板的转轴是否发生形变；
所述主控装置用于控制所述推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置的开启和关闭。
上述方案中，通过推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置之间的配合方案，可针对“心肺复苏教学过程中按压操作失误，可能导致推拉板损坏、操作人员受伤等”异常情况进行实时监测，且，可配合相应的异常预警装置进行对应的预警；最大可能避免设备损坏和保障操作人员安全。
进一步的，如图2所示，所述主控装置控制所述推拉板状态检测装置处于常开状态，控制所述按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置处于常闭状态；
当所述推拉板状态检测装置检测到活动推拉板处于展开状态时，所述主控装置控制所述按压强度检测装置开启；
当所述按压强度检测装置检测到活动推拉板受到的按压强度异常时，所述主控装置控制所述异常声音检测装置开启；
当所述异常声音检测装置检测到活动推拉板发出异常声音时，所述主控装置控制所述主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置开启。
上述方案中，通过设计推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置之间的有序配合开启，可避免大部分检测装置长期启动，降低系统能耗；其中，活动推拉板未展开时，各个检测装置没有启动必要，因此，设计推拉板状态检测装置作为整个系统的触发条件；活动推拉板展开后，进行手术教学时，对活动推拉板进行强烈按压的可能性不大，而心肺复苏教学的可能性较大，因此，设计按压强度检测装置作为系统的第二检测环节；由于设备成本综合问题，主板、分板往往采用塑料材质，转轴承压也一般，因此，针对主板、分板、转轴发生形变时的声音进行预先采集，设置为后续实时监测时的对照声音数据，从而通过声音数据判断主板、分板、转轴是否可能已经发生形变。
进一步的，所述推拉板状态检测装置包括第一处理器、红外传感发射器、红外传感接收器，所述第一处理器分别与所述红外传感发射器、红外传感接收器、主控装置连接；
所述红外传感发射器用于向所述红外传感器接收器发射红外信号；
所述红外传感接收器用于接收所述红外传感发射器发射的红外信号；
所述红外传感发射器、红外传感接收器适配设置在放置柜收纳活动推拉板的出口处；
当红外传感接收器接收所述红外传感发射器发射的红外信号被活动推拉板遮挡时，所述第一处理器向所述主控装置反馈活动推拉板处于展开状态。
进一步的，所述按压强度检测装置包括第二处理器、压力传感器、第一存储器，所述第二处理器分别与所述压力传感器、第一存储器、主控装置连接；
所述压力传感器用于检测活动推拉板承受的实时压力数据；
所述第一存储器用于存储活动推拉板的预设压力数据；
当所述实时压力数据达到所述预设压力数据时，所述第二处理器向所述主控装置反馈活动推拉板受到的按压强度异常。
进一步的，所述异常声音检测装置包括第三处理器、声音传感器、第二存储器，所述第三处理器分别与所述声音传感器、第二存储器、主控装置连接；
所述声音传感器用于检测活动推拉板发出的实时声音数据；
所述第二存储器用于存储活动推拉板的预设声音数据；
当所述实时声音数据与所述预设声音数据匹配时，所述第三处理器向所述主控装置反馈活动推拉板发出异常声音。
进一步的，还包括无线通信装置和智能终端，所述主控装置通过所述无线通信装置与所述智能终端网络连接，实现远程数据交互。
VR交互式医学教学操训方法，采用如上述的VR交互式医学教学操训系统进行VR交互式医学教学操训。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.VR交互式医学教学操训系统，包括VR教学操训平台，VR教学操训平台包括操作台、显示屏、主机、VR眼镜以及VR操作手柄，操作台的中部设置有显示屏的安装座，显示屏配合安装在安装座上，操作台的底部设置有放置柜，主机配合放置在放置柜内，操作台的上部设置有向前伸出的导线架，VR眼镜的通过连接导线与主机相连接，连接导线通过导线架；操作台的放置柜上方设置有活动推拉板，活动推拉板展开后可形成一模拟操训台，其特征在于，包括推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置、主控装置；所述主控装置分别与所述推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置连接；
所述推拉板状态检测装置用于检测活动推拉板是否处于展开状态；
所述按压强度检测装置用于检测活动推拉板受到的按压强度是否异常；
所述异常声音检测装置用于检测活动推拉板是否发出异常声音；
所述主板形变检测装置用于检测活动推拉板的主板是否发生形变；
所述分板形变检测装置用于检测活动推拉板的分板是否发生形变；
所述转轴形变检测装置用于检测活动推拉板的转轴是否发生形变；
所述主控装置用于控制所述推拉板状态检测装置、按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的VR交互式医学教学操训系统，其特征在于，所述主控装置控制所述推拉板状态检测装置处于常开状态，控制所述按压强度检测装置、异常声音检测装置、主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置处于常闭状态；
当所述推拉板状态检测装置检测到活动推拉板处于展开状态时，所述主控装置控制所述按压强度检测装置开启；
当所述按压强度检测装置检测到活动推拉板受到的按压强度异常时，所述主控装置控制所述异常声音检测装置开启；
当所述异常声音检测装置检测到活动推拉板发出异常声音时，所述主控装置控制所述主板形变检测装置、分板形变检测装置、转轴形变检测装置开启。
3.根据权利要求1所述的VR交互式医学教学操训系统，其特征在于，所述推拉板状态检测装置包括第一处理器、红外传感发射器、红外传感接收器，所述第一处理器分别与所述红外传感发射器、红外传感接收器、主控装置连接；
所述红外传感发射器用于向所述红外传感器接收器发射红外信号；
所述红外传感接收器用于接收所述红外传感发射器发射的红外信号；
所述红外传感发射器、红外传感接收器适配设置在放置柜收纳活动推拉板的出口处；
当红外传感接收器接收所述红外传感发射器发射的红外信号被活动推拉板遮挡时，所述第一处理器向所述主控装置反馈活动推拉板处于展开状态。
4.根据权利要求1所述的VR交互式医学教学操训系统，其特征在于，所述按压强度检测装置包括第二处理器、压力传感器、第一存储器，所述第二处理器分别与所述压力传感器、第一存储器、主控装置连接；
所述压力传感器用于检测活动推拉板承受的实时压力数据；
所述第一存储器用于存储活动推拉板的预设压力数据；
当所述实时压力数据达到所述预设压力数据时，所述第二处理器向所述主控装置反馈活动推拉板受到的按压强度异常。
5.根据权利要求1所述的VR交互式医学教学操训系统，其特征在于，所述异常声音检测装置包括第三处理器、声音传感器、第二存储器，所述第三处理器分别与所述声音传感器、第二存储器、主控装置连接；
所述声音传感器用于检测活动推拉板发出的实时声音数据；
所述第二存储器用于存储活动推拉板的预设声音数据；
当所述实时声音数据与所述预设声音数据匹配时，所述第三处理器向所述主控装置反馈活动推拉板发出异常声音。
6.根据权利要求1所述的VR交互式医学教学操训系统，其特征在于，还包括无线通信装置和智能终端，所述主控装置通过所述无线通信装置与所述智能终端网络连接。
7.VR交互式医学教学操训方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的VR交互式医学教学操训系统进行VR交互式医学教学操训。
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