气管插管模拟训练方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及手术模拟训练技术领域，具体涉及气管插管模拟训练方法及系统，S1、启动设备并登录个人中心模块，并以相应角色身份的账户信息登录；S2、进入系统首页，选择理论测试模块或技能操作模块开始训练；S3、训练结束，得到理论测试成绩或通过智能分析查看相应模式下的技能操作成绩。本发明专利技术采用虚实结合的方式进行实时反馈，仿真模拟人和高清触屏显示器中的虚拟SP病人可以实时联动，利用先进的计算机虚拟现实和增强现实技术、结合真实气管插管模拟人组成的虚实结合的交互式经口气管插管培训系统。统。统。

【技术实现步骤摘要】
气管插管模拟训练方法及系统


[0001]本专利技术涉及手术模拟训练
，具体涉及气管插管模拟训练方法及系统。

技术介绍

[0002]在医疗呼吸急救领域，气管插管手段是保持呼吸畅通，从而进行呼吸管理的有效方法，同时也是麻醉以及急救抢救的重要措施，其作用主要在于确保呼吸通畅以防止细胞坏死。为了保证患者呼吸通畅，需要及时吸出气管内的痰液或血液等阻碍物，以防二氧化碳积蓄，现在一般采用气管插管的手段消除上述问题，由于气管插管手术的重要性，从而使得对医护人员的操作水平要求较高，现在临床操作一般采用盲探插管术方式，该类技术操作成功与否完全取决于操作医护人员经验，在实际医学训练中也多有不便，缺乏有效的插管训练方式，因此，现在急需一种利用虚拟现实技术和混合现实技术进行气管插管模拟训练的方法及其系统，已解决现有气管插管训练方式效果不好，从而适应多种气管插管训练场景需要，提供训练者沉浸式体验，为其进入真实的临床手术打下坚实基础。
[0003]中国专利技术专利(CN102254476A)公开了一种内窥镜微创手术模拟训练方法，包括下述步骤：(一)内窥镜微创手术医学模型构建及编辑；(二)利用基础算法构建系统基础组件库；(三)利用系统基础组件库构建核心算法，实现3D平台系统核心功能；(四)构建医学模型描述语言；(五)调用医学模型，构建医学场景，模拟内窥镜微创手术各种动作；(六)利用操作台驱动虚拟环境中的内窥镜微创手术器械，模拟各种操作，通过数据接收和处理反馈信号驱动操作台的操作杆输出反馈力，实现力反馈和虚拟触觉，使模拟训练更加逼真。同时提供一种内窥镜微创手术模拟训练系统。可见该专利技术用于提供力反馈及虚拟触觉效果。
[0004]中国专利技术专利(CN108550310A)公开了一种基于虚拟现实技术的心肺复苏模拟训练方法及系统，其方法包括按压心肺复苏模型，并采集心肺按压参数信息；根据所述心肺按压参数信息的变化趋势生成复苏特征信息；根据所述复苏特征信息生成对应的心肺影像动画，并进行投影显示,完成模拟心肺复苏。可见，该基于虚拟现实技术的心肺复苏模拟训练方法，用于实现模拟显示心肺复苏的状态和进程直观化、可视化。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供气管插管模拟训练方法及系统。
[0006]本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本专利技术公开了气管插管模拟训练方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、启动设备并登录个人中心模块，并以相应角色身份的账户信息登录； S2、进入系统首页，选择理论测试模块或技能操作模块开始训练； S3、训练结束，得到理论测试成绩或通过智能分析查看相应模式下的技能操作成绩。
[0007]进一步，所述步骤S1包括根据自身角色预先注册个人信息的步骤，所述个人中心模块包括个人信息单元、历史成绩单元、智能分析单元和用户管理单元，所述用户管理单元包括身份赋权功能。
[0008]进一步，所述步骤S2选择理论测试模块包括术前术后理论答题的过程；选择技能操作模块包括从病例数据库中调取气管插管手术预存3D场景交互动画模型的过程。
[0009]进一步，所述步骤S2选择技能操作模块包括预先进行模式选择的过程，包括教学模式、训练模式和考核模式，所述教学模式包括步骤跳转控制功能、语音文字提示功能、动画播放教学功能和自动纠错功能；所述训练模式包括语音文字提示功能、交互操作功能、训练成绩及得分明细记录功能、回放功能、步骤顺序控制功能和自动纠错功能；考核模式包括步骤顺序控制功能、交互操作功能、考核成绩及得分明细记录功能和回放功能。
[0010]进一步，所述技能操作模块训练的预存3D场景交互动画模型的操作演示顺序包括如下界面步骤：问诊沟通、气道评估、知情同意、信息核对、器械选择、器械检查、口腔清洁、体位调整、加压给氧、声门暴露、导管置入、套囊注气、导管确认和导管固定。
[0011]进一步，所述体位调整、加压给氧、声门暴露、导管置入、套囊注气界面步骤中包括与仿真模拟人配合操作并通过传感器将操作动作进行实时同步反馈显示而实现混合现实的过程。
[0012]进一步，所述体位调整、加压给氧、声门暴露、导管置入、套囊注气界面步骤中包括用于动作在先提示和动作结果提示的指导纠正模块。
[0013]进一步，所述问诊沟通界面步骤包括通过点击可选对话列表进行模拟问诊的过程，所述气道评估界面步骤包括通过点击张口度检查按钮、咽部结构分级按钮、颈部活动按钮和甲颏间距按钮进行评估的过程。
[0014]进一步，所述器械选择界面步骤包括通过点击模拟器械而进行器械和型号选择的过程，模拟器械包括呼吸囊、纱布、导管、导丝、喉镜、润滑剂、注射器、胶带、牙垫，所述器械检查界面步骤通过点击和拖动的方式实现检查过程。
[0015]本专利技术还公开了一种实现上述方法的气管插管模拟训练系统，包括高清触屏显示器、仿真模拟人、可移动操作台和交互器械，所述交互器械包括呼吸球囊、喉镜装置、导丝导管组件和信号注射器，仿真模拟人安装在可移动操作台的上部，高清触屏显示器安装在可移动操作台后侧，所述可移动操作台侧部设有置物箱，置物箱用于收纳交互器械，所述交互器械用于通过传感器将真实操作信息同步到高清触屏显示器所显示的3D场景交互动画模型中。
[0016]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0017](1)本专利技术采用虚实结合的方式进行实时反馈，仿真模拟人和高清触屏显示器中的虚拟SP病人可以实时联动，利用先进的计算机虚拟现实和增强现实技术、结合真实气管插管模拟人组成的虚实结合的交互式经口气管插管培训系统，对仿真模拟人的操作通过实时传感数据捕捉展示在三维虚拟场景中，同时根据操作效果，三维场景中的虚拟SP病人会做出相应反应；
[0018](2)本专利技术支持触屏交互和VR交互操作训练，三维虚拟场景中手术操作过程可通过触控显示屏和VR眼镜视角全程展现，既可以触屏多指操作训练，又可以带上VR头盔沉浸式体验虚拟场景，并可通过VR手柄去选取和操作器械工具完成训练；
[0019](3)本专利技术支持混合现实MR模拟训练，对仿真模拟人可以使用MR辅助进行气管插管训练，实时查看模拟人内部器官的插管状态，可判断导管位置，包括是否通过声门进入主支气管、插入错误进入食管等判断过程；
[0020](4)本专利技术模拟手术全过程量化评估模型，系统会全过程跟踪记录训练者的操作，从而智能分析给出得分，并给出每个步骤的丢分详情，动态手术评价(手术各环节评价、手术效果评价、手术效率评价)及反馈模型的建立；根据历史成绩进行智能数据分析，形成趋势图、能量图等图表数据，给老师教学提供针数据上的直观量化评估，使老师教学更有针对性，从而提高效率；
[0021](5)本专利技术硬件设计巧妙：可移动操作平台包含内置式用物器械柜，统一方便归纳用物器械且高清触摸显示器可上下左右旋转，自由调节高度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的物理结构示意图；
[0023]图2是本专利技术整体结构原理示意图；
[0024]图3是本专利技术技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.气管插管模拟训练方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、启动设备并登录个人中心模块，并以相应角色身份的账户信息登录；S2、进入系统首页，选择理论测试模块或技能操作模块开始训练；S3、训练结束，得到理论测试成绩或通过智能分析查看相应模式下的技能操作成绩。2.根据权利要求1所述的气管插管模拟训练方法，其特征在于：所述步骤S1包括根据自身角色预先注册个人信息的步骤，所述个人中心模块包括个人信息单元、历史成绩单元、智能分析单元和用户管理单元，所述用户管理单元包括身份赋权功能。3.根据权利要求1所述的气管插管模拟训练方法，其特征在于：所述步骤S2选择理论测试模块包括术前术后理论答题的过程；选择技能操作模块包括从病例数据库中调取气管插管手术预存3D场景交互动画模型的过程。4.根据权利要求3所述的气管插管模拟训练方法，其特征在于：所述步骤S2选择技能操作模块包括预先进行模式选择的过程，包括教学模式、训练模式和考核模式，所述教学模式包括步骤跳转控制功能、语音文字提示功能、动画播放教学功能和自动纠错功能；所述训练模式包括语音文字提示功能、交互操作功能、训练成绩及得分明细记录功能、回放功能、步骤顺序控制功能和自动纠错功能；考核模式包括步骤顺序控制功能、交互操作功能、考核成绩及得分明细记录功能和回放功能。5.根据权利要求3所述的气管插管模拟训练方法，其特征在于：所述技能操作模块训练的预存3D场景交互动画模型的操作演示顺序包括如下界面步骤：问诊沟通、气道评估、知情同意、信息核对、器械选择、器械检查、口腔清洁、体位调整、加压给氧、声门暴露、导管置入、套囊注气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝爱民，丛宇，赵永涛，熊矿箭，
申请(专利权)人：北京众绘虚拟现实技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：