[发明专利]一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统

说明书

本发明公开了一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统，包括实体模型、中央处理器、操作单元、显示单元，通过建立相互关联的实体坐标系和虚拟坐标系，同时随着操作人员对操作单元的操作，空间定跟踪模块捕捉模拟部在实体坐标系的空间点的坐标从而能够在虚拟坐标系中建立对应的虚拟点；再通过中央处理器获取虚拟点在虚拟模型表面上的运行轨迹，从而根据运行轨迹对操作人员的消毒操作进行评价。本发明的一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统，填补了当前医学教具领域中并无针对穿刺消毒进行虚拟训练系统的空白，对完善医护人员的穿刺消毒操作起到良好积极的效果，有利于其在训练过程中形成规范的操作习惯。

技术领域

本发明涉及一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统，尤其涉及一种基于实体模型以及空间定位跟踪单元的一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统。

背景技术

穿刺是将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验，向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术，目的是抽血化验，输血、输液及置入导管做血管造影。消毒是穿刺技术如胸穿、腹穿、骨穿、腰穿等操作的关键步骤之一，如果消毒操作不规范，就有可能无法达到预期的消毒效果，导致穿刺过程中将细菌带入体内引起感染，因此对医护人员进行严格的消毒训练以规范其消毒操作。然而目前在医学教具中没有专门用于穿刺消毒的虚拟训练系统。

发明内容

因此，本发明提供一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统，以达到对医护人员进行严格的消毒训练的目的。

为了实现上述目的，本发明的一种具有自主评价机制的虚拟消毒训练系统，包括实体模型、中央处理器、操作单元、显示单元；

所述操作单元，用于模拟消毒棉球在实体模型上进行擦拭，包括模拟所述消毒棉球的模拟部以及空间定位跟踪模块；所述空间定位跟踪模块与所述中央处理器相连，用于实时采集所述模拟部所在实体坐标系的空间点的坐标并将采集到的坐标数据发送至中央处理器；

所述中央处理器，用于将所述实体模型所在的实体坐标系与该实体模型的虚拟模型所在的虚拟坐标系相互关联；用于接收所述空间定位跟踪模块发送的所述模拟部所在实体坐标系的空间点的坐标数据，并在虚拟坐标系中建立虚拟点；用于判断所述虚拟点是否在所述虚拟模型的表面上；用于获取虚拟点在所述虚拟模型表面上的运行轨迹，并且将该运行轨迹在虚拟模型表面进行绘制，以及根据该运行轨迹判断消毒操作是否合格，消毒操作是否合格包括消毒次数、单次消毒的方向、消毒留白、消毒半径或消毒位置是否合格或消毒操作是否符合无菌原则；

所述显示单元，与所述中央处理器相连，用于对虚拟模型以及虚拟点在所述虚拟模型表面上的运行轨迹以及消毒操作是否合格的结果予以显示。

所述操作单元包括镊子，所述镊子的首部为所述模拟部，所述空间定位跟踪模块位于所述镊子的尾部。

所述中央处理器判断所述虚拟点是否在所述虚拟模型的表面上包括以下步骤：

1)建立所述虚拟模型为表面三角形网格模型；

2)建立三角形网格中三角形集合的层次包围球，每一层的包围球内包围若干三角形组成的三角型集合，每一单个三角形包围球的球心为该三角形的外接圆的圆心，层次包围球的建立包括以下步骤：

判断三角形集合是否只包含单个三角形，如果是，则该三角形的包围球的球心为该三角形的外接圆的圆心，如果否，则求该三角形集合的长方体包围盒，其中该三角形集合中每个三角形的外接圆的圆心代表该三角形，并将该长方体包围盒沿长方体包围盒最长边分割成两个三角形集合，递归建立这两个三角形集合的层次包围球，分别作为左子树和右子树；

3)递归更新层次包围球的球心和半径，包括以下步骤：

判断包围球的左子树是否为空，如果否，则更新左子树；

判断包围球的右子树是否为空，如果否，则更新右子树；