[发明专利]一种基于VR技术的穿刺手术训练系统及训练方法

说明书

本发明公开了一种基于VR技术的穿刺手术训练系统，3D建模模块包括场景数据库、场景输出装置和VR穿戴终端，场景数据库包含虚拟的三维穿刺训练模型和穿刺所需要的虚拟医疗用具；穿刺姿态采集模块用于获取手持的穿刺针的穿刺夹角以及穿刺针的刺入长度；虚拟现实交互模块用于将穿刺姿态采集模块获取的穿刺夹角和刺入长度与场景输出装置交互；训练操作仿真模块用于采集每次训练操作时的三维穿刺训练模型的输出信号，并收集信息采集模块获取的刺入长度和穿刺夹角；训练结果分析模块处理三维穿刺训练模型的输出信号与穿刺夹角之间的对应关系；本发明以有限的训练次数来获取每种穿刺针的穿刺角度，将穿刺操作进行数据量化处理。

技术领域

本发明涉及穿刺手术技术领域，具体涉及一种基于VR技术的穿刺手术训练系统及训练方法。

背景技术

穿刺效果影响着护患关系，目前临床常用方法主要有上下持针法、前后持针法和三指持针法，现有的训练模型大多在模拟血管内充满红色液体，观察穿刺后有无回血来确定穿刺训练结果。

因此，现有的训练模型大多为实物模型，为了训练穿刺手术训练，需要长时间在训练模型上训练，而目前的训练模型并没有数据分析能力，因此只能凭长时间多次的实物训练获取穿刺经验，来逐渐验证最合适的穿刺角度，但是这就导致训练模型的更替非常频繁，提高了训练成本，且通过大量的穿刺训练，不断更换穿刺角度来增加穿刺经验，以经验得到穿刺角度和姿态，而非量化性的快速获取具体的穿刺角度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR技术的穿刺手术训练系统及训练方法，以解决现有技术中通过大量的穿刺训练，不断更换穿刺角度来增加穿刺经验，以经验得到穿刺角度和姿态，而非量化性的快速获取具体的穿刺角度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种基于VR技术的穿刺手术训练系统，包括：

3D建模模块，包括场景数据库、场景输出装置和VR穿戴终端，所述场景数据库包含虚拟的三维穿刺训练模型和穿刺所需要的虚拟医疗用具，所述场景输出装置包含三维穿刺训练模型和人体的手指部分，所述场景数据库与所述场景输出装置连接，所述场景输出装置与所述VR穿戴终端连接；

穿刺姿态采集模块，用于获取手持的穿刺针的穿刺夹角以及所述穿刺针的刺入长度；

虚拟现实交互模块，用于将所述穿刺姿态采集模块获取的穿刺夹角和刺入长度与所述场景输出装置交互，形成穿刺针与所述三维穿刺训练模型之间的穿刺夹角，以及穿刺针与三维穿刺训练模型之间的刺入长度；

训练操作仿真模块，用于采集每次训练操作时的三维穿刺训练模型的输出信号，并收集所述信息采集模块获取的刺入长度和穿刺夹角，统计所述三维穿刺训练模型的输出信号表示穿刺成功对应的穿刺夹角和刺入长度，以及所述三维穿刺训练模型表示穿刺不成功对应的穿刺夹角；

训练结果分析模块，用于分析处理所述三维穿刺训练模型的输出信号与所述穿刺夹角之间的对应关系，确定穿刺手术的穿刺夹角范围。

作为本发明的一种优选方案，所述VR穿戴终端内还设有语音提醒模块，将所述信息采集模块采集到的穿刺针的刺入长度与标准长度进行对比，所述语音提醒模块在所述穿刺针的刺入长度小于标准长度时发出语音提示，以使得所述使用人员将所述穿刺针按照标准长度刺入血管内。

作为本发明的一种优选方案，所述三维穿刺训练模型包括底座以及设置在底座上的模拟硅胶皮，所述底座的上表面设有用于容纳模拟血管的上开槽，且所述模拟硅胶皮的下表面设有用于容纳所述模拟血管的下开槽，所述上开槽的内部安装有用于检测针头穿刺位置的检测轨道；