【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及vr培訓(xùn)，具體涉及一種基于vr的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)是一種利用現(xiàn)代信息技術(shù)為護(hù)理專業(yè)學(xué)生提供培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和實踐的平臺。它旨在通過模擬真實醫(yī)療環(huán)境中的各種場景，幫助學(xué)習(xí)者掌握護(hù)理知識和技能，提高護(hù)理質(zhì)量和患者安全，現(xiàn)有的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)往往在模擬環(huán)境中進(jìn)行，僅針對護(hù)士操作的準(zhǔn)確性進(jìn)行評分，缺乏對于患者的感受與反應(yīng)的模擬，而且在實際護(hù)理過程中，護(hù)理人員可能會遇到認(rèn)知障礙患者的照護(hù)抵抗行為，現(xiàn)有培訓(xùn)系統(tǒng)未能有效模擬和訓(xùn)練應(yīng)對這些情況，導(dǎo)致在對認(rèn)知障礙患者的護(hù)理實踐中時常出現(xiàn)過度拘束和過度藥物干預(yù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于vr的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，通過構(gòu)建人體痛覺敏感性圖譜集和照護(hù)抵抗動作集，模擬認(rèn)知障礙患者在被護(hù)理的過程中可能的照護(hù)抵抗反應(yīng)，本專利技術(shù)通過對vr技術(shù)、生物仿真技術(shù)和醫(yī)學(xué)評估進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，幫助用戶學(xué)習(xí)如何正確對存在照護(hù)抵抗行為的認(rèn)知障礙患者進(jìn)行護(hù)理。
2、一種基于vr的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，包括：中央處理模塊、虛擬環(huán)境建模模塊、痛覺量化模塊、照護(hù)抵抗模擬模塊、openpose姿態(tài)識別模塊和vr組件；
3、所述vr組件與虛擬環(huán)境建模模塊、openpose姿態(tài)識別模塊、中央處理模塊通信連接，虛擬環(huán)境建模模塊與中央處理模塊、痛覺量化模塊、照護(hù)抵抗模擬模塊、openpose姿態(tài)識別模塊通信連接，痛覺量化模塊與照護(hù)抵抗模擬模塊通信連接；
4、所述虛擬環(huán)境建模模塊應(yīng)用unity3d構(gòu)建仿真培訓(xùn)空
5、所述痛覺量化模塊采用測地線平方反距離插值法構(gòu)建人體痛覺敏感性圖譜集，痛覺量化模塊根據(jù)人體痛覺敏感性圖譜集和仿真培訓(xùn)空間數(shù)據(jù)生成痛覺指數(shù)；
6、照護(hù)抵抗模擬模塊構(gòu)建照護(hù)抵抗動作集，當(dāng)痛覺指數(shù)傳入時，照護(hù)抵抗模擬模塊隨機(jī)從照護(hù)抵抗動作集中選擇相應(yīng)的照護(hù)抵抗動作。
7、進(jìn)一步地，所述vr組件捕捉用戶手部姿態(tài)數(shù)據(jù)和用戶交互數(shù)據(jù)，vr組件接收來自虛擬環(huán)境建模模塊的仿真培訓(xùn)空間數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶并將手部姿態(tài)數(shù)據(jù)和用戶交互數(shù)據(jù)傳入openpose姿態(tài)識別模塊；
8、所述openpose姿態(tài)識別模塊實時接收手部姿態(tài)數(shù)據(jù)和用戶交互數(shù)據(jù)，實時采集用戶視頻，利用openpose庫對用戶視頻進(jìn)行采樣并提取骨骼關(guān)鍵點(diǎn)，生成骨骼關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合手部姿態(tài)數(shù)據(jù)和用戶交互數(shù)據(jù)細(xì)化骨骼關(guān)鍵點(diǎn)，將骨骼關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)和用戶交互數(shù)據(jù)傳入虛擬環(huán)境建模模塊。
9、進(jìn)一步地，所述用戶在仿真培訓(xùn)空間中學(xué)習(xí)如何正確對有照護(hù)抵抗行為的認(rèn)知障礙患者進(jìn)行護(hù)理的過程包括以下步驟：
10、步驟s1：用戶設(shè)置仿真培訓(xùn)空間參數(shù)，包括場景設(shè)置、病患類型、醫(yī)療器械、護(hù)理流程和照護(hù)抵抗應(yīng)對手段；
11、步驟s2：虛擬環(huán)境建模模塊根據(jù)仿真培訓(xùn)空間參數(shù)構(gòu)建仿真培訓(xùn)空間；
12、步驟s3：用戶使用醫(yī)療器械對仿真培訓(xùn)空間中的病患進(jìn)行護(hù)理，用戶操作發(fā)生失誤時，痛覺量化模塊根據(jù)人體痛覺敏感性圖譜集和仿真培訓(xùn)空間數(shù)據(jù)生成痛覺指數(shù)，將痛覺指數(shù)傳遞至照護(hù)抵抗模擬模塊；
13、步驟s4：當(dāng)痛覺指數(shù)傳入時，照護(hù)抵抗模擬模塊隨機(jī)從照護(hù)抵抗動作集中選擇相應(yīng)的照護(hù)抵抗動作；
14、步驟s5：用戶使用照護(hù)抵抗應(yīng)對手段應(yīng)對照護(hù)抵抗，在照護(hù)抵抗的環(huán)境下對仿真培訓(xùn)空間中的病患進(jìn)行護(hù)理；
15、步驟s6：中央處理模塊根據(jù)rtc-dat量表計算rtc-dat分?jǐn)?shù)并根據(jù)痛覺指數(shù)、rtc-dat分?jǐn)?shù)、照護(hù)抵抗應(yīng)對手段和護(hù)理流程正確程度計算總分。
16、進(jìn)一步地，所述痛覺量化模塊構(gòu)建人體痛覺敏感性圖譜集的過程包括以下步驟：
17、步驟p1：采集不同類型病患的qst測試數(shù)據(jù)，從qst測試數(shù)據(jù)中提取痛覺位置、qst測試數(shù)據(jù)中痛覺位置的總數(shù)和疼痛閾值，將疼痛閾值進(jìn)行0-1歸一化映射為疼痛敏感性；
18、步驟p2：構(gòu)建人體三維模型，將痛覺位置和疼痛敏感性映射到人體三維模型的體表，應(yīng)用測地線平方反距離插值法計算人體三維模型表面的每一點(diǎn)的疼痛敏感性，生成人體痛覺敏感性圖譜，重復(fù)此步驟直到每個類型的病患都有一個對應(yīng)的人體痛覺敏感性圖譜；
19、步驟p3：將不同類型病患的人體痛覺敏感性圖譜匯總為人體痛覺敏感性圖譜集。
20、進(jìn)一步地，應(yīng)用測地線平方反距離插值法計算人體三維模型表面的每一點(diǎn)的疼痛敏感性，生成人體痛覺敏感性圖譜的過程具體包括以下步驟：
21、步驟p21：從人體三維模型表面隨機(jī)選出一點(diǎn)作為插值點(diǎn)；
22、步驟p22：提取各痛覺位置到插值點(diǎn)的測地線距離；
23、步驟p23：計算各痛覺位置對于插值點(diǎn)的插值權(quán)重，各痛覺位置對于插值點(diǎn)的插值權(quán)重的計算公式如下：
24、；
25、其中，代表第個痛覺位置對于插值點(diǎn)的插值權(quán)重，代表第個痛覺位置到插值點(diǎn)的測地線距離，n代表qst測試數(shù)據(jù)中痛覺位置的總數(shù)；
26、步驟p24：應(yīng)用測地線平方反距離插值法計算人體三維模型表面的每一點(diǎn)的疼痛敏感性，測地線平方反距離插值法的公式如下：
27、；
28、其中，代表插值點(diǎn)的疼痛敏感性，代表第個痛覺位置的疼痛敏感性，代表距離插值點(diǎn)最近的痛覺位置的疼痛敏感性；
29、步驟p25：重復(fù)步驟p21至步驟p24直到人體三維模型表面每一點(diǎn)都有對應(yīng)的疼痛敏感性。
30、進(jìn)一步地，所述照護(hù)抵抗模擬模塊構(gòu)建照護(hù)抵抗動作集的過程包括以下步驟：
31、步驟r1：采集不同照護(hù)抵抗動作的視頻，采用openpose庫從不同照護(hù)抵抗動作的視頻中提取不同照護(hù)抵抗動作的骨骼關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)；
32、步驟r2：根據(jù)rtc-dat量表標(biāo)注不同照護(hù)抵抗動作的骨骼關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)的照護(hù)抵抗強(qiáng)度和照護(hù)抵抗持續(xù)時間，標(biāo)注正確照護(hù)抵抗應(yīng)對手段，設(shè)置痛覺指數(shù)與照護(hù)抵抗強(qiáng)度間的映射關(guān)系，匯總成照護(hù)抵抗動作集。
33、進(jìn)一步地，根據(jù)人體痛覺敏感性圖譜集和仿真培訓(xùn)空間數(shù)據(jù)生成痛覺指數(shù)的過程具體包括以下步驟：
34、步驟s31：從仿真培訓(xùn)空間數(shù)據(jù)中提取失誤沖量和失誤沖量作用區(qū)域，從人體痛覺敏感性圖譜集中提取病患類型對應(yīng)的人體痛覺敏感性圖譜；
35、步驟s32：根據(jù)失誤沖量、失誤沖量作用區(qū)域和病患類型對應(yīng)的人體痛覺敏感性圖譜計算痛覺指數(shù)，痛覺指數(shù)的計算公式如下：
36、；
37、其中，代表痛覺指數(shù)，代表失誤沖量作用區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的總數(shù)，代表失誤沖量作用區(qū)域內(nèi)的第個點(diǎn)的疼痛敏感性，代表失誤沖量。
38、進(jìn)一步地，步驟s4具體包括以下步驟：
39、步驟s41：根據(jù)痛覺指數(shù)與照護(hù)抵抗強(qiáng)度間的映射關(guān)系，生成當(dāng)前照護(hù)抵抗強(qiáng)度；
40、步驟s42：從照護(hù)抵抗動作集中篩選照護(hù)抵抗強(qiáng)度等于當(dāng)前照護(hù)抵抗強(qiáng)度的照護(hù)抵抗動作并本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于VR的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：包括中央處理模塊、虛擬環(huán)境建模模塊、痛覺量化模塊、照護(hù)抵抗模擬模塊、OpenPose姿態(tài)識別模塊和VR組件；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于VR的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，用戶在仿真培訓(xùn)空間中學(xué)習(xí)如何正確對有照護(hù)抵抗行為的認(rèn)知障礙患者進(jìn)行護(hù)理的過程包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于VR的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述痛覺量化模塊構(gòu)建人體痛覺敏感性圖譜集的過程包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于VR的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：應(yīng)用測地線平方反距離插值法計算人體三維模型表面的每一點(diǎn)的疼痛敏感性，生成人體痛覺敏感性圖譜的過程具體包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于VR的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述照護(hù)抵抗模擬模塊構(gòu)建照護(hù)抵抗動作集的過程包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于VR的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)人體痛覺敏感性圖譜集和仿真培訓(xùn)空間數(shù)據(jù)生成痛覺指數(shù)的過程具體包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于vr的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：包括中央處理模塊、虛擬環(huán)境建模模塊、痛覺量化模塊、照護(hù)抵抗模擬模塊、openpose姿態(tài)識別模塊和vr組件；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于vr的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，用戶在仿真培訓(xùn)空間中學(xué)習(xí)如何正確對有照護(hù)抵抗行為的認(rèn)知障礙患者進(jìn)行護(hù)理的過程包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于vr的護(hù)理培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述痛覺量化模塊構(gòu)建人體痛覺敏感性圖譜集的過程包括以下步驟：
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張彩霞，張德鵬，
申請(專利權(quán))人：武威職業(yè)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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