一种针灸训练系统和方法技术方案

本发明专利技术属于混合现实技术领域，公开了一种针灸训练系统和方法。一种针灸训练系统包括：实体训练模型，所述实体训练模型对应人体穴位上设有若干穴位传感器；虚拟模型创建组件，用于采集所述实体训练模型的三维模型数据，并根据所述实体训练模型的三维模型数据创建虚拟训练模型；以及混合现实辅助组件，用于将所述虚拟训练模型和所述实体训练模型进行数据配准，以使所述虚拟训练模型和所述实体训练模型在所述混合现实辅助组件视角上重合。本发明专利技术提供的一种针灸训练系统利用混合现实辅助组件将实体训练模型和虚拟训练模型重合，使得使用者进行针刺训练的同时，可以在虚拟世界中实时看到针灸针穿刺的过程，极大地丰富学习的趣味性，提高学习效率。

【技术实现步骤摘要】
一种针灸训练系统和方法
本专利技术属于混合现实
，公开了一种针灸训练系统和方法。
技术介绍
中医针灸是针法和灸法的合称，其中针法是把毫针刺入患者身体某一穴位，运用捻转与提插等针刺手法来治疗疾病。熟练掌握针灸技法能够有效地提升治疗水准，所以通常需要进行一定的针灸训练，提高针灸水平。在中医针灸的教学过程中，穴位的定位以及穴位的解剖讲解受限于文字说明和二维的图片展示，给学生的理解带来了困难，而直接通过人体模型进行训练又不能够直观的观察和了解穴位的相关信息，无法确定扎针是否到位；此外，现有的针刺训练方式是直接在人身上，或者以棉花团肥皂等为训练辅助工具，这些实训方式落后,人体实训风险高，违背医学伦理；纸团棉花团方式与人体的生物物理特性相差甚远，实训效果差；另外还有基于PC机和穴位信息采集单元的虚拟针灸培训系统，由于其采用传统的PC机进行数字人体的展现，沉浸感有限，而且操作较为繁琐，需要在PC机的操作和针刺操作之间来回切换。可见，现有技术中主要依靠文字、图片、简单实体模型或简单的PC交互来进行针灸训练，其不能直观的了解到针灸准确性，无法掌握训练的效果，趣味性低，学习效率不高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种针灸训练系统，用于解决现有技术中通过文字、图片或者简单实体模型等传统训练模式不够直观，无法保证针灸教学练考的时效性，训练效果不佳的问题。具体的，一种针灸训练系统，包括：实体训练模型，所述实体训练模型对应人体穴位上设有若干穴位传感器，所述穴位传感器用于感应针灸针是否插入准确到位；虚拟模型创建组件，用于采集所述实体训练模型的三维模型数据，并根据所述实体训练模型的三维模型数据创建虚拟训练模型；以及混合现实辅助组件，用于将所述虚拟训练模型和所述实体训练模型进行数据配准，以使所述虚拟训练模型和所述实体训练模型在所述混合现实辅助组件视角上重合；所述混合现实辅助组件还用于接收所述穴位传感器的感应信号，并根据所述感应信号将对应穴位的预设人体组织信息在所述虚拟训练模型上进行显示。本专利技术的一方面涉及一种针灸训练方法，使用所述针灸训练系统来执行，使用者使用所述混合现实辅助组件辅助训练，包括：训练时将针灸针插入到所述实体训练模型上的穴位上，插入准确到位之后，所述穴位传感器发出感应信号；所述混合现实辅助组件根据所述感应信号将对应穴位的预设人体组织信息在所述虚拟训练模型中进行显示。本专利技术提供的一种针灸训练系统通过对实体训练模型进行数据采集和模型重建，再利用混合现实辅助组件将实体训练模型和虚拟训练模型重合，进而将在实体训练模型上进行的针灸训练通过穴位传感器与虚拟训练模型结合在一起，把训练情况实时反馈到虚拟训练模型，使得使用者在现实世界中进行针刺训练的同时，可以在虚拟世界中实时看到针灸针穿刺的过程和对应信息的介绍，极大地丰富学习的趣味性，提高学习效率。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的针灸训练系统结构框架图；图2为本专利技术实施例中提供的虚拟模型创建组件的结构框架图；图3为本专利技术实施例中提供的模型重合过程部分状态图；图4为本专利技术实施例中提供的一种穴位传感器以及传感器控制单元的控制网络结构；图5为本专利技术实施例中提供的一种针灸训练方法的流程图；图6为本专利技术实施例中提供的另一种针灸训练方法的流程图。具体实施方案为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。实施例实施例1如图1所示，为本专利技术实施例提供的针灸训练系统的结构框架图，本专利技术实施例中提供的一种针灸训练系统包括：实体训练模型100，实体训练模型100对应人体穴位上设有若干穴位传感器，穴位传感器用于感应针灸针是否插入准确到位；虚拟模型创建组件110，用于采集实体训练模型100的三维模型数据，并根据实体训练模型的三维模型数据创建虚拟训练模型；以及混合现实辅助组件120，用于将虚拟训练模型和实体训练模型进行数据配准，以使虚拟训练模型和实体训练模型在混合现实辅助组件视角上重合；混合现实辅助组件120还用于接收穴位传感器的感应信号，并根据感应信号将对应穴位的预设人体组织信息在虚拟训练模型上进行显示。可以理解的是，穴位传感器、虚拟模型创建组件110和混合现实辅助组件120之间可以进行网络连接，可以是无线网络也可以是有线网络，便于进行数据交互。在本专利技术实施例中，实体训练模型100可以是使用常见的硅胶人体模型，然后将穴位传感器植入到硅胶人体模型中；同时，本领域技术人员可以理解的是，穴位传感器主要用于感应针灸时插入模型的针灸针是否插入到位，其在模型中的埋入深度本领域技术人员可以根据人体穴位相关标准进行设置。实体训练模型的设计和制作在本领域中已经相当成熟，在此不进行其具体制造过程和结构的描述，本领域技术人员在实现本专利技术实施例中的技术方案时可以根据需要从市场上选择或定做相应的实体训练模型。同时，为了能够保证实体训练模型100上设置的穴位传感器的正常工作，还可以相应的设置电源、充电接口或者USB接口等以及穴位传感器电路布局设计，这些具体的细节本领域技术人员可根据实际情况进行选择设计。在本专利技术实施例中，混合现实辅助组件120其主要采用的是混合现实技术，其中，混合现实(既包括增强现实和增强虚拟)指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境，混合现实技术是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。本专利技术实施例中的混合现实辅助组件120可以使用现有技术中已经比较成熟的设备，比如HoloLens、MagicLeapOne、nreal、ActionOne等成熟设备，上述设备仅作为举例说明，并非进行严格限制，只要能够实现混合现实，并且达到本专利技术实施例中所要达到的目的的设备均可以进行相应选择。本专利技术实施例中以将HoloLens作为混合现实辅助组件120的主要部件为例进行说明，具体的，将生成的虚拟训练模型导入HoloLens，当HoloLens程序启动运行时，用户使用HoloLens观察实体训练模型，软件获取HoloLens深度传感器获得的深度数据，对实体训练模型的三维表面进行重建，并且与先前导入的虚拟训练模型进行ICP(点云配准的一种算法)数据配准，从而将虚拟训练模型与实体训练模型叠加起来，当虚拟训练模型与实体训练模型重合之后，就停止进行ICP数据配准，保持虚拟训练模型的绝对位置不再改变，从而达到当用户使用HoloLens眼镜围绕实体训练模型进行走动，通过不同的视角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针灸训练系统，其特征在于，包括：/n实体训练模型，所述实体训练模型对应人体穴位上设有若干穴位传感器，所述穴位传感器用于感应针灸针是否插入准确到位；/n虚拟模型创建组件，用于采集所述实体训练模型的三维模型数据，并根据所述实体训练模型的三维模型数据创建虚拟训练模型；以及/n混合现实辅助组件，用于将所述虚拟训练模型和所述实体训练模型进行数据配准，以使所述虚拟训练模型和所述实体训练模型在所述混合现实辅助组件视角上重合；所述混合现实辅助组件还用于接收所述穴位传感器的感应信号，并根据所述感应信号将对应穴位的预设人体组织信息在所述虚拟训练模型上进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种针灸训练系统，其特征在于，包括：
实体训练模型，所述实体训练模型对应人体穴位上设有若干穴位传感器，所述穴位传感器用于感应针灸针是否插入准确到位；
虚拟模型创建组件，用于采集所述实体训练模型的三维模型数据，并根据所述实体训练模型的三维模型数据创建虚拟训练模型；以及
混合现实辅助组件，用于将所述虚拟训练模型和所述实体训练模型进行数据配准，以使所述虚拟训练模型和所述实体训练模型在所述混合现实辅助组件视角上重合；所述混合现实辅助组件还用于接收所述穴位传感器的感应信号，并根据所述感应信号将对应穴位的预设人体组织信息在所述虚拟训练模型上进行显示。


2.如权利要求1所述针灸训练系统，其特征在于，所述虚拟模型创建组件包括：
模型数据采集装置，用于扫描所述实体训练模型，得到所述实体训练模型的三维模型数据；
三维模型创建装置，用于根据所述实体训练模型的三维模型数据进行模型重建，创建虚拟训练模型。


3.如权利要求2所述针灸训练系统，其特征在于，所述三维模型数据包括模型外表面数据和模型内部构造数据，所述三维模型创建装置具体用于：
根据所述模型外表面数据创建所述实体训练模型的外表面立体模型；
并根据所述模型内部构造数据在所述外表面立体模型内部创建人体内部组织模型，以形成完整的所述虚拟训练模型。


4.如权利要求3所述针灸训练系统，其特征在于，所述三维模型创建装置进行模型重建时，还包括：
对创建的所述虚拟训练模型进行表面处理，所述表面处理包括三维模型网格简化、三维网格加密、三维模型表面光滑、三维模型的空洞修补中的一种或几种的组合。


5.如权利要求1所述针灸训练系统，其特征在于，所述混合现实辅助组件还用于：
将预设的人体组织信息匹配到所述虚拟训练模型中，所述人体组织信息与所述实体训练模型上人体穴位对应，所述人体组织信息包括穴位属性信息、皮肤组织信息、肌肉组织信息、骨骼组织信息、神经系统信息、血管系统信息、淋...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑煌，王浩宇，
申请(专利权)人：深圳华鹊景医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44