一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统


[0001]本专利技术涉及静脉扎针操作培训
，特别涉及一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统
。

技术介绍

[0002]静脉留置针因可以减少患者多次扎针疼痛以及减少护士工作量，因此在临床广泛应用，但是，在实际临床操作过程中，静脉扎针操作仍存在较大问题，需要对护士等临床工作人员进行静脉扎针培训，而目前用于扎针培训的静脉扎针模型在真实性方面存在一定限制，难以满足个性化扎针需求，且对扎针操作过程中的扎针深度
、
扎针角度以及退针距离缺乏系统性的反馈
。
[0003]因此，本专利技术提供一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，用以根据人体手臂静脉标准图像构建静脉扎针模型；制定所述人体手臂静脉图中不同手臂部位的替换块；监测静脉扎针培训过程中基于静脉扎针模型的扎针区域
、
扎针角度以及退针距离；根据监测结果，确定静脉扎针操作是否合格，并调取同个扎针区域的替换块对静脉扎针模型进行更新；既满足了多次扎针需求，且可以实时反馈扎针信息，提高了静脉扎针操作培训效率
。
[0005]本专利技术提供一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，包括：模型构建模块：根据人体手臂静脉标准图像构建静脉扎针模型；块指定模块：获取静脉扎针操作培训要求，并制定所述人体手臂静脉图中不同手臂部位的替换块；监测及记录模块：基于预部署传感器，监测静脉扎针培训过程中基于静脉扎针模型的扎针区域
、
扎针角度以及退针距离，同时，记录对同个扎针区域的扎针次数；反馈及更新模块：根据监测结果，确定静脉扎针操作是否合格，同时，当对同个扎针区域的扎针次数大于预设次数时，调取同个扎针区域的替换块对静脉扎针模型进行更新
。
[0006]优选的，模型构建模块，包括：静脉图像获取单元，用于获取最新的人体手臂静脉图，作为人体手臂静脉标准图像；人体手臂构建单元，用于根据人体皮肤结构构成以及皮肤结构
‑
模拟材质映射表，构建人体手臂模型，其中，所述人体皮肤结构构成从外至内依次为：表皮层
、
真皮层以及皮下组织；静脉扎针模型构建单元，用于向所涉及到的人体皮肤结构构成所对应的模拟皮肤结构外侧添加导电硅胶材料；根据所述人体手臂静脉标准图像以及添加导电硅胶材料的人体手臂模型，构建静
脉扎针模型
。
[0007]优选的，块指定模块，包括：培训要求获取单元，用于获取静脉扎针操作培训要求；将人体手臂静脉标准图像划分为不同手臂部位，根据静脉扎针操作培训要求，获取得到不同手臂部位的需求扎针次数；块指定单元，用于获取得到所述人体手臂静脉标准图像中不同手臂部位对应的静脉扎针模型区域；根据静脉扎针模型中各区域所用的模拟材质，获取得到静脉扎针模型中各区域的允许扎针次数，结合所述需求扎针次数，制定所述人体手臂静脉标准图像中不同手臂部位的替换块
。
[0008]优选的，所述块指定单元，还用于：根据需求扎针次数以及允许扎针次数，确定对应手臂部位的块个数；其中，表示向下取整符号，其中，所述允许扎针次数为对应扎针区域的预设次数
。
[0009]优选的，留置针构建模块，还包括：留置针构建模块，用于根据标准静脉留置针结构
、
预部署的角度传感器
、
预部署的霍尔传感器以及预部署的磁铁，构建留置针模型；其中，预部署的角度传感器以及预部署的霍尔传感器布置于与静脉留置针针芯相连接的静脉留置针装置内，预部署的磁铁布置于静脉留置针软管装置内
。
[0010]优选的，还包括：验证模块，用于在监测及记录模块进行正式工作之前，对所述监测及记录模块进行验证，包括：扎针深度监测单元，当静脉留置针针芯对静脉扎针模型执行扎针操作时，记录扎针过程中每个时刻下的不同导电硅胶材料的导电情况以及静脉留置针针芯与每个导电硅胶材料的接触位置，并获取得到扎针深度集，其中，所述不同导电硅胶材料是依据人体皮肤结构构成，将从外至内依次部署的导电硅胶材料分别记为第一导电硅胶材料
、
第二导电硅胶材料以及第三导电硅胶材料；扎针角度监测单元，用于将所述扎针深度集中最后一个扎针深度对应的扎入角度作为模拟扎针角度，并控制静脉留置针针芯按照所述模拟扎针角度进行多次模拟，并基于预部署角度传感器检测所述静脉留置针芯在每次模拟过程中基于每个模拟位置点的第一扎针角度，构建得到对应模拟过程的扎针角度集；扎针距离监测单元，用于基于霍尔传感器检测每次模拟过程中基于每个模拟位置点的第一距离，构建得到对应模拟过程的第一距离集；退针距离监测单元，用于基于霍尔传感器检测每次模拟过程之后的退针过程中的每个退针位置点的第二距离，并构建得到对应退针过程的第二距离集；合格判断单元，用于根据扎针深度集
、
扎针角度集
、
第一距离集以及第二距离集，判定所述霍尔传感器是否合格；
若合格，则判定监测及记录模块可以正常工作；否则，提醒霍尔传感器存在异常
。
[0011]优选的，所述合格判断单元，包括：矩阵构建块：根据每个扎针以及退针完整过程的扎针深度集
、
扎针角度集
、
第一距离集以及第二距离集，构建第一点矩阵，其中，所述第一点矩阵为4行列的矩阵，其中，表示对应完整过程中涉及到的不同模拟位置点的点个数，对相应集中不存在模拟位置点的元素进行0填充；消除所述第一点矩阵中存在两个及以上的元素为0的向量列，得到第二点矩阵，且第二点矩阵为4行列的矩阵；连贯阵列构建块：分别确定所述第二点矩阵中每个列向量的信号连贯度；其中，表示第列向量的信号连贯度；表示第列向量中第个元素的权重；表示第列向量中第个元素对应的实际信号值；表示第列向量中第个元素对应的标准信号值；根据信号连贯度，构建连贯阵列；系数阵列构建块：分别确定所述第二点矩阵中每个行向量的信号变化系数；其中，表示第行向量中存在的实际信号值不在预设信号范围的模拟位置点的点个数；表示第个不在对应预设信号范围的实际信号值；表示对应行向量中位于左侧的信号值；表示对应行向量中位于右侧的信号值；表示最大值符号；表示第行向量中存在的实际信号值在预设信号范围的模拟位置点的点个数；表示第个在对应预设信号范围的实际信号值；根据所述信号变化系数，构建系数阵列；合格判定块：将同个完整过程下的连贯阵列以及系数阵列输入到相关分析模型中，确定所述连贯阵列与系数阵列的相关系数；对所有完整过程下的相关系数进行正态分布统计，确定正态分布概率；若所述正态分布概率大于预设概率阈值，则判定所述霍尔传感器合格
。
[0012]优选的，反馈及更新模块，包括：静脉扎针反馈单元，用于获取扎针操作的扎针区域
、
扎针深度
、
扎针角度以及退针距离，并对所述扎针操作进行判定；当判定结果与标准静脉扎针要求一致时，则反馈所述扎针操作合格；
否则，反馈所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，其特征在于，包括：模型构建模块：根据人体手臂静脉标准图像构建静脉扎针模型；块指定模块：获取静脉扎针操作培训要求，并制定所述人体手臂静脉图中不同手臂部位的替换块；监测及记录模块：基于预部署传感器，监测静脉扎针培训过程中基于静脉扎针模型的扎针区域
、
扎针角度以及退针距离，同时，记录对同个扎针区域的扎针次数；反馈及更新模块：根据监测结果，确定静脉扎针操作是否合格，同时，当对同个扎针区域的扎针次数大于预设次数时，调取同个扎针区域的替换块对静脉扎针模型进行更新
。2.
如权利要求1所述的一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，其特征在于，模型构建模块，包括：静脉图像获取单元，用于获取最新的人体手臂静脉图，作为人体手臂静脉标准图像；人体手臂构建单元，用于根据人体皮肤结构构成以及皮肤结构
‑
模拟材质映射表，构建人体手臂模型，其中，所述人体皮肤结构构成从外至内依次为：表皮层
、
真皮层以及皮下组织；静脉扎针模型构建单元，用于向所涉及到的人体皮肤结构构成所对应的模拟皮肤结构外侧添加导电硅胶材料；根据所述人体手臂静脉标准图像以及添加导电硅胶材料的人体手臂模型，构建静脉扎针模型
。3.
如权利要求1所述的一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，其特征在于，块指定模块，包括：培训要求获取单元，用于获取静脉扎针操作培训要求；将人体手臂静脉标准图像划分为不同手臂部位，根据静脉扎针操作培训要求，获取得到不同手臂部位的需求扎针次数；块指定单元，用于获取得到所述人体手臂静脉标准图像中不同手臂部位对应的静脉扎针模型区域；根据静脉扎针模型中各区域所用的模拟材质，获取得到静脉扎针模型中各区域的允许扎针次数，结合所述需求扎针次数，制定所述人体手臂静脉标准图像中不同手臂部位的替换块
。4.
如权利要求3所述的一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，其特征在于，所述块指定单元，还用于：根据需求扎针次数以及允许扎针次数，确定对应手臂部位的块个数；其中，表示向下取整符号，其中，所述允许扎针次数为对应扎针区域的预设次数
。5.
如权利要求1所述的一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，其特征在于，还包括：留置针构建模块，用于根据标准静脉留置针结构
、
预部署的角度传感器
、
预部署的霍尔传感器以及预部署的磁铁，构建留置针模型；
其中，预部署的角度传感器以及预部署的霍尔传感器布置于与静脉留置针针芯相连接的静脉留置针装置内，预部署的磁铁布置于静脉留置针软管装置内
。6.
如权利要求1所述的一种基于仿真手臂的静脉扎针操作培训系统，其特征在于，还包括：验证模块，用于在监测及记录模块进行正式工作之前，对所述监测及记录模块进行验证，包括：扎针深度监测单元，当静脉留置针针芯对静脉扎针模型执行扎针操作时，记录扎针过程中每个时刻下的不同导电硅胶材料的导电情况以及静脉留置针针芯与每个导电硅胶材料的接触位置，并获取得到扎针深度集，其中，所述不同导电硅胶材料是...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，
申请(专利权)人：厦门立方幻境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：