助产虚拟仿真实训项目--天津医学高等专科学校

一、项目背景

1、妇产科疾病的发病机制，特别对于分娩机转以及各种难产的发生机制和处理方法，日常教具和模型无法有效显示，学生感觉抽象难理解。

2、助产操作涉及产妇隐私、属于侵入式操作，具有创伤性或传染性等特点，学生在临床上很难有上手实践的机会。由此需要虚拟仿真实验教学进行补足。

3、实践教学一直缺乏有效的信息化管理手段，缺少有针对性、时效性的实训教学效果评价标准。

4、响应国家教育政策及环境需求，根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》、《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》、《职业院校数字校园规范》、《教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》（教高厅〔2017〕4号）提出“将虚拟化教学纳入相关专业培养方案，并制定评价办法”，开展助产专业虚拟仿真实训。

二、项目介绍

1、沉浸式3D立体虚拟现实交互系统：

弧形LED超宽屏增强现实交互系统建设，在沉浸式的显示系统基础上添加动作捕捉软件进行交互，并且涵盖助产、儿科、基础护理、口腔、康复、老年等多个专业的虚拟仿真软件。
主要功能特点：
   采用弧形3DLED超宽屏，支持多人观看交互操作，学生需要戴3D眼镜，可交互操作；结合动作捕捉技术，虚拟物品跟随视野运动并可以交互。可满足多人同时查看。 
   操作者佩戴主动式3D眼镜以及跟踪单元，观看软件呈现的更生动逼真的3D效果，通过手势传感器直接利用抓、握、捏等手势抓取3D对象，多个角度旋转观察，更清晰直观，也可直接通过手势切换下一操作步骤，同时头部跟踪会对人的位置进行定位，实时移动场景，非常方便快捷。

2、VR虚拟现实实训系统

VR虚拟现实技术是指利用计算机技术构建和体验模拟现实世界场景的仿真系统，可使用户沉浸到模拟现实的环境中并进行交互操作。

VR医学虚拟现实系统中所有医学场景和操作动作均可被操作者介入进行交互式操作；可将传统模拟人无法展现的视角盲点通过计算机图形模拟以透视、剖视等多视角实时呈现，使操作更贴近实际规程，让学生、医护工作者在课堂、实训中更易理解和掌握，让教师、指导者在教学过程中更轻松解释疑点和难点；系统可分为单人VR和多人VR两种模式。

VR虚拟系统可模拟创造一个逼真的临床/极端环境，在预设的虚拟情景中训练操作，沉浸式交互，寓教于乐增强学习印象。

系统性学习：软件按照临床操作流程开发。

精细化操作：手柄可模拟十指交互，学生可以在预设场景下完成精细化的操作。

  3D六自由度功能：学生在场景里面可以实现720°全景查看，可以实现多人协作视角共享。

  AI语音沟通：与虚拟病人进行语音交互，可实现沉浸式训练、老师指导训练、学生反复学习训练。

3、AR增强现实系统

AR增强现实技术也被称为扩增现实，是指利用计算机技术将现实世界与虚拟世界的信息进行处理、叠加、应用、感知从而实现超越现实的感官体验。现实环境和虚拟物体叠加后，可在同一个画面、时空中同时存在，进行实时交互操作。立方幻境AR系统通过扫描真实的模型，在模型上呈现虚拟3D图形，使模型与虚拟图形叠加，可多角度，多视角、动态查看交互操作过程。系统将3D虚拟元素与实体模型叠加后，学生可以在真实模型上透视看到模拟人虚拟3D形态的整体运动变化过程，实现虚实结合的教学实训效果。