本發(fā)明涉及到生物醫(yī)學工程領域，特別涉及到一種虛擬仿真醫(yī)院護理教學實訓系統(tǒng)及其構建方法。
背景技術：
“虛擬仿真醫(yī)院護理教學及訓練系統(tǒng)”的使用對象主要是醫(yī)學院校學生和新進醫(yī)院的醫(yī)務人員，其目的是使訓練者能盡快適應臨床，盡快掌握相應的臨床護理操作技能。
醫(yī)學生在學校學習的目的就是為今后在臨床工作時打下理論和操作技能基礎。但是目前存在以下問題：
1、由于條件所限，大多數(shù)醫(yī)學院校都遠離醫(yī)院，學生在校學習期間，到臨床見習比較困難。
2、隨著病人維權意識的增強，初學者在病人身上直接操作的機會也越來越少。
3、部分醫(yī)療設備成本較高、具有一定的危險性。
4、學校學習的知識比較零散，學生不容易形成整體概念。
5、學校教學以條條框框為主，學生往往是死記硬背，在真實工作往往會丟三忘四，不能按要求完成工作任務。
所以，借助現(xiàn)代信息化技術，通過“虛擬仿真醫(yī)院護理教學及訓練系統(tǒng)”對學生進行上崗前訓練，是十分必要的?！疤摂M仿真醫(yī)院護理教學及訓練系統(tǒng)”不但能讓學生看清楚每一步操作，還可以反復回放，有利于學生仔細觀察、琢磨，有助于學生理解、記憶。學生可以不受時間、空間、儀器的限制，反復練習。最主要的是“虛擬仿真醫(yī)院護理教學及訓練系統(tǒng)”畫面生動逼真，讓學生有一種置身于臨床的真實感覺，能夠提高訓練效果。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)，和一種采用vrt的計算機多媒體技術和圖形三維算法，利用webvrml的虛擬現(xiàn)實技術來構建虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)，包括：入院護理、住院護理、病人治療、出院護理四大模塊；
每個模塊均由互動層、功能層、驅動層、整合層和資源層構成；所述互動層用于提供用戶與系統(tǒng)互動的人機交互界面；所述功能層用于集中該系統(tǒng)的核心應用功能；所述驅動層，用于集成unity3d服務引擎和若干常用組件；所述整合層，為底層數(shù)據(jù)與服務的整合，把下位的資源層的程序與數(shù)據(jù)轉換為上位的驅動層可以操作的服務組件；所述資源層，提供上層調用所需的基本數(shù)據(jù)與服務組件，即數(shù)據(jù)資源和控制資源。
進一步的，所述數(shù)據(jù)資源包括：二維數(shù)據(jù)資源、三維數(shù)據(jù)資源、日志文件以及配置文件。
進一步的，所述控制資源為學習、實訓、管理、評價組件及其屬性信息。
進一步的，所述入院護理的具體操作流程如下：病人入院、接待病人、安置評估病人、辦理手續(xù)及處理醫(yī)囑、遵醫(yī)囑治療、實施護理、護理記錄、巡視病房、重點交班。
進一步的，所述住院護理模塊包括：上午責任護士護理過程、上午主班護士護理過程、下午責任護士護理過程、下午主班護士護理過程、夜間護士護理過程。
進一步的，所述病人治療模塊包括：呼吸機教學訓練系統(tǒng)、心電監(jiān)護儀教學訓練系統(tǒng)、血糖儀教學訓練系統(tǒng)、鼻導管吸氧教學訓練系統(tǒng)。
進一步的，所述出院護理模塊包括：主班護士護理過程、責任護士護理過程、護送病人出院、清潔消毒床單位。
一種虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)的構建方法：是一種采用vrt的計算機多媒體技術和圖形三維算法，利用webvrml的虛擬現(xiàn)實技術來構建虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)的方法；
a、基于3dstudiomax設計系統(tǒng)的環(huán)境與場景模型，根據(jù)類似現(xiàn)實事件的地形及影像數(shù)據(jù)，構建虛擬模擬的醫(yī)院護理工作環(huán)境與場景模型；
b、將特定場景的三維模型數(shù)據(jù)導入到unity3d引擎中，然后導入二維場景模型數(shù)據(jù)庫，訓練模型操作，并將場景所配套的音頻、視頻文件進行集成，生成面向特定工作場景的互動框架；
c、通過編寫腳本，實現(xiàn)醫(yī)院護理系統(tǒng)模型所要求的面向特定場景的行為模型；
d、通過vrml語言編寫虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)需要的物品：
d1、虛擬仿真使用呼吸機教學及訓練系統(tǒng)需要的物品：氧氣筒、人工呼吸機、氧氣壓力表、扳手、氧氣管、濕化器、y型三通管、模擬肺、呼吸面罩、疏水器、長螺紋管、短螺紋管等；
d2、虛擬仿真使用心電監(jiān)護儀教學及訓練系統(tǒng)需要的物品：心電監(jiān)護儀、電源線、心電的電極導線、電極、監(jiān)測血氧飽和度的導線、監(jiān)測體溫的導線、測血壓袖帶及導線、酒精棉球(或紗布)、彎盤等；
d3、虛擬仿真使用血糖儀教學及訓練系統(tǒng)需要的物品：血氧儀、試紙、采血筆、棉簽、酒精、彎盤等；
d4、虛擬仿真鼻導管吸氧教學及訓練系統(tǒng)：氧氣筒、氧氣壓力表、扳手、濕化裝置、氧氣管、棉簽、小杯子、彎盤等。
本發(fā)明的積極效果為：
1、利用當前先進的虛擬現(xiàn)實技術構建虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)，為各級醫(yī)院和高等醫(yī)學院校提供更為廣闊、方便的仿真教學和研究平臺。
2、虛擬仿真醫(yī)院護理教學及訓練系統(tǒng)主要應用于醫(yī)學院校學生、醫(yī)院新進醫(yī)務人員的教學、訓練，從而降低教學成本，降低醫(yī)療風險，節(jié)約培訓資源，提高教學、訓練質量。
3、相對國內(nèi)外同類技術，本發(fā)明可以使學生不受時間、空間、設備限制，在虛擬環(huán)境中進行反復訓練，通過自學、自練，提高學生自學能力、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識。
為了激發(fā)訓練者的學習興趣，“虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)”還具有以下特色：
1、練習者可以根據(jù)操作原理，自己探索、研究，靈活地進行訓練，每一步驟操作均有提示，通過友好的交互界面，方便訓練者自學、自練。達到了啟發(fā)學生思維、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意思、增強探索精神的目的。
2、學生可以在虛擬環(huán)境中反復練習護理工作過程和相關護理操作，并熟練掌握，從而縮短練習者在真實情景中的適應過程，使練習者到臨床后能迅速、準確的對病人實施護理。
3、畫面逼真、界面溫馨。根據(jù)護理工作過程，幫助學生將零散的操作串聯(lián)起來，建立整體護理的概念。讓學生注意到，在病人住院的不同時期，治療護理的側重點不同，注意到在各個時期應該必須完成哪些工作。
4、虛實結合進行訓練。學生先使用“虛擬仿真醫(yī)院護理教學及訓練系統(tǒng)”在網(wǎng)上自己完成模擬訓練。當教師進行實物演示操作時，學生已經(jīng)對該項操作比較熟悉了，能夠及時從老師的演示中發(fā)現(xiàn)自己的不足，這個時候學生再進行實物訓練，訓練質量好，訓練效率高。
“虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)”是醫(yī)學專業(yè)與信息技術深度融合的產(chǎn)物，對我國醫(yī)學教育信息化建設起到了促進的作用。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
本實施例提供的一種虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)，包括：入院護理、住院護理、病人治療、出院護理四大模塊；
每個模塊均由互動層、功能層、驅動層、整合層和資源層構成；所述互動層用于提供用戶與系統(tǒng)互動的人機交互界面；所述功能層用于集中該系統(tǒng)的核心應用功能；所述驅動層，用于集成unity3d服務引擎和若干常用組件；所述整合層，為底層數(shù)據(jù)與服務的整合，把下位的資源層的程序與數(shù)據(jù)轉換為上位的驅動層可以操作的服務組件；所述資源層，提供上層調用所需的基本數(shù)據(jù)與服務組件，即數(shù)據(jù)資源和控制資源。
以上所述，所述數(shù)據(jù)資源包括：二維數(shù)據(jù)資源、三維數(shù)據(jù)資源、日志文件以及配置文件；所述控制資源為學習、實訓、管理、評價組件及其屬性信息。
本實施例中，所述入院護理的具體操作流程如下：病人入院、接待病人、安置評估病人、辦理手續(xù)及處理醫(yī)囑、遵醫(yī)囑治療、實施護理、護理記錄、巡視病房、重點交班。
所述住院護理模塊包括：上午責任護士護理過程、上午主班護士護理過程、下午責任護士護理過程、下午主班護士護理過程、夜間護士護理過程。
進一步的，所述病人治療模塊包括：呼吸機教學訓練系統(tǒng)、心電監(jiān)護儀教學訓練系統(tǒng)、血糖儀教學訓練系統(tǒng)、鼻導管吸氧教學訓練系統(tǒng)。本實施例提供的虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)并不僅包含上述提供的子系統(tǒng)，還可添加其他需求的教學訓練子系統(tǒng)，本申請不做進一步限定。
進一步的，所述出院護理模塊包括：主班護士護理過程、責任護士護理過程、護送病人出院、清潔消毒床單位。
一種虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)的構建方法：是一種采用vrt的計算機多媒體技術和圖形三維算法，利用webvrml的虛擬現(xiàn)實技術來構建虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)的方法；
a、基于3dstudiomax設計系統(tǒng)的環(huán)境與場景模型，根據(jù)類似現(xiàn)實事件的地形及影像數(shù)據(jù)，構建虛擬模擬的醫(yī)院護理工作環(huán)境與場景模型；
b、將特定場景的三維模型數(shù)據(jù)導入到unity3d引擎中，然后導入二維場景模型數(shù)據(jù)庫，訓練模型操作，并將場景所配套的音頻、視頻文件進行集成，生成面向特定工作場景的互動框架；
c、通過編寫腳本，實現(xiàn)醫(yī)院護理系統(tǒng)模型所要求的面向特定場景的行為模型；
d、通過vrml語言編寫虛擬仿真醫(yī)院護理教學訓練系統(tǒng)需要的物品：
d1、虛擬仿真使用呼吸機教學及訓練系統(tǒng)需要的物品：氧氣筒、人工呼吸機、氧氣壓力表、扳手、氧氣管、濕化器、y型三通管、模擬肺、呼吸面罩、疏水器、長螺紋管、短螺紋管等；
d2、虛擬仿真使用心電監(jiān)護儀教學及訓練系統(tǒng)需要的物品：心電監(jiān)護儀、電源線、心電的電極導線、電極、監(jiān)測血氧飽和度的導線、監(jiān)測體溫的導線、測血壓袖帶及導線、酒精棉球(或紗布)、彎盤等；
d3、虛擬仿真使用血糖儀教學及訓練系統(tǒng)需要的物品：血氧儀、試紙、采血筆、棉簽、酒精、彎盤等；
d4、虛擬仿真鼻導管吸氧教學及訓練系統(tǒng)：氧氣筒、氧氣壓力表、扳手、濕化裝置、氧氣管、棉簽、小杯子、彎盤等。本實施例并不對各個系統(tǒng)編寫的物品做進一步限定。
實施例一：以“入院護理”為例
護理工作過程包括：入院護理、住院護理、出院護理3大模塊。每個模塊護理工作任務比較多，所以，初進臨床護理人員在真實工作中往往容易遺漏一些必須進行的工作任務。為此，我們將護理工作過程分為入院護理、住院護理、出院護理3大模塊，分別進行虛擬仿真教學及訓練，幫助學生理清思路，記住不同模塊所需要完成的工作任務，縮短適應臨床工作的時間。
因為，入院護理、住院護理、出院護理3大模塊的展現(xiàn)模式相似，所以，下面主要介紹“入院護理”模塊。
(1)病人持“入院證”入院；
(2)接待病人，以對話框形式，提醒學生，護士在護士站時，需要做的事情，護士站起來接病人的入院證，安排床位，給病人帶上腕帶，輕病人稱體重，送病人進入房間；若護士某個任務沒有執(zhí)行，系統(tǒng)會自動提示；
(3)安置病人，以對話框形式，提醒學生，護士如何安置病人，如何評估病人(疾病不同，評估側重點不同)，測病人生命體征(如血壓、體溫、脈搏、呼吸等)、記錄測量信息；當學生勾選呼吸困難(半臥位)時，病床會自動抬高；將病人隨身攜帶物品妥善放置、通知護工(為患者送開水及醫(yī)院提供的生活用品)、入院護理評估(決定護理等級)、與醫(yī)生溝通，若護士某個任務沒有執(zhí)行，系統(tǒng)會自動提示；
(4)以對話框形式，提醒學生，護士再次回到護士站后需要做哪些事情；若護士某個任務沒有執(zhí)行，系統(tǒng)會自動提示；
(5)護士再回到病房，根據(jù)醫(yī)囑進行治療，為病人實施護理；若護士某個任務沒有執(zhí)行，系統(tǒng)會自動提示；
(6)以對話框形式，提醒學生，護士再次回到護士站后需要填寫有關資料等；若護士某個任務沒有執(zhí)行，系統(tǒng)會自動提示；
(7)以對話框形式，提醒學生，護士在整個護理工作過程中要加強巡視；若護士沒有執(zhí)行，系統(tǒng)會自動提示。
實施例二：以“鼻導管吸氧教學訓練系統(tǒng)”為例
(1)將所需物品放到治療車上，鼠標放到物品上，會自動提示這是什么物品；
(2)將氧氣表安裝在氧氣筒上拖動扳手到氧氣表處，自動出現(xiàn)扳手擰緊螺絲的動畫；
(3)安裝氧氣軟管、濕化瓶，系統(tǒng)自動提示選擇濕化液的量；
(4)進入病房，點擊問號，出現(xiàn)操作提示；
(5)點擊分貝計、濕度計可以選擇所需參數(shù)；
(6)旋轉氧氣表開關，流量浮標會自動下降或上升；一直調節(jié)到所需氧流量；
(7)臉部放大，取棉簽放到鼻孔處，系統(tǒng)自動出現(xiàn)“清潔鼻孔”的動畫；
(8)拖動鼻導管進行連接，并可以拖動插入鼻腔；
(9)在插入之前要根據(jù)提示選擇“測量插入長度”；
(10)系統(tǒng)會自動測量；
(11)插入過程中，左上角會出現(xiàn)“透視圖”，與插管動作同步，顯示插入的深度；若管子插到了咽喉部，系統(tǒng)會自動提示“病人有惡心、嘔吐的感覺”拖動膠布固定；
(12)對話框提示，插管后的護理；
(13)記錄；
(14)系統(tǒng)自動提示，需要調節(jié)氧流量；
(15)斷開鼻導管；
(16)調節(jié)氧流量(必須斷開鼻導管后調節(jié))；
(17)系統(tǒng)自動提示，停止用氧；
(18)拖走膠布；
(19)拖走鼻導管；
(20)記錄停氧時間；
(21)將物品送回治療室，進行消毒處理。
實施例三：以“上午責任護士護理過程”為例
(1)晨會交班；以對話框形式，提醒學生，晨會交班(“夜班護士”向“白班護士”交班)；整理床單位；
(2)面部清潔、鏡頭、口腔護理(給予生活不能自理或部分不能自理的患者)，協(xié)助患者進食/水(協(xié)助不能自理或部分不能自理的患者)；
(3)實施特殊護理(如壓瘡護理、留置尿管護理、picc穿刺處換藥等)；進行上午治療(包括各種注射等)；
(4)巡視病房(與患者交談、溝通、進行健康宣教、觀察病情、觀察靜脈輸液情況等)；
(5)按?？萍膊∽o理常規(guī)護理；護理記錄(記錄患者病情變化情況，特殊治療、護理措施及效果)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。