一种针灸教学辅助系统

技术领域

本发明涉及针灸教学技术领域，尤其涉及一种针灸教学辅助系统。

背景技术

针灸是一种中国特有的治疗疾病的手段，它是一种内病外治的医术，千百年来，对保卫健康，繁衍民族，有过卓越的贡献。

针灸主要是通过医者的手技操作才能生效，因此手法在针疗过程中是非常重要的一个环节，需要医者通过长期训练才会熟练，针灸训练主要包括定穴和针刺两部分。

现有的针灸医疗教学主要采用塑胶人体模特，并结合多媒体影像、图片进行教学，该教学方式不仅形式单一，且互动性差，枯燥无味，学生学习积极性低；且学生在练习过程中，不能直观了解穴位的相关信息，因而无法判断扎针的准确性，导致训练效果不佳。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种针灸教学辅助系统，解决了现在技术中教学方式单一，互动性差，训练效果不佳的技术问题。

本发明提供一种针灸教学辅助系统，其特征在于，包括：

模型采集构建装置，用于采集人体模特的体征信息并构建三维模型；

头戴显示装置，佩戴于操作者头部，所述头戴显示装置具有主体组件和显示器，所述主体组件用于采集操作者的操作视角及操作位置处人体模特的结构轮廓信息，并将该结构轮廓信息在所述显示器上显示；

主机装置，用于根据所述模型采集构建装置构建的三维模型数据与标准数据拟合，以展现所对应讲解穴位的参数信息与针刺建议，并将该穴位的参数信息与针刺建议时实共享至移动端，以供学生参考学习，所述主机装置还用于与头戴显示装置连接进行数据交互；

定位练习装置，用于标记所述人体模特的穴位位置，并通过所述头戴显示装置将所述标记位置传输至所述主机装置，以判定所标记的穴位位置是否准确。

优选地，还包括：

针刺练习装置，其具有用于感应针灸针刺入的轨迹信息的传感单元，所述传感单元与所述主机装置进行数据交互以判定针灸针是否刺入正确。

优选地，所述针刺练习装置包括可变结构单元和包覆于所述可变结构单元外部的弹性包覆层。

优选地，所述模型采集构建装置包括：

主体支架；

数据采集器，设于所述主体支架上，用于对所述人体模特进行扫描并建立三维模型。

优选地，所述主体支架包括：

底座，人体模特立于所述底座轴心；

连接架，其具有连接座和固定于所述连接座上的立杆，所述连接座通过旋转机构与所述底座连接，所述数据采集器通过轴向移动机构连接于所述立杆上，所述旋转机构用于使所述连接座带动所述立杆及数据采集器绕所述人体模特旋转，所述轴向移动机构用于调节所述数据采集器沿所述立杆上下移动。

优选地，所述旋转机构包括：

环槽，设于所述底座上表面；

滚轮，设于所述连接座与所述底座接触的底面，所述滚轮连接于所述环槽内；

驱动机构，设于所述底座与连接座之间，用于驱动所述连接座旋转。

优选地，所述驱动机构包括：

第一电机，设于所述底座上，所述第一电机的输出端连接有第一齿轮轴；

第一齿轮，设于所述连接座上，与所述第一齿轮轴啮合。

优选地，所述轴向移动机构包括：

第二电机，设于所述数据采集器上，所述第二电机输出端连接有第二齿轮轴；

第二齿轮，沿所述立杆竖直方向设置，与所述第二齿轮轴啮合。

优选地，所述立杆设有两组或两组以上，并沿圆心呈圆周阵列安装于所述连接座上表面边缘，所述数据采集器与所述立杆对应设置。

优选地，所述移动端设为学生手机端。

本发明提供的一种针灸教学辅助系统，可同时应用于教师教学以及学生实训，在教学过程中通过模型采集构建装置、头戴显示装置、主机装置可将教师指导数据及人体模特数据以影像文本资料形式同步至移动端，以供学生实时参考学习，在实训过程中，通过头戴显示装置、主机装置和定位练习装置，可及时准确地判定学生所选穴位是否准确，且能够将该穴位针刺资料播放，以供学生对已学过的知识点进行回顾，提高学习效率。相比传统针灸教学，该发明不仅增加了训练时的趣味性，提高了学生的积极性，且在练习时无需受制于教师亲自指导，有效提高训练效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式的针灸教学辅助系统的结构示意图；

图2为本发明实施方式的针灸教学辅助系统中模型采集构建装置立体结构示意图；

图3为本发明实施方式的针灸教学辅助系统中模型采集构建装置的主体支架立体结构示意图；

图4为本发明实施方式的针灸教学辅助系统中模型采集构建装置的底座立体结构示意图；

图5为本发明实施方式的针灸教学辅助系统中模型采集构建装置的连接座立体结构示意图；

图6为本发明实施方式的针灸教学辅助系统中数据采集器立体结构示意图；

图7为图6另一角度结构示意图；

图8为本发明实施方式的针灸教学辅助系统中头戴显示装置立体结构示意图。

附图标记

1-模型采集构建装置；2-头戴显示装置；3-主机装置；4-定位练习装置；5-人体模特；11-主体支架；12-数据采集器；21-主体组件；22-显示器；111-底座；112-连接座；113-立杆；121-第二电机；1111-环槽；1112-第一电机；1121-滚轮；1122-第一齿轮。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-8所示，本实施方式提供的一种针灸教学辅助系统，包括：

模型采集构建装置1，用于采集人体模特5的体征信息并构建三维模型；

头戴显示装置2，佩戴于操作者头部，头戴显示装置2具有主体组件21和显示器22，主体组件21用于采集操作者的操作视角及操作位置处人体模特5的结构轮廓信息，并将该结构轮廓信息在显示器22上显示；

主机装置3，用于根据模型采集构建装置1构建的三维模型数据与标准数据拟合，以展现所对应讲解穴位的参数信息与针刺建议，并将该穴位的参数信息与针刺建议时实共享至移动端，以供学生参考学习，主机装置3还用于与所述头戴显示装置2连接进行数据交互；

定位练习装置4，用于标记人体模特5的穴位位置，并通过头戴显示装置2将标记位置传输至主机装置3，以判定所标记的穴位位置是否准确。

本实施例中，模型采集构建装置1可以包括主体支架11和设于主体支架11上、用于对人体模特5进行扫描并建立三维模型的数据采集器12。

其中，主体支架11用于支撑固定数据采集器12，数据采集器12可以包括用于采集人体模特5体征信息的数据采集模块和用于三维建模的模型创建模块，体征信息包括人体不同部位的组织密度、穴位和经脉信息。

其中，头戴显示装置2类似于VR眼镜，其主体组件21包括红外光感应单元、紫外光源、图像拍摄单元。红外光感应单元用于采集人体模特5的结构轮廓信息，并反馈至显示器22，操作者通过显示器22即可看到与人体模特5穴位和经脉相对应的点、线显示于人体皮肤表面，以便于操作者对穴位进行标记。

其中，主机装置3包括存储单元、数据分析单元、数据收发单元，存储单元用于存储各穴位的局部解剖信息、表征定位特点、断层解剖等信息，数据分析单元用于根据接收到的数据进行分析计算，数据收发单元用于接收数据。

其中，定位练习装置4可以是定位笔，用于学生定穴练习使用，定位笔用于定穴的一端可以是荧光物质，荧光物质可自行凝集成实质材料，在使用完后可撕下。

具体地，当教师教学使用时，通过模型采集构建装置1采集到人体模特5的体征信息并创建三维模型，再利用主机装置3的数据分析单元根据模型采集构建装置1提供的数据与存储单元内的标准数据相拟合后，再展现所对应讲解穴位的参数信息与针刺建议，同时主机装置3与头戴显示装置2连接，将头戴显示装置2记录的操作者的操作视角及操作位置处人体模特5的结构轮廓信息与主机装置3中建立的模型数据结合，使得教师在围绕人体模特5进行走动时，其反馈至移动端的信息与主机装置3中的三维模型保持重合状态，便于学生更直观地了解人体穴位、经脉。并通过主机装置3的数据收发单元将所讲解的穴位参数信息与针刺建议发送至移动端，以供学生随时参考学习，移动端可以是学生的手机、电脑等可播放视频、图片的设备。

当学生练习使用时，通过头戴显示装置2即可在人体模特5表面皮肤上看到与人体模特5对应的穴位和经脉，利用定位笔可在人体模特5皮肤表面涂抹荧光物质，荧光物质与主体组件21上的紫外光源配合，并通过图像拍摄单元拍摄所选穴位位置，并将该位置信息传输至主机装置3，通过与主机装置3已采集到的人体模特5的穴位信息比对，以判定操作者所选穴位是否正确，如正确，则头戴显示装置2通过显示器22将该穴位对应的针刺资料播放，当然，操作者可以自行选择是否播放，如所选穴位错误，则头戴显示装置2会以点线的形式由显示器22投射于人体表面。

可见，本发明提供的一种针灸教学辅助系统，可同时应用于教师教学以及学生实训，在教学过程中通过模型采集构建装置、头戴显示装置、主机装置可将教师指导数据及人体模特数据以影像文本资料形式同步至移动端，以供学生实时参考学习，在实训过程中，通过头戴显示装置、主机装置和定位练习装置，可及时准确地判定学生所选穴位是否准确，且能够将该穴位针刺资料播放，以供学生对已学过的知识点进行回顾，提高学习效率。相比传统针灸教学，该发明不仅增加了训练时的趣味性，提高了学生的积极性，且在练习时无需受制于教师亲自指导，有效提高训练效果。

作为本发明的进一步优选，参见图2-图3所示，主体支架11可以包括底座111和连接架，底座111可以是中心为通孔的圆环座，人体模特5立于底座111的轴心，连接架具有连接座112和固定于连接座112上的立杆113，连接座112也可以是与底座111相适配的圆环座，连接座112可以通过旋转机构与底座111连接，数据采集器12通过轴向移动机构连接于立杆113上，旋转机构用于使连接座112带动立杆113及数据采集器12绕人体模特5旋转，轴向移动机构用于调节数据采集器12沿立杆113上下移动。使用时，人体模特5只需站立于底座111中心，通过旋转机构和轴向移动机构可控制数据采集器12对人体模特5全身上下进行扫描，以获取人体模特5各个部位的数据，从而构建更加准确、完整的三维模型。

其中，参见图4-图5所示，旋转机构可以包括环槽1111、滚轮1121和驱动机构，环槽1111设于底座111上表面，滚轮1121设于连接座112与底座111接触的底面上、连接于环槽1111内，驱动机构设于底座111与连接座112之间，用于驱动连接座112旋转。

其中，驱动机构可以包括第一电机1112和第一齿轮1122，第一电机1112设于底座111上的第一电机1112，其输出端连接有第一齿轮轴，第一齿轮1122与第一齿轮轴啮合。

其中，参见图3、图6和图7所示，轴向移动机构可以包括第二电机121和第二齿轮，第二电机121设于数据采集器12上，第二电机121输出端连接有第二齿轮轴，第二齿轮沿立杆113竖直方向设置，与第二齿轮轴啮合。

进一步地，为提高扫描的速率，立杆113可以设有两组或两组以上，并沿圆心呈圆周阵列安装于连接座112上表面边缘，数据采集器12与立杆113对应设置。

进一步的，该针灸教学辅助系统还可以包括针刺练习装置，其具有用于感应针灸针刺入的轨迹信息传感单元，传感单元与主机装置3进行数据交互以判定针灸针是否刺入正确。

其中，为了提高针刺练习工具的灵活性，针刺练习装置可以包括可变结构单元和包覆于所述可变结构单元外部的弹性包覆层。

其中，可变结构单元通过改变电流方向以使不同部位的材料结构和整体密度不同，从而获得更为真实的人体皮肤触感。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。