医学标准化病人智能仿真训练系统

现代经济信息
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医学标准化病人智能仿真训练系统
王　宇 营口巨成教学科技开发有限公司
摘要：医学标准化病人智能仿真训练系统是在当今医学教育多媒体化、智能化需求下应运而生的高级智能机器人，它结合了快速原型技术、快速模具技术、电子技术、计算机技术、多媒体技术、机电一体化技术和网络技术等构建了非常逼真的、形象的模拟危重病人的高级智能人，供医学生、年轻医师与护士反复进行抢救训练，使训练者有身临其境的体现。

关键词：智能机器人；机电一体化技术；网络技术
中图分类号：R197 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2017)024-0366-01
一、项目提出的背景
医学标准化病人智能仿真训练系统是培养医生及护士等医学专
业人员的医用教学产品，医学模拟教育是一门新兴教育科学，国内从事研发医学模拟教育产品的单位寥寥无几，而且均是刚刚起步。

该项目新产品将以其先进智能的软件教学系统、高度仿真的人体生态结构及人体仿生材料、人体生命体征生理驱动等核心技术，“原创性、颠覆性”创新了国内、外同行业产品的技术工艺体制，引领国际行业产品向 “整体化、综合化、体系化、智能化、标准化”的高端层次发展。

快速制造技术有效的应用于 “医学标准化病人智能仿真训练系统” 产品的产业化研发，将会产生 “旗帜性” 示范效应。

二、技术开发状况
医学标准化病人智能仿真训练系统项目包括四部分组成：医学仿真标准化病人模型；医学训练教学软件；病例编辑器；监控网络教学系统。

1.医学仿真标准化病人模型。

该模型组成包括孕妇产前检查仿真标准化病人；孕妇分娩仿真标准化病人；新生儿急救仿真智能化病人。

其功能：有血压、脉搏、呼吸、心跳，可模拟心跳呼吸骤停病人及各种异常体征，可进行产前检查、四步触诊法、胎心音听诊、骨盆测量；可进行正常分娩及异常分娩的示教，可进行产钳助产操作，可进行新生儿急救操作，可对于抢救者实施的正确与错误的抢救措施，模拟人均可做出客观的判断，供医学生、青年医师与护士进行反复急救训练与培训。

2.全功能医学训练教学软件。

该软件应用先进的多媒体技术制作大量三维与二维动画，将急救医学教学中相关文字、声音、静态图像、动态图像、生理解剖、血液动力学、病理解剖、心电图有机地结合在一起，图文并茂，生动直观，与模拟病人交互控制，增强了理论与实践紧密结合。

教学软件内容全面，素材采集真实，有相关的动态图像与动画描述，图文并茂、生动直观；人性化的操控介面与系统编程，实现智能化交互控制，实时互动、双向传感。

产品教学软件系统有病例播放器、病例存储器、病例编辑器，可编辑并存储各种综合病例，通过医学标准化病人系统，实现诊疗救护现场操作情景。

可随时改变预置的场景、参数，系统用图形、波形、数字动态记录考核情景，客观分析、评判，考核结果可保存或打印。

计算机三维重构，建立相应的仿生虚拟环境，结合力反馈技术、真三维动画立体显示技术等，形象、生动、真实、动态的再现人体的空间结构及相互之间的关系。

3.病例编辑器。

教师可根据多年的临床经验，将临床上最新的典型危重病人编写成新的教学病例贮存与软件中，供医学生、年轻医师与护士进行抢救训练。

4.监控网络教学系统。

研制的“医学标准化病人智能仿真训练系统”不仅可单机进行教学训练，而且可多机同时进行教学训练，即建成“网络版交互式医学模拟教学系统”。

它是由1台教师机(带教师机功能的全功能医学急救、护理模拟人)和4~16台学生机(带有学生机功能的全功能医学急救、护理模拟人)组成的局域网络。

形成有自主知识产权的监控网络教学系统。

在该网络教学系统中不仅每个模拟病人在抢救训练过程中实时进行监控，而且要实时地向教师机传递瞬间的病情演变，而且教师机可单一，也可同时
随时随地向4~16个模拟病人发出新的指令，使其模拟病人进行新的临床病情演变，供训练者实际训练。

在网络教学中可实施全体同步教学：教师可将主机上的教学内容传送到所有学生机进行同步教学；随时实施示教：教师可实时地将指导者的全部急救操作转播给全体学生机，进行示教教学；分组教学与自学：教师与学生可以呼叫、对讲，可分组教学，学生可自学理论、独立训练；主机监视功能：在学生自学与分组教学中，教师机可以监视所有学生的训练实际情况；主机控制功能：教师机不仅在大班授课时，而且在分组教学与学生自学时，均可控制各个学生在急救训练中的工作状态；可实施同步操作考试：通过网络可以单独随机考核一名学生，也可同步随机考核几名学生。

应用随机函数编制了随机考核与练习题库，学生在进行随机考核与练习时，模拟病人会做出相应的应答，计算机客观的打印出操作者此次抢救的成绩。

三、产品的主要用途、性能、投资的必要性和社会经济效益
如今全国各个医学院校和各大医院迫切需要能够替代真实病人的仿真机器人，以供广大医学生、年轻医师、护士进行急危重症的抢救训练，为此，该项目一定能够取得非常好的经济及社会效益。

医学标准化病人仿真机器人系统的研制解决了国内在高端的医学模拟教学系统匮乏的难题。

据不完全统计我国三甲级以上医院多达2000余家，高等医学院校1000余家，随着医学临床技术的不断完善与开展，都需要逐步配备该项目技术的产品训练设备，医学标准化病人智能仿真训练系统系列产品在功能、质量上远远高于国内外同类产品，而且更加符合亚洲人的生理特点。

1.关键技术的开发和效果论述。

医学标准化病人智能仿真训练系统项目运用国内先进的快速原型技术、快速模具技术等，在CAD 数据的驱动下，能实现任意复杂形状零件原型的制造。

这些技术应用在医学仿生智能化模拟病人的研发中，能够制造出逼真的骨骼、肌肉、皮肤、关节、内脏及血管，使仿真人的结构和外形更加精确，各个关节衔接良好。

全系列医学标准化病人智能仿真训练系统项目的关键技术包括快速原型(Rapid Prototyping)技术；快速模具技术(Rapid Tooling)；应用MAYA、3DMAX 等工具体软及制作技术；ARM 单片机编程技术
2.产品技术特点、创新性。

医学标准化病人仿真机器人系统以其独特的高分子仿真材质；真实的人体仿生结构；智能化的生命体征仿真驱动与控制；系统性规范化的内容设计和操作功能；先进的辅助评判与记录反馈等核心技术。

3.市场需求情况。

国内尚无功能如此丰富的同类产品，该项目产品的出现会大大降低学生及新手医生在真实病人身上练习临床技能的比率，进而会大大提高上述操作者内科、外科、护理、急救的临床技能，促进我国医学院校各科临床技术的发展。

参考文献：
[1]计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社.[2]《诊断学》教材.
作者简介：王　宇(1979-)，营口巨成教学科技开发有限公司，技术部工程师，主要从事电子工程研究。

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