1.一种人体解剖教学系统，其特征在于，包括 模型数据库，用于储存各种人体模型器官数据以及器官信息数据、各种人体模型数据以及人体模型信息数据、各种手术工具模型数据以及手术工具参数数据； 三维模型建立模块，用于生成各种人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种人体器官模型、人体模型和手术工具模型图像，并予以详细刻画； 虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解； 参数模型生成模块，用于生成各种人体参数模型、人体器官参数模型； 摄像头，用于采集教师以及学生在演示或模拟训练过程中所采用的手术工具的视频数据、所作出的解剖操作步骤的视频数据，并将采集到的数据发送到中央处理器； 仿真分析模块，用于将输入参数划分为单元、特性和载荷，通过预设的仿真分析算法进行仿真分析； 人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于输入各种控制命令，并将控制命令发送到中央处理器； 中央处理器，用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并根据预设的分类方法将控制命令分别发送到人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型，从而驱动人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型作出相应的移动；用于接收摄像头所采集到的视频数据，并提取这些视频数据的特征值，并将这些特征值转换成控制人体三维模型、人体器官三维模型变化的控制命令发送到相应的三维模型；用于协调各模块进行工作； 转移节点模块，与三维生成模块中的各元素相连，通过改变转移节点的位置、方向设置，使人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型产生相应的运动。
2.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
3.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述模型数据库连接有一更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新各数据库内的数据。
4.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘。
5.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述图片输入模块采用扫描仪和摄像头。
6.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述控制命令包括控制人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型建立的命令、对人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型进行选择、旋转、缩放、平移、拆分、拖拽以及对人体三维模型、人体器官三维模型进行断层显示、半透明显示以及高亮显示的命令。
7.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述参数模型生成模块通过以下步骤建立参数模型： S1、使用ADAMS建立人体或人体器官的动力学模型，获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括人体或人体器官的各硬点的位置信息； S2、读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值； S3、根据硬点表，建立一人体或人体器官硬点构造模型，人体或人体器官中包括人体或人体器官的所有硬点坐标； S4、对所述硬点汽车构造模型进行参数化处理，使人体或人体器官硬点构造模型与硬点表建立关联，并发布人体或人体器官硬点构造模型中已关联的各硬点； S5、根据硬点人体或人体器官硬点构造模型，建立人体或人体器官的点线模型，每个点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系； S6、根据人体或人体器官的点线模型设计人体或人体器官的详细数模； S7、建立人体或人体器官的点线DMU模型，并所得的人体或人体器官的详细数模装饰到人体或人体器官的点线DMU模型的相应点线上，获得人体或人体器官的参数化DMU模型。
1.一种人体解剖教学系统，其特征在于，包括 模型数据库，用于储存各种人体模型器官数据以及器官信息数据、各种人体模型数据以及人体模型信息数据、各种手术工具模型数据以及手术工具参数数据； 三维模型建立模块，用于生成各种人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种人体器官模型、人体模型和手术工具模型图像，并予以详细刻画； 虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解； 参数模型生成模块，用于生成各种人体参数模型、人体器官参数模型； 摄像头，用于采集教师以及学生在演示或模拟训练过程中所采用的手术工具的视频数据、所作出的解剖操作步骤的视频数据，并将采集到的数据发送到中央处理器； 仿真分析模块，用于将输入参数划分为单元、特性和载荷，通过预设的仿真分析算法进行仿真分析； 人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于输入各种控制命令，并将控制命令发送到中央处理器； 中央处理器，用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并根据预设的分类方法将控制命令分别发送到人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型，从而驱动人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型作出相应的移动；用于接收摄像头所采集到的视频数据，并提取这些视频数据的特征值，并将这些特征值转换成控制人体三维模型、人体器官三维模型变化的控制命令发送到相应的三维模型；用于协调各模块进行工作； 转移节点模块，与三维生成模块中的各元素相连，通过改变转移节点的位置、方向设置，使人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型产生相应的运动。
2.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
3.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述模型数据库连接有一更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新各数据库内的数据。
4.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘。
5.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述图片输入模块采用扫描仪和摄像头。
6.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述控制命令包括控制人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型建立的命令、对人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型进行选择、旋转、缩放、平移、拆分、拖拽以及对人体三维模型、人体器官三维模型进行断层显示、半透明显示以及高亮显示的命令。
7.根据权利要求1所述的一种人体解剖教学系统，其特征在于，所述参数模型生成模块通过以下步骤建立参数模型： S1、使用ADAMS建立人体或人体器官的动力学模型，获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括人体或人体器官的各硬点的位置信息； S2、读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值； S3、根据硬点表，建立一人体或人体器官硬点构造模型，人体或人体器官中包括人体或人体器官的所有硬点坐标； S4、对所述硬点汽车构造模型进行参数化处理，使人体或人体器官硬点构造模型与硬点表建立关联，并发布人体或人体器官硬点构造模型中已关联的各硬点； S5、根据硬点人体或人体器官硬点构造模型，建立人体或人体器官的点线模型，每个点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系； S6、根据人体或人体器官的点线模型设计人体或人体器官的详细数模； S7、建立人体或人体器官的点线DMU模型，并所得的人体或人体器官的详细数模装饰到人体或人体器官的点线DMU模型的相应点线上，获得人体或人体器官的参数化DMU模型。
翻译：技术领域
本发明涉及医学解剖学领域，具体涉及一种人体解剖教学系统。
背景技术
解剖学是一门医学形态学科，而现阶段的解剖学教学方式主要是根据教 材(国家“十二五”《系统解剖学》教材)内容授课，教学过程主要以文字、 二维图谱、教学模型、人体标本、医院CT、MRI图片辅助为主。
随着现代医学教学和科研需求的快速发展，解剖学教材和辅助工具的弊 端日渐暴露出来，在教学过程中解剖学教材文字内容抽象，二维图谱不能多角 度展示解剖结构，导致理解、记忆困难；新铸教学模型耗时费力，细节处理不 全面，展示效果不佳；而人体标本尸源匮乏，保存不易且成本高昂，长期反复 使用导致标本质量差，许多部位腐化变形，实验课程成本高昂。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种人体解剖教学系统，通过三维模型生 成模块模拟各种人体模型、人体器官和手术工具，然后根据人机操作模块输入 的控制命令进行解剖过程的仿真模拟演示，使得学生有一种的身临其境的沉浸 感，大大提高了学习效率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种人体解剖教学系统，包括
模型数据库，用于储存各种人体模型器官数据以及器官信息数据、各种人 体模型数据以及人体模型信息数据、各种手术工具模型数据以及手术工具参数 数据；
三维模型建立模块，用于生成各种人体三维模型、人体器官三维模型和手 术三维工具模型，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D 投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种人体器官模型、人体模型和 手术工具模型图像，并予以详细刻画；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模型建立模块中的各元素建立 关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针 对不同的参数进行计算求解；
参数模型生成模块，用于生成各种人体参数模型、人体器官参数模型；
摄像头，用于采集教师以及学生在演示或模拟训练过程中所采用的手术工 具的视频数据、所作出的解剖操作步骤的视频数据，并将采集到的数据发送到 中央处理器；
仿真分析模块，用于将输入参数划分为单元、特性和载荷，通过预设的仿 真分析算法进行仿真分析；
人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于 输入各种控制命令，并将控制命令发送到中央处理器；
中央处理器，用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并根据预设的 分类方法将控制命令分别发送到人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维 工具模型，从而驱动人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型作 出相应的移动；用于接收摄像头所采集到的视频数据，并提取这些视频数据的 特征值，并将这些特征值转换成控制人体三维模型、人体器官三维模型变化的 控制命令发送到相应的三维模型；用于协调各模块进行工作；
转移节点模块，与三维生成模块中的各元素相连，通过改变转移节点的位 置、方向设置，使人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型产生 相应的运动。
优选地，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载 荷作动器。
优选地，所述模型数据库连接有一更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi 网络方式更新各数据库内的数据。
优选地，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘。
优选地，所述图片输入模块采用扫描仪和摄像头。
优选地，所述控制命令包括控制人体三维模型、人体器官三维模型和手术 三维工具模型建立的命令、对人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工 具模型进行选择、旋转、缩放、平移、拆分、拖拽以及对人体三维模型、人体 器官三维模型进行断层显示、半透明显示以及高亮显示的命令。
优选地，所述参数模型生成模块通过以下步骤建立参数模型：
S1、使用ADAMS建立人体或人体器官的动力学模型，获得ADAMS硬点文件， ADAMS硬点文件中至少包括人体或人体器官的各硬点的位置信息；
S2、读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表， 硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个 坐标之间在距离值；
S3、根据硬点表，建立一人体或人体器官硬点构造模型，人体或人体器官 中包括人体或人体器官的所有硬点坐标；
S4、对所述硬点汽车构造模型进行参数化处理，使人体或人体器官硬点构 造模型与硬点表建立关联，并发布人体或人体器官硬点构造模型中已关联的各 硬点；
S5、根据硬点人体或人体器官硬点构造模型，建立人体或人体器官的点线 模型，每个点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联 关系；
S6、根据人体或人体器官的点线模型设计人体或人体器官的详细数模；
S7、建立人体或人体器官的点线DMU模型，并所得的人体或人体器官的 详细数模装饰到人体或人体器官的点线DMU模型的相应点线上，获得人体或 人体器官的参数化DMU模型。
本发明具有以下有益效果：
通过三维模型生成模块模拟各种人体模型、人体器官和手术工具，然后根 据人机操作模块输入的控制命令进行解剖过程的仿真模拟演示，使得学生有一 种的身临其境的沉浸感，大大提高了学习效率；数据库自带更新模块，从而满 足了各种模型数据的模拟，大大降低了成本；同时在整个解剖过程中，可以通 过多种预设的算法或方法对解剖方法进行讲解，减轻了教师的工作量；采用多 种控制命令输入方式，进一步方便了教学；可进行仿真模拟解剖演示和训练， 从而方便了学生学习成果的检验；通过参数模型的建立，进一步充实了整个教 学过程中的数据，提高了教学的质量。
附图说明
图1为本发明实施例一种人体解剖教学系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种人体解剖教学系统，包括
模型数据库，用于储存各种人体模型器官数据以及器官信息数据、各种人 体模型数据以及人体模型信息数据、各种手术工具模型数据以及手术工具参数 数据；
三维模型建立模块，用于生成各种人体三维模型、人体器官三维模型和手 术三维工具模型，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D 投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种人体器官模型、人体模型和 手术工具模型图像，并予以详细刻画；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模型建立模块中的各元素建立 关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针 对不同的参数进行计算求解；
参数模型生成模块，用于生成各种人体参数模型、人体器官参数模型；
摄像头，用于采集教师以及学生在演示或模拟训练过程中所采用的手术工 具的视频数据、所作出的解剖操作步骤的视频数据，并将采集到的数据发送到 中央处理器；
仿真分析模块，用于将输入参数划分为单元、特性和载荷，通过预设的仿 真分析算法进行仿真分析；
人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于 输入各种控制命令，并将控制命令发送到中央处理器；
中央处理器，用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并根据预设的 分类方法将控制命令分别发送到人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维 工具模型，从而驱动人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型作 出相应的移动；用于接收摄像头所采集到的视频数据，并提取这些视频数据的 特征值，并将这些特征值转换成控制人体三维模型、人体器官三维模型变化的 控制命令发送到相应的三维模型；用于协调各模块进行工作；
转移节点模块，与三维生成模块中的各元素相连，通过改变转移节点的位 置、方向设置，使人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型产生 相应的运动。
所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动 器。
所述模型数据库连接有一更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式 更新各数据库内的数据。
所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘。
所述图片输入模块采用扫描仪和摄像头。
所述控制命令包括控制人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具 模型建立的命令、对人体三维模型、人体器官三维模型和手术三维工具模型进 行选择、旋转、缩放、平移、拆分、拖拽以及对人体三维模型、人体器官三维 模型进行断层显示、半透明显示以及高亮显示的命令。
所述参数模型生成模块通过以下步骤建立参数模型：
S1、使用ADAMS建立人体或人体器官的动力学模型，获得ADAMS硬点文件， ADAMS硬点文件中至少包括人体或人体器官的各硬点的位置信息；
S2、读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表， 硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个 坐标之间在距离值；
S3、根据硬点表，建立一人体或人体器官硬点构造模型，人体或人体器官 中包括人体或人体器官的所有硬点坐标；
S4、对所述硬点汽车构造模型进行参数化处理，使人体或人体器官硬点构 造模型与硬点表建立关联，并发布人体或人体器官硬点构造模型中已关联的各 硬点；
S5、根据硬点人体或人体器官硬点构造模型，建立人体或人体器官的点线 模型，每个点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联 关系；
S6、根据人体或人体器官的点线模型设计人体或人体器官的详细数模；
S7、建立人体或人体器官的点线DMU模型，并所得的人体或人体器官的 详细数模装饰到人体或人体器官的点线DMU模型的相应点线上，获得人体或 人体器官的参数化DMU模型。
所述硬点表通过以下步骤建立：
使用Matlab读取所述ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值导入一EXCEL 文件中，在所述EXCEL文件的第一表单中存放有所述各硬点名称、坐标数值 以及相邻两个坐标之间的距离；在所述EXCEL文件的第二表单的第一列放置 硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，第三列连接到第一 表单中的相应的两个坐标之间的距离，所述EXCEL文件即为所述可修改的硬点 表。
本具体实施通过三维模型生成模块模拟各种人体模型、人体器官和手术工 具，然后根据人机操作模块输入的控制命令进行解剖过程的仿真模拟演示，使 得学生有一种的身临其境的沉浸感，大大提高了学习效率；数据库自带更新模 块，从而满足了各种模型数据的模拟，大大降低了成本；同时在整个解剖过程 中，可以通过多种预设的算法或方法对解剖方法进行讲解，减轻了教师的工作 量；采用多种控制命令输入方式，进一步方便了教学；可进行仿真模拟解剖演 示和训练，从而方便了学生学习成果的检验；通过参数模型的建立，进一步充 实了整个教学过程中的数据，提高了教学的质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
