MR混合现实口腔牙槽外科培训装置

本申请涉及mr医疗应用领域和医疗教育培训领域，特别是涉及口腔医学教育培训领域。

背景技术：

1、目前口腔领域的医疗教育培训教育，尤其是口腔外科训练主要的方式有两种：一种是传统的头模加上手钻，学生根据自己对于手术流程和重点的掌握和理解进行操作训练，并由老师对于操作过程与结果进行确认。然而这样的学习过程存在的缺点在于，无论是实验结果的判定环节，或者是学生操作行为都离不开老师的指导，对老师的依赖程度过高。由于老师的精力有限，无法在短时间内对多名学生进行指导，且手术操作的对精细程度有着极高的要求，一旦老师未及时对学生的错误指出并进行纠正，学生就可能形成错误的认知和操作习惯，同时传统头模本身与口腔牙槽外科手术中实际环境与口内动态情况存在差异，因此使得培训无法起到培训医学生独立学习并掌握技能的作用。

2、为了解决该弊端，另一种训练方式应运而生，该方式采用vr技术进行虚拟操作的方式，通过软件构建一个3d的纯虚拟手术场景，该场景中包括手术室、手术对象和手术工具等。vr技术可以通过虚拟影像指导学生完成手术操作。然而该方式存在的弊端在于，所有的操作都是通过虚拟影像而非真实物体来完成手术的，即vr的使用3d虚拟手钻对3d虚拟牙床进行操作，这样的培训方式无论从视觉还是触觉都不具备真实的感官体验，更严重的问题在于，在实际的临床操作中往往存在多种环境限制，而这样的3d环境无法模拟临床操作中存在的困难。这就使得经过vr训练的学生无法适应真实世界的操作，训练效果不佳。

3、申请内容

4、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供了一种mr混合现实口腔牙槽外科培训的硬件装置，用于辅助实现：通过将虚拟指导信息与实物训练道具相结合，使学生在口腔外科训练中拥有真实的操作体验和感官反馈，帮助学生在接受训练后更快的适应实际操作。同时借助精准的空间定位和追踪，指导学生完成培训操作，在减轻教学过程对老师的依赖性的同时帮助学生掌握正确的操作方式、养成正确的行为习惯。

5、为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，包括：

6、mr头显111以及与所述mr头显111电性相连的控制单元121，所述mr头显111包括显示模块；

7、牙钻单元13，所述牙钻单元13包括一末端执行器131；所述末端执行器131电性连接并受控于所述控制单元121；

8、仿真头模16，所述仿真头模16上设置有仿真牙床161；

9、其中，所述mr头显111被穿戴后，所述显示模块落于穿戴者的视野范围内；在所述控制单元121将预存的培训辅助信息投射至mr头显111，所述mr头显111还接收仿真头模16的实物图像。

10、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述mr头显111包括定位追踪模块，所述定位追踪模块用以定位末端执行器131以及仿真牙床161，以供控制单元121根据末端执行器131和仿真牙床161之间的相对位置，记录穿戴者的操作轨迹。

11、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述mr头显111包括手势识别模块，用于识别穿戴者的手势指令，以供穿戴者能够通过手势指令完成与所述mr头显111的交互。

12、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述mr混合现实口腔牙槽外科培训装置还包括承载基台18；所述承载基台18上方设置有用于收纳所述mr头显111的头显固定支架11；所述承载基台18下方设置有用于收纳所述末端执行器131的牙钻固定支架14。

13、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述承载基台18的底部设置有主机12，所述控制单元121设置于所述主机12内。

14、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述牙钻单元13还包括与控制单元121电性相连的牙钻踏板132，以控制所述末端执行器131的启停。

15、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述仿真头模16可与多种不同病理特性的仿真牙床161相连以适配不同的培训。

16、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述仿真头模16通过调节装置与所述承载基台18相连。

17、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述承载基台18上设置有一收纳盒15，用于放置所述末端执行器131的多种部件和所述仿真牙床161。

18、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述收纳盒15用于放置所述末端执行器131的多种部件和所述仿真牙床161。

19、如上所述，本申请的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，具有以下有益效果：通过本申请提供的硬件装置，辅助实现了将虚拟指导信息与实物训练道具相结合，使学生在口腔外科训练中拥有真实的操作体验和感官反馈，帮助学生在接受训练后更快的适应实际操作。同时借助精准的空间定位和追踪，为学生提供准确的操作提示和行为跟踪，以指导学生完成手术操作，在减轻教学过程对老师的依赖性的同时帮助学生掌握正确的操作方式、养成正确的行为习惯。

技术实现思路

技术特征：

1.一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述mr头显(111)包括定位追踪模块，所述定位追踪模块用以定位末端执行器(131)以及仿真牙床(161)，以供控制单元(121)根据末端执行器(131)和仿真牙床(161)之间的相对位置，记录穿戴者的操作轨迹。

3.根据权利要求1所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述mr头显(111)包括手势识别模块，用于识别穿戴者的手势指令，以供穿戴者能够通过手势指令完成与所述mr头显(111)的交互。

4.根据权利要求2所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述mr混合现实口腔牙槽外科培训装置还包括承载基台(18)；所述承载基台(18)上方设置有用于收纳所述mr头显(111)的头显固定支架(11)；所述承载基台(18)下方设置有用于收纳所述末端执行器(131)的牙钻固定支架(14)。

5.根据权利要求4所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述承载基台(18)的底部设置有主机(12)，所述控制单元(121)设置于所述主机(12)内。

6.根据权利要求1所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述牙钻单元(13)还包括与控制单元(121)电性相连的牙钻踏板(132)。

7.根据权利要求1所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述仿真头模(16)与多种不同病理特性的仿真牙床(161)相连以适配不同的培训。

8.根据权利要求4所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述仿真头模(16)通过调节装置与所述承载基台(18)相连。

9.根据权利要求4所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述承载基台(18)上设置有一收纳盒(15)。

10.根据权利要求9所述的一种mr混合现实口腔牙槽外科培训装置，其特征在于：所述收纳盒(15)用于放置所述末端执行器(131)的多种部件和所述仿真牙床(161)。

技术总结本申请的目的在于提供了一种MR混合现实口腔牙槽外科培训的硬件装置，用于辅助现有软件以实现通过将虚拟指导信息与实物训练道具相结合，使学生在口腔外科训练中拥有真实的操作体验和感官反馈，帮助学生在接受训练后更快的适应实际操作。同时借助精准的空间定位和追踪，指导学生完成培训操作，在减轻教学过程对老师的依赖性的同时帮助学生掌握正确的操作方式、养成正确的行为习惯。技术研发人员：朱嘉言,王子硕,邹多宏,董又诚,张宸极,何子祺受保护的技术使用者：上海交通大学医学院附属第九人民医院技术研发日：20230816技术公布日：2024/5/6