阅读说明：本技术 扩展现实xr的一种口腔麻醉注射训练器 (Oral cavity anesthesia injection training device of extended reality XR ) 是由 李�昊 张乐谦 李梅先 于 2020-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及医疗训练器材技术领域,且公开了扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器,包括塑料颌骨模具和AR定位应用软件,所述塑料颌骨模具的内部设有仿生牙龈,所述仿生牙龈的内部设有麻醉注射颌骨触针点金属反应元件和柔性金属模拟血管。本发明通过仿生材料、电子感应技术、及AR技术实现可视化注射练习模拟,采用防生材质制作人造牙龈组织给以真实的进针阻滞感,通过电子感应装置模拟血管及麻醉浸润点位置让学生在无AR透视功能下就可以进行正确进针姿势及定位练习,在AR功能下可以通过SLAM算法对注射器的实体针头进行虚拟空间下的定位,可以对练习学生进行可视化辅助及观察在模拟X光下进针位置是否正确。(The invention relates to the technical field of medical training equipment and discloses an oral anesthesia injection trainer with augmented reality XR, which comprises a plastic jaw mold and AR positioning application software, wherein bionic gingiva is arranged inside the plastic jaw mold, and an anesthesia injection jaw contact pin metal reaction element and a flexible metal simulation blood vessel are arranged inside the bionic gingiva. The invention realizes visual injection practice simulation by bionic materials, electronic induction technology and AR technology, adopts the bionic materials to manufacture artificial gum tissues to provide real needle insertion blocking feeling, simulates the positions of blood vessels and anesthesia infiltration points by an electronic induction device to ensure that students can carry out correct needle insertion posture and positioning practice under the condition of no AR perspective function, can carry out positioning under a virtual space on the solid needle head of the injector by an SLAM algorithm under the AR function, and can carry out visual assistance on the practicing students and observe whether the needle insertion position is correct under the simulated X-ray.)

扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器

技术领域

本发明涉及医疗训练器材技术领域，具体为扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器。

背景技术

随着增强现实(AR)技术的普及，基于实体3D物体识别的计算方法(SLAM)已经更多的在医疗行业中进行了运用，通过对实体仿真模型的3D识别及虚拟3D物体在真实空间中位置的计算方法(SLAM)，实现物理层面的口腔麻醉注射的肌肉训练。

口腔医学麻醉注射学习过程中还在使用传统的图谱及人体自实验来锻炼，注射的入针准确度，最常见的方法为学生之间根据老师所教学的进针定位方法进行相互间的注射练习，如此情况下势必会造成练习不足没有形成强烈的肌肉记忆，也难免会对相互练习的学生因不当操作而造成肉体上的伤害，为此本发明推出扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器。

发明内容

本发明提供了扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器，具备能够模仿在注射时牙龈中肌肉部分在受到真实进针阻滞感，能够正确引导学生进针姿势及定位练习的优点，解决了背景技术所涵盖的问题。

本发明提供如下技术方案：扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器，包括塑料颌骨模具和AR定位应用软件，所述塑料颌骨模具的内部设有仿生牙龈，所述仿生牙龈的内部设有麻醉注射颌骨触针点金属反应元件和柔性金属模拟血管，所述柔性金属模拟血管位于麻醉注射颌骨触针点金属反应元件的右侧，所述麻醉注射颌骨触针点金属反应元件的另一端电性连接有连接导线，所述连接导线的另一端电性连接有逻辑判断芯片，所述柔性金属模拟血管的另一端电性连接有另一个连接导线，且另一个连接导线的另一端与逻辑判断芯片的侧面电性连接，所述逻辑判断芯片的上表面固定安装有红绿可变色发光二极管，所述红绿可变色发光二极管的一侧通过连接导线电性连接有电力模块，所述红绿可变色发光二极管的右侧壁通过连接导线电性连接有仿真电子感应注射器，所述仿真电子感应注射器的一端固定连接有AR识别定位标识，所述AR识别定位标识的另一侧固定连接有电子感应针头。

优选的，所述AR定位应用软件需配合移动设备终端进行配合使用，且移动设备终端具备摄像功能。

优选的，所述塑料颌骨模具内部的边缘均设有连接导线，且其连接导线的一端与麻醉注射颌骨触针点金属反应元件与逻辑判断芯片连接的连接导线中部电性连接。

优选的，所述塑料颌骨模具采用1∶1塑料D打印，所述仿生牙龈采用1∶1人造硅胶进行制备，所述柔性金属模拟血管、仿真电子感应注射器和电子感应针头均采用1∶1标准制备。

本发明具备以下有益效果：

1、该扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器，通过电子感应技术和AR增强现实技术，把原本口腔学习过程中无法进行的下颌槽麻醉注射练习进行了物理模拟，并通过防生材料及3D打印技术1∶1还原真实的训练环境，把现在练习人员相互之间进行的真实人体训练进行了模型化模拟，从而更好的避免练习人员在相互真实人体练习时因为操作失误而带来的神经损伤或血管损伤，通过模型上的练习可以让练习人员更频繁的练习从而达到肌肉记忆的效果，通过AR增强现实技术对针头的动作捕捉从而在移动设备屏幕上可以很好的观察注射针头的方向及动作，从而及时的对自己的注射姿势进行修正，并保持正确姿势练习。

2、该扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器，软件部分通过1∶1模拟电子注射器上的AR标识采用SLAM算法从而在具有前置摄像头的移动设备上进行真实针头在移动设备屏幕上的虚拟空间定位，并在屏幕上模拟X光拍摄效果进行实体电子注射器针头的运动捕捉，从而达到让使用人员可在移动设备屏幕上进行观察及有效的训练纠错功能。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1、塑料颌骨模具；2、仿生牙龈；3、麻醉注射颌骨触针点金属反应元件；4、柔性金属模拟血管；5、逻辑判断芯片；6、红绿可变色发光二极管；7、电力模块；8、仿真电子感应注射器；9、AR识别定位标识；10、电子感应针头；11、连接导线；12、AR定位应用软件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器，包括塑料颌骨模具1和AR定位应用软件12，塑料颌骨模具1的内部设有仿生牙龈2，仿生牙龈2的内部设有麻醉注射颌骨触针点金属反应元件3和柔性金属模拟血管4，柔性金属模拟血管4位于麻醉注射颌骨触针点金属反应元件3的右侧，麻醉注射颌骨触针点金属反应元件3的另一端电性连接有连接导线11，连接导线11的另一端电性连接有逻辑判断芯片5，柔性金属模拟血管4的另一端电性连接有另一个连接导线11，且另一个连接导线11的另一端与逻辑判断芯片5的侧面电性连接，逻辑判断芯片5的上表面固定安装有红绿可变色发光二极管6，红绿可变色发光二极管6的一侧通过连接导线11电性连接有电力模块7，红绿可变色发光二极管6的右侧壁通过连接导线11电性连接有仿真电子感应注射器8，仿真电子感应注射器8的一端固定连接有AR识别定位标识9，AR识别定位标识9的另一侧固定连接有电子感应针头10，AR定位应用软件12需配合移动设备终端进行配合使用，且移动设备终端具备摄像功能，塑料颌骨模具1内部的边缘均设有连接导线11，且其连接导线11的一端与麻醉注射颌骨触针点金属反应元件3与逻辑判断芯片5连接的连接导线11中部电性连接，塑料颌骨模具1采用1∶1塑料3D打印，仿生牙龈2采用1∶1人造硅胶进行制备，柔性金属模拟血管4、仿真电子感应注射器8和电子感应针头10均采用1∶1标准制备。

其中，该设备可高频的反复练习模式，并通过高频反复练习从而达到肌肉记忆的效果，同时新的防生材料可以更好的模拟人体器官组织，从而达到注射练习的手感仿真高还原度，并可在练习人员实际进行活体注射之前已经熟练的掌握注射技巧。

其中，设备在进行麻醉注射进针的精准定位并通过接触式电子感应装置通过电子逻辑判断芯片给予正确进针的信号反馈(绿灯)，也同时通过接触式电子感应装置模拟进针错误造成的未避开血管而产生的回血现象进行信号反馈(红灯)。

其中，塑料颌骨模具1为基础实物模型，同时为训练反应点物理定位基础参考物，仿生牙龈2为基础实物模型，主要为注射训练时提供真实的生物组织阻力反馈，麻醉注射颌骨触针点金属反应元件3为电路开关接触点，当注射器针尖接触到反应点，从而形成电路通路，通过逻辑判断芯片给到发光二级管通路并判断为绿色发光，柔性金属模拟血管4为电路开关接触点，当注射器针尖接触到反应点，从而形成电路通路，通过逻辑判断芯片给到发光二级管通路并判断为红色发光，逻辑判断芯片5在电路中根据不同的电路开关的闭合，判断发光二级管的颜色，红绿可变色发光二极管6在电路中根据逻辑判断芯片给出的指令发出红色或绿色，电力模块7采用钮扣电池来进行整个判断电路的供电，仿真电子感应注射器8通过导线连接金属针头，从而实现针头导电，然后使之接触到3或4号电路原件时形成电路通路，AR识别定位标识9通过特定的图片，让AR软件通过图片识别进行3D虚拟针头在AR软件中进行空间定位，电子感应针头10通过导线连接从而成为电路延伸，AR定位应用软件12，需移动设备具有前置摄像头AR软件通过图形识别技术来实现虚拟注射器空间定位，从而让使用者可以在移动设备上观察虚拟注射位置是否正确来进行肌肉训练移动设备可以为手机或pad，安卓系统。

其中，通过仿生材料、电子感应技术、及AR技术实现可视化注射练习模拟，采用防生材质制作人造牙龈组织给以真实的进针阻滞感，通过电子感应装置模拟血管及麻醉浸润点位置让学生在无AR***下就可以进行正确进针姿势及定位练习，在AR功能下可以通过SLAM算法对注射器的实体针头进行虚拟空间下的定位，可以对练习学生进行可视化辅助及观察在模拟X光下进针位置是否正确。

该扩展现实XR的一种口腔麻醉注射训练器工作原理，如下：

首先，放置移动设备在模型后面，并保持屏幕及摄像头对向模型，同时打开模拟软件APP，其次，仿真电子感应注射器8放在对侧口角，即第一、第二前麿牙之间，与中线成45度，应高于下颌牙面1CM平行，进针，如信号灯为绿灯，既注射正确，并观察屏幕针头是否与麻醉浸润点接触，如信号灯为红灯，观察屏幕上是否针头接触到血管，并从人造牙龈组织中退出针头并重新进行注射练习。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。