一種用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)，包括智能體模、TEE仿真探頭、探頭姿態(tài)裝置和計(jì)算機(jī)。所述探頭姿態(tài)裝置由測距儀、角度測量器、勾擺模擬器和超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器組成。一種經(jīng)食管超聲可視化仿真方法，包括以下步驟：第一步，將從醫(yī)院臨床超聲檢查儀數(shù)據(jù)庫獲取的超聲心動圖數(shù)據(jù)，以及臨床超聲檢查儀定位的探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)與經(jīng)食道超聲心動圖之間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)存入上述經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中；第二步，構(gòu)建虛擬三維動態(tài)心臟模型，并將其存入上述經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中；第三步，在進(jìn)行模擬訓(xùn)練時(shí)，使用上述經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)。

1.一種用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)，包括智能體模（1）、計(jì)
算機(jī)（7），所述智能體模主要由模體及設(shè)置在模體內(nèi)的三維仿真模擬心臟（5）和模擬食道及
胃（6）構(gòu)成，其特征在于還包括TEE仿真探頭（3）和探頭姿態(tài)裝置；所述探頭姿態(tài)裝置由
測距儀（2）、角度測量器（8）、勾擺模擬器和超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器組成，測距儀（2）設(shè)置在
智能體模（1）的食道部位，TEE仿真探頭（3）經(jīng)智能體模咽喉插入測距儀，角度測量器（8）
安裝在TEE仿真探頭（3）上，且為同軸線安裝，勾擺模擬器和超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器安裝在
TEE仿真探頭的手柄（4）上；
所述測距儀（2）用于采集TEE仿真探頭（3）插入食道的深度數(shù)據(jù)，測距儀包括磁環(huán)（9）、
敏感頭（11）、電子盒（13）和連接器（14），所述磁環(huán)（9）安裝在用于插TEE仿真探頭（3）
的空心軸（10）上，所述敏感頭（11）位于磁環(huán)（9）與電子盒（13）之間，所述電子盒（13）
的信號輸入端通過電纜（12）與敏感頭（11）的信號輸出端連接，所述連接器（14）的信號
輸入端與電子盒（13）的信號輸出端連接，其信號輸出端與計(jì)算機(jī)連接，將所采集到的數(shù)據(jù)
傳送給計(jì)算機(jī)（7）；所述角度測量器（8）用于采集TEE仿真探頭的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，其信號
輸出端與計(jì)算機(jī)（7）連接，將所采集到的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)（7）；所述勾擺模擬器用于產(chǎn)生
TEE仿真探頭（3）的勾擺角度變化數(shù)據(jù)，其信號輸出端與計(jì)算機(jī)（7）連接，將其所產(chǎn)生的
數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)（7）；所述超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器用于產(chǎn)生TEE仿真探頭（3）的超聲波扇
面旋轉(zhuǎn)角度變化數(shù)據(jù)，其信號輸出端與計(jì)算機(jī)（7）連接，將其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)（7）；
所述計(jì)算機(jī)（7）將接收到的TEE仿真探頭（3）的姿態(tài)數(shù)據(jù)與已儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的TEE
探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，并調(diào)出已儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的與TEE探頭姿態(tài)相對應(yīng)的經(jīng)食道心
臟超聲圖像予以分析處理和可視化顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)，其特征
在于角度測量器（8）為電位器結(jié)構(gòu)，包括第一電阻體（8-1）、第一轉(zhuǎn)軸（8-2）、第一接觸刷
（8-3）、第一正極觸點(diǎn)（8-4）、第一輸出觸點(diǎn)（8-5）和第一負(fù)極觸點(diǎn)（8-6）；
所述第一電阻體（8-1）為環(huán)帶體，安裝在圓形底座上，所述第一轉(zhuǎn)軸（8-2）安裝在圓形
底座的中心部位，所述第一接觸刷（8-3）的一端與第一轉(zhuǎn)軸（8-2）連接，其另一端與第一
電阻體（8-1）接觸，所述第一正極觸點(diǎn)（8-4）、第一負(fù)極觸點(diǎn)（8-6）分別安裝在與第一電阻
體（8-1）兩端連接的兩導(dǎo)電片上，所述第一輸出觸點(diǎn)（8-5）安裝在與第一接觸刷（8-3）相
接的導(dǎo)電片上，通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)，其
特征在于勾擺模擬器由復(fù)合電位器（16）、第一旋鈕（15）和第二旋鈕（17）組成；
所述復(fù)合電位器（16）包括第二電阻體（16-1）、第三電阻體（16-2）、第二轉(zhuǎn)軸（16-9）、
第三轉(zhuǎn)軸（16-3）、第二接觸刷（16-5）、第三接觸刷（16-4）、第二正極觸點(diǎn)（16-6）、第二輸
出觸點(diǎn)（16-7）和第二負(fù)極觸點(diǎn)（16-8）；
所述第二電阻體（16-1）和第三電阻體（16-2）為同圓心的環(huán)帶體，安裝在圓形底座上，
第二電阻體的半徑大于第三電阻體（16-2）的半徑；所述第三轉(zhuǎn)軸（16-3）安裝在圓形底座
的中心部位，所述第二轉(zhuǎn)軸（16-9）為空心軸，套裝在第三轉(zhuǎn)軸（16-3）上；所述第二接觸
刷（16-5）的一端與第二轉(zhuǎn)軸（16-9）連接，其另一端與第二電阻體（16-1）接觸，所述第三
接觸刷（16-4）的一端與第三轉(zhuǎn)軸（16-3）連接，其另一端與第三電阻體（16-2）接觸；所述
第二正極觸點(diǎn)（16-6）、第二負(fù)極觸點(diǎn)（16-8）分別安裝在與第二電阻體（16-1）和第三電阻
體（16-2）兩端連接的兩導(dǎo)電片上，所述第二輸出觸點(diǎn)（16-7）安裝在與第二接觸刷（16-5）
和第三接觸刷（16-4）相接的導(dǎo)電片上，通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)連接；
所述第一旋鈕（15）固連在第二轉(zhuǎn)軸（16-9）上，所述第二旋鈕（17）固連在第三轉(zhuǎn)軸
（16-3）上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)，其
特征在于超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器為設(shè)置有兩個(gè)按鍵的薄膜開關(guān)（18）。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真系統(tǒng)，其特征
在于超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器為設(shè)置有兩個(gè)按鍵的薄膜開關(guān)（18）。
6.一種用于教學(xué)及臨床技能培訓(xùn)的經(jīng)食管超聲可視化仿真方法，其特征在于包括以下步
驟：
第一步，將從醫(yī)院臨床超聲檢查儀數(shù)據(jù)庫獲取的超聲心動圖數(shù)據(jù)，以及臨床超聲檢查儀
定位的探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)與經(jīng)食道超聲心動圖之間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)存入權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的計(jì)
算機(jī)（7）中；
第二步，構(gòu)建虛擬三維動態(tài)心臟模型，并將其存入權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)（7）中，
所述虛擬三維動態(tài)心臟模型采用樹形結(jié)構(gòu)對心臟及心臟各個(gè)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分級，體現(xiàn)心臟及心
臟各個(gè)子結(jié)構(gòu)之間的層級結(jié)構(gòu)；
第三步，在進(jìn)行模擬訓(xùn)練時(shí)，使用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，將測距儀（2）設(shè)置在智能體模
（1）的食道位置，將TEE仿真探頭（3）經(jīng)智能體模咽喉插入測距儀，操作TEE仿真探頭（3）、
勾擺模擬器和超聲扇面旋轉(zhuǎn)模擬器，測距儀（2）、角度測量器（8）、勾擺模擬器和超聲扇面
旋轉(zhuǎn)模擬器分別將各種TEE仿真探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)（7）中，計(jì)算機(jī)（7）根據(jù)實(shí)時(shí)獲
取的TEE仿真探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)和已儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的臨床超聲檢查儀的探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)
匹配，并與已儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的經(jīng)食道心臟超聲心動圖之間建立一一對應(yīng)關(guān)系，調(diào)出與TEE
仿真探頭姿態(tài)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的超聲心動圖，同時(shí)在三維動態(tài)心臟模型上顯示虛擬的切面和探頭
位置，然后再利用計(jì)算機(jī)（7）對經(jīng)食道超聲心動圖進(jìn)行處理，對二維或三維超聲圖像進(jìn)行數(shù)
據(jù)測量，分析心臟的物理特性，采用有限元分析和細(xì)胞自動機(jī)的方法對心臟模型賦予心臟跳
動所具有的動力學(xué)特性，重現(xiàn)人體心臟運(yùn)動的全過程，同時(shí)結(jié)合心臟疾病專家知識庫，構(gòu)建
典型心臟疾病病理挖掘模型，實(shí)現(xiàn)對心臟疾病的病理挖掘，并給出對應(yīng)的超聲切面與三維動
態(tài)心臟模型的空間位置關(guān)系，結(jié)合對應(yīng)的相關(guān)知識和病情資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的臨床
診療決策，并進(jìn)行可視化顯示。