中心静脉穿刺智能训练方法及系统与流程

本发明涉及医学教学训练系统，特别涉及一种中心静脉穿刺智能训练方法及系统。

背景技术：

中心静脉穿刺是一种以特制的穿刺管经皮肤穿刺置留于深静脉（股静脉、锁骨下静脉、颈内静脉）腔内，经此输入高渗性液、高营养液（全肠肠外营养），同时可测量中心静脉压的方法。中心静脉穿刺置管由于保留时间长、输液种类广泛、导管弹性好等优点，在特重型颅脑损伤病人的抢救、快速输液、监测、营养支持方面起到不可估量的作用。中心静脉穿刺置管已广泛用于临床，尤其是在危重病人的抢救方面应用较多,它不仅保证了病人的及时用药,还可以通过监测cvp（centralvenouspressure中心静脉压测定）可了解病人循环血容量和心脏功能,为治疗和护理带来极大方便,提高了抢救的成功率。但如果操作不慎、护理不当，也可酿成严重的后果。

如中心静脉穿刺中若导管插入过深，其顶端会进入右房或右室，对心肌造成机械性刺激而诱发心律失常；导管顶端在血管腔内的位置及穿刺部位是影响血管损伤的重要因素，左颈内静脉和颈外静脉内的导管容易引起血管破裂。若导管插入过浅则未达到预定的位置，无法进行后续操作，甚至操作失误，带来严重后果。若导丝插入过浅则无法引导导管进行置入，导致导管无法置入到血管，或导致导管置入位置偏移，导管的顶端穿入到血管壁，甚至刺破血管壁。同样导丝插入过深会进入右房或右室，对心肌造成机械性刺激而诱发心律失常。

一般医生需要经过不断的实践和训练，在学习训练过程中得到经验，以提高医生的行医水平。传统对新医生的训练和培训，除了使用尸体和动物外，没有更好的训练模拟手段。运用动物进行培训，存在很多缺点，动物的解剖结构与人体的解剖结构不同，特别是穿刺置管操作，需要置导丝置导管的深度完全不同，无法进行操作。人尸体在穿刺置管操作时，无法进行回抽见血指示，进行中心静脉穿刺置管时无法进行使用。

虚拟手术培训系统采用计算机在现代医学中应用，融合了计算机技术、图形图像学、传感器技术、生物力学、现代医学、计算机视觉、机器人学等多种学科的交叉领域。

现在进行中心静脉穿刺训练主要是用人体模型进行穿刺置管操作，穿刺置管过程中有很多规范或细节不能够体现，如操作步骤反馈，医患交互，穿刺角度监测，穿刺深度，器械选择等。且在人体模型中设置模拟血管、模拟器官，且在进行局部麻醉时，需要进行逐层麻醉，这需要人体模型中设置人体结构组织，且需要人体组织模拟比较真实，才能真实的模拟真正进行模拟麻醉穿刺的过程；进行穿刺置管等操作时，要求血管、器官的位置设置、结构仿真程度很高，这样导致成本非常高昂。且医生患者之间无交互，操作步骤无办法监控、记录，操作结果无法统计、反馈，操作过程无法感知等。传统模型教学，不会根据学生不同操作给予学生对应反馈；技能教学，必须在课堂上由老师教授，日常训练难以开展；传统方式的训练仅有技能的练习，缺乏临床思维的培养。

且如何对穿刺置管训练中的穿刺置管操作进行检测、对导丝、导管准确定位，特别如何进行实时采集定位是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种引导操作者进行中心静脉穿刺模拟操作以提高操作者中心静脉穿刺操作能力的中心静脉穿刺智能训练方法。

同时，提供一种引导操作者进行中心静脉穿刺模拟操作以提高操作者中心静脉穿刺操作能力的中心静脉穿刺智能训练系统。

一种中心静脉穿刺智能训练方法，包括如下步骤：

选择病例：接收病例选择指令进入病例，若接收到适当的病例选择指令，完成病例选择进入场景；

模拟物品准备：显示物品准备场景，接收物品选择指令，判断所选物品是否正确，判断物品选择是否多选或漏选，若选择物品正确，物品选择完成则进入下一步，记录操作；

模拟操作前准备：进入病房场景，显示虚拟患者，提示进行操作前准备，记录操作，完成进入下一步；

模拟消毒：提示进行消毒，检测模拟消毒的开始点、模拟消毒面积、模拟消毒次数，根据操作提示操作正确与否，提示正确的操作，若模拟消毒完成提示进行模拟铺巾，记录操作，模拟铺巾完成进入下一步；

模拟局部麻醉：提示核对麻药、抽吸麻药、进行局麻操作，检测仿真麻醉针麻醉操作，检测打皮丘的位置判断打皮丘的位置是否正确，检测仿真麻醉针的进针角度判断进针角度是否在设定范围内，若判断不在设定范围内则错误提示，检测麻醉进针深度，检测是否逐层回抽麻醉，若检测到错误操作则错误提示，记录操作，局部麻醉完成后进入下一步；

模拟穿刺置管：提示进行穿刺，检测模拟穿刺的穿刺位置判断穿刺位置是否正确，若穿刺位置错误则错误提示，检测仿真穿刺针穿刺角度并判断穿刺角度是否在设定模拟穿刺的标准穿刺角度正确范围内，若不在设定范围内则错误提示，检测模拟穿刺的穿刺深度，若检测到穿刺深度不在设定的标准穿刺深度范围则错误提示，穿刺完成进入模拟置入导丝，提示进行置入导丝，检测导丝或仿真导丝置入深度，检测置入导丝或仿真导丝速度，若导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示；模拟导丝置入完成进入模拟退出穿刺针，提示退出穿刺针，检测导丝或仿真导丝置入深度，若仿真穿刺针拔出后，导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，仿真穿刺针拔出完成进入模拟扩张皮肤，提示进行扩张皮肤，检测模拟扩张皮肤，模拟扩张皮肤完成进入模拟置入导管，提示进行置入导管，检测导管或仿真导管置入深度，若检测到导管或仿真导管置入到设定的适当深度提示，模拟导管置入完成进入模拟导管连接注射器回抽，提示连接注射器回抽确认导管位置，检测仿真注射器回抽判断是否回抽血液确认导管位置，记录操作，模拟置管完成进入下一步；

模拟固定：提示固定穿刺点，接收指令固定穿刺点，固定穿刺点完成提示进行贴敷贴，贴敷贴完成进入下一步；

模拟术后处理：提示进行术后处理，根据指令进行术后处理；

结束：训练完成结束训练。

在优选的实施例中，所述模拟穿刺置管步骤中，检测判断模拟穿刺的位置是否正确，若判断未在正确位置进行模拟穿刺则错误提示；检测模拟穿刺的进针方向，检测仿真穿刺针进针方向是否指向同侧乳头方向，若进针方向没有对准同侧乳头方向则错误提示，并记录；检测仿真穿刺针进针角度，判断进针速度是否在设定标准进针角度范围内，若进针角度不在设定标准进针角度范围内则错误提示，并记录；检测模拟穿刺进针，检测模拟穿刺的穿刺深度，根据检测的进行模拟穿刺的穿刺深度与设定的进行模拟进针的标准进针深度进行判断，若判断穿刺深度过深或过浅则错误提示，并记录；检测穿刺进针时是否保持回抽状态，并记录；检测仿真注射器对仿真穿刺针回抽、判断是否回抽见血确认仿真穿刺针的穿刺位置；模拟穿刺完成进入模拟置入导丝，提示置入导丝，检测导丝或仿真导丝置入，实时检测导丝或仿真导丝置入速度，并记录，判断导丝或仿真导丝置入速度是否在设定的标准导丝置入速度范围内，速度过快或过慢则错误提示；检测置入导丝或仿真导丝深度，判断置入导丝或仿真导丝的深度是否在设定标准的导丝置入深度范围内；若检测到导丝或仿真导丝未到达设定深度范围退出仿真穿刺针，则进行错误提示；若检测到导丝或仿真导丝置入深度过深，错误提示；模拟导丝置入完成进入模拟退出穿刺针，提示退出穿刺针，检测模拟退出穿刺针，检测仿真穿刺针退出速度、并与设定的标准退针速度进行比较判断，并记录，检测导丝或仿真导丝置入模拟血管的深度；若检测到仿真穿刺针退出后，导丝或仿真导丝的置入深度低于设定标准导丝置入深度范围的最低深度则错误提示或失败提示；若检测到仿真穿刺针退出后，导丝或仿真导丝的置入深度在设定深度范围内则完成退穿刺针，进入模拟扩张皮肤；提示扩张皮肤，检测皮肤扩张器或仿真皮肤扩张器进行皮肤扩张，检测皮肤扩张器或仿真皮肤扩展器的插入速度，检测判断进行模拟皮肤扩张的模拟皮肤扩展口大小，检测皮肤扩张器或仿真皮肤扩张器的退出，检测皮肤扩张器或仿真皮肤扩张器的退出速度，并记录；模拟扩张皮肤完成进入模拟置管，提示进行导管置管，检测模拟置管的置管速度，与设定标准置管速度进行比较判断，并记录；检测导管或仿真导管置入深度，与设定标准置管深度进行比较判断，并记录，若导管或仿真导管置管深度未达到设定的标准置管深度时，检测到导丝或仿真导丝抽出则错误提示或失败提示，若检测到导管或仿真导管置管深度相对设定的标准置管深度过深则错误提示，当导管或仿真导管置入到设定退导丝位置或距离、检测置入导管手法、是否边进导管边退导丝，并记录；置管完成检测导管或仿真导管连接注射器，检测是否回抽，判断是否回抽见血确认导管位置；记录操作，将操作与操作标准进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分。

在优选的实施例中，所述模拟穿刺置管步骤中，在仿真穿刺针上设置有靶向物，利用双目标定定位拍摄仿真穿刺针上的靶向物，计算靶向物的立体坐标，根据计算的靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真穿刺针与模拟皮肤的角度；根据仿真穿刺针上靶向物的移动速度计算仿真穿刺针的进针速度，根据仿真穿刺针上靶向物的位置移动及穿刺角度计算仿真穿刺针的进针深度，将检测到的仿真穿刺针的位置、运动通过坐标转换到显示画面上对虚拟患者进行穿刺操作显示，将检测到的导丝或仿真导丝的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导丝操作显示，将导管或仿真导管的位置、运动过程通过坐标转换到显示画面上对虚拟患者进行置导管操作显示；记录操作，将操作与标准操作进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分。

在优选的实施例中，所述模拟穿刺置管步骤中，在中心静脉穿刺智能训练设备上设置有操作平台，操作平台上设置有模拟皮肤，模拟皮肤下设置有导丝导管板，导丝导管板上设置有引导导丝导管或仿真导丝导管置入路径的穿刺轨道，与导丝导管板对应设置且与穿刺导轨相应设置有图像采集装置，控制图像采集装置采集导丝或导管、或仿真导丝或导管置入过程图片，获取图片对图片进行灰度处理，将获取的图片上的导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同颜色，剔除杂色，根据处理后的图片获得导丝或仿真导丝的轨迹，根据导丝或仿真导丝沿穿刺导轨置入的相对方向按顺序取像素点，收集穿刺轨道中的导丝或仿真导丝轨迹像素点，根据获得的导丝或仿真导丝的像素点数量与像素相对长度比例定位导丝或仿真导丝的置入位置，计算导丝或仿真导丝的置入长度；或检测设定时间内导丝或仿真导丝的置入位置变化、或检测设定时间内导丝或仿真导丝的移动或导丝或仿真导丝上的点的移动，计算导丝或仿真导丝的置入速度；导管的尖端设置为与导丝不同颜色，导丝或仿真导丝为第一颜色，导管或仿真导管的尖端设置为第二颜色，穿刺轨道设置为第三颜色，获取第二颜色像素点位置，记录位置点，处理获取的图片，进行灰度处理，将获取的图片上的导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同颜色，剔除杂色，根据处理后的图片获取导丝或仿真导丝、或导管或仿真导管轨迹，根据导丝或仿真导丝、或导管或仿真导轨沿穿刺导轨置入的相对方向按顺序取像素点，到第二颜色像素点位置时，为置入的导管或仿真导管的像素点数量，根据取得的像素数量与像素相对长度比例定位导管或仿真导管的置入位置，计算导管或仿真导管的置入深度，或检测设定时间内导管或仿真导管位置变化、或检测设定时间内导管或仿真导管上第二颜色像素点的移动，计算导管或仿真导管的置入速度。

在优选的实施例中，所述模拟局部麻醉步骤中，提示点击麻药、核对麻药，接收到麻药点击指令，提示点击xxml注射器、抽取麻药，检测麻药抽取量，将检测到的麻药抽取量与设定量进行比较，并记录；提示点击麻醉针、回抽后进行局麻操作，检测打皮丘的位置，检测是否在标记点打皮丘判断打皮丘的位置是否正确，并记录，检测计算打皮丘时针尖与模拟皮肤的进针角度，与标准打皮丘角度进行比较判断，并记录，检测打皮丘的深度，与标准打皮丘深度进行比较判断，并记录；检测仿真麻醉针麻醉进针角度，利用双目标定定位拍摄仿真麻醉针针筒上的靶向物，计算靶向物的立体坐标，根据靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真麻醉针与模拟皮肤之间的进针角度，将检测的进针角度与设定的标准进针角度比较，判断仿真麻醉针进针角度是否标准，若仿真麻醉针进针角度不在标准进针角度范围内则错误提示，并记录，根据检测的仿真麻醉针进针角度进行比较判断打分；提示进行逐层回抽麻醉，根据仿真麻醉针的进针及皮肤肌肉的组织结构层检测麻醉针是否进行逐层麻醉，检测每次推药前麻醉针是否回抽，若未回抽则提示进行回抽麻醉，并记录，若检测到麻醉针穿到下一层时，上一层未麻醉，错误提示；检测麻醉针并将仿真麻醉针的位置、运动过程及进针角度通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行打皮丘、麻醉操作显示，小窗显示人体组织结构层、并根据检测到的模拟麻醉操作过程转换成显示画面上虚拟麻醉针通过表皮进入各组织结构层进行逐层浸润麻醉的过程；记录操作，将操作与标准操作进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分；

所述模拟消毒步骤中，提示点击消毒刷进行消毒操作，检测虚拟消毒刷操作，接收虚拟消毒刷点击开始拖动指令，拖动停止表示一次消毒完成，检测消毒起点是否以穿刺点为中心，若消毒起点与标记点不符则错误提示，检测消毒方向是否由内向外、离心型消毒，若检测到消毒方向错误则错误提示，并记录；消毒完成检测消毒面积，若消毒面积小于预设标准则错误提示，并记录；每次消毒完成检测消毒是否有留白，若检测到留白则错误提示，并记录；若第二次消毒完成，检测第二次消毒面积是否小于第一次消毒面积，若第二次消毒完成，消毒面积大于第一次消毒面积则错误提示，并记录；检测第三次消毒面积是否小于第二次，若第三次消毒完成，消毒面积大于第二次消毒面积则错误提示，并记录；检测消毒次数，将消毒次数与预设标准次数比较判断，并记录；检测下一次消毒时是否使用新消毒刷；记录操作，将操作与标准操作进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分。

在优选的实施例中，所述模拟操作前准备步骤包括：

核对解释：提示核对患者信息、交流解释，核对解释完成进入下一步；

调整体位：提示协助患者调整体位，接收调整指令，与预设标准进行比较判断，若操作错误则错误提示，若正确则进入下一步，并记录；

穿刺点选择并标记：提示对穿刺点进行标记，检测标记位置，若标记错误则错误提示，若标记正确则进入下一步，并记录；

洗手：提示进行洗手，洗手完成进入下一步；

打开穿刺包：提示打开穿刺包，检测是否按正确顺序打开穿刺包，穿刺包打开完成进入下一步；

戴手套：提示戴手套，戴手套完成进入下一步；

检查浸润器械：提示检查、浸润穿刺针和导管，检查、浸润完成进入下一步；

生命体征监测：接收虚拟监护仪选择指令，控制转向或显示监护仪。

一种中心静脉穿刺模拟智能训练系统，其特征在于，包括：

选择病例模块：接收病例选择指令进入病例显示，若接收到有禁忌症病例则提示禁忌症，若接收到适当的病例选择指令进入病例显示，完成病例选择进入场景；

模拟物品准备模块：显示物品准备场景，接收物品选择指令，判断所选物品是否正确，判断物品选择是否多选或漏选，若选择物品正确，物品选择完成连接到下一个模块，并记录；

模拟操作前准备模块：包括：模拟核对解释操作的核对解释单元、模拟协助患者调整体位的协助患者调整体位单元、模拟穿刺点选择并标记的穿刺点选择并标记单元、模拟洗手的洗手单元、模拟打开穿刺包的打开穿刺包单元、模拟戴手套的戴手套单元、模拟检查及浸润器械的检查浸润器械单元、模拟进行生命体征监测的生命体征监测单元，当进入穿刺点选择并标记单元提示对穿刺点进行标记，检测是否进行穿刺点标记，检测穿刺点标记位置判断位置标记是否正确，记录操作，模拟操作前准备完成连接到下一个模块；

模拟消毒模块：提示进行消毒，检测模拟消毒的开始点，消毒面积、消毒次数，根据操作提示操作正确与否，提示正确的操作，若模拟消毒完成提示进行铺巾，铺巾完成连接到下一个模块，并记录；

模拟局部麻醉模块：提示核对麻药、抽吸麻药、进行局麻操作，控制投影装置将标记的穿刺点投影到面板上的模拟皮肤上，检测仿真麻醉针麻醉操作，采用双目标定采集定位打皮丘、局麻进针位置，判断打皮丘的位置是否正确，检测仿真麻醉针的进针角度判断进针角度是否在设定范围内，若判断不在设定范围内则错误提示，检测麻醉进针深度，检测是否逐层回抽麻醉，若检测到错误操作则错误提示，记录操作，局部麻醉完成后连接到下一个模块；

模拟穿刺置管模块：提示进行穿刺，采用双目标定采集定位仿真穿刺针模拟穿刺进针位置，判断穿刺位置是否正确，若穿刺位置错误则错误提示，检测模拟穿刺角度判断模拟穿刺角度是否在设定正确范围内，若不在设定范围内则错误提示，检测模拟穿刺深度，若检测到模拟穿刺深度不在设定深度范围则错误提示，检测仿真注射器对仿真穿刺针回抽、判断是否回抽见血确认仿真穿刺针的穿刺位置；若模拟穿刺完成进入模拟置入导丝，提示进行置入导丝，检测导丝或仿真导丝置入，检测导丝或仿真导丝置入深度，检测置入导丝或仿真导丝速度，若导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，模拟导丝置入完成进入模拟退出穿刺针，提示退出穿刺针，检测导丝或仿真导丝置入深度，若仿真穿刺针拔出后，检测到导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，若模拟退出穿刺针完成进入模拟皮肤扩张，提示进行扩张皮肤，扩张皮肤完成提示进行置入导管或仿真导管，当导管或仿真导管置入到设定位置或距离、检测置入导管手法、是否边进导管边退导丝，检测导管或仿真导管置入深度，若检测到导管或仿真导管置入到适当深度则提示连接仿真注射器回抽确认导管位置，检测是否回抽、正压封管，记录操作，置管完成连接到下一个模块；

模拟固定模块：提示固定穿刺点，接收指令固定穿刺点，固定穿刺点完成提示进行贴敷贴，贴敷贴完成连接到下一个模块；

模拟术后处理模块：提示进行术后处理，根据指令进行术后处理；

结束模块：训练完成结束训练。

在优选的实施例中，所述模拟穿刺置管模块中，在仿真穿刺针上设置有靶向物，利用双目标定定位采集仿真穿刺针上的靶向物的图像，计算靶向物的立体坐标，根据靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真穿刺针与模拟皮肤的角度；根据仿真穿刺针上靶向物的位置移动及穿刺角度计算仿真穿刺针的进针深度，将检测到的仿真穿刺针的位置、运动及穿刺角度通过坐标转换到显示画面上对虚拟患者进行穿刺操作显示，将检测到的导丝或仿真导丝的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导丝操作显示，将导管或仿真导管的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导管操作显示；记录操作，将操作与标准操作进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分。

在优选的实施例中，中心静脉穿刺智能训练设备上设置有操作平台，操作平台上设置有模拟皮肤，模拟皮肤下设置有导丝导管板，导丝导管板上设置有引导导丝导管或仿真导丝导管置入路径的穿刺轨道，与导丝导管板对应设置且与穿刺导轨相应设置有图像采集装置，所述模拟穿刺置管模块控制图像采集装置采集导丝或导管、或仿真导丝或导管置入过程图片，获取图片对图片进行灰度处理，将获取的图片上的导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同颜色，剔除杂色，根据处理后的图片获得导丝或仿真导丝的轨迹，根据导丝或仿真导丝沿穿刺导轨置入的相对方向按顺序取像素点，收集穿刺轨道中的导丝或仿真导丝轨迹像素点，根据获得的导丝或仿真导丝的像素点数量与像素相对长度比例定位导丝或仿真导丝的置入位置，计算导丝或仿真导丝的置入长度；或检测设定时间内导丝或仿真导丝的置入位置变化、或检测设定时间内导丝或仿真导丝的移动或导丝或仿真导丝上的点的移动，计算导丝或仿真导丝的置入速度；导管的尖端设置为与导丝不同颜色，导丝或仿真导丝为第一颜色，导管或仿真导管的尖端设置为第二颜色，穿刺轨道设置为第三颜色，获取第二颜色像素点位置，记录位置点，处理获取的图片，进行灰度处理，将获取的图片上的导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同颜色，剔除杂色，根据处理后的图片获取导丝或仿真导丝、或导管或仿真导管轨迹，根据导丝或仿真导丝、或导管或仿真导轨沿穿刺导轨置入的相对方向按顺序取像素点，到第二颜色像素点位置时，为置入的导管或仿真导管的像素点数量，根据取得的像素数量与像素相对长度比例定位导管或仿真导管的置入位置，计算导管或仿真导管的置入深度，或检测设定时间内导管或仿真导管置入位置变化、或检测设定时间内导管或仿真导管上第二颜色像素点的移动，计算导管或仿真导管的置入速度。

在优选的实施例中，所述模拟局部麻醉模块中，提示点击麻药、核对麻药，接收到麻药点击指令，提示点击xxml注射器、抽取麻药，检测麻药抽取量，将检测到的麻药抽取量与设定量进行比较，并记录；提示点击麻醉针、回抽后进行局麻操作，检测打皮丘的位置，判断打皮丘的位置是否正确，并记录，检测打皮丘时针尖与模拟皮肤的角度，与标准打皮丘角度进行比较判断，并记录，检测打皮丘的深度，与标准打皮丘深度进行比较判断，并记录，根据检测到的操作与标准操作进行比较打分；检测仿真麻醉针麻醉进针角度，利用双目标定定位采集仿真麻醉针针筒上的靶向物图像，计算靶向物的立体坐标，根据靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真麻醉针与模拟皮肤之间的进针角度，将检测的进针角度与设定的标准进针角度比较，判断仿真麻醉针进针角度是否标准，若仿真麻醉针进针角度不在标准进针角度范围内则错误提示，并记录，根据检测的仿真麻醉针进针角度进行比较判断打分；提示进行逐层回抽麻醉，根据仿真麻醉针进针及皮肤肌肉组织结构层检测麻醉针是否进行逐层麻醉，检测每次推药前麻醉针是否回抽，若未回抽则提示进行回抽麻醉，并记录，若检测到麻醉针穿到下一层时，上一层未麻醉，错误提示；检测麻醉针并将仿真麻醉针的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行虚拟操作显示，小窗显示人体组织结构并根据检测到的模拟麻醉操作过程转换成显示画面上虚拟麻醉针通过表皮进入各组织结构层进行逐层浸润麻醉的过程；记录操作，将操作与标准操作进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分；

所述模拟消毒模块中，提示点击消毒刷进行消毒操作，检测虚拟消毒刷操作，接收虚拟消毒刷点击开始拖动指令，拖动停止表示一次消毒完成，检测消毒起点是否以穿刺点为中心，若消毒起点与标记点不符则错误提示，检测消毒方向是否由内向外、离心型消毒，若检测到消毒方向错误则错误提示，并记录；消毒完成检测消毒面积，若消毒面积小于预设标准则错误提示，并记录；每次消毒完成检测消毒是否有留白，若检测到留白则错误提示，并记录；若第二次消毒完成，检测第二次消毒面积是否小于第一次消毒面积，若第二次消毒完成，消毒面积大于第一次消毒面积则错误提示，并记录；检测第三次消毒面积是否小于第二次，若第三次消毒完成，消毒面积大于第二次消毒面积则错误提示，并记录；检测消毒次数，将消毒次数与预设标准次数比较判断，并记录；检测下一次消毒时是否使用新消毒刷；记录操作，将操作与标准操作进行比较，根据评分标准或评分等级进行评分。

上述的中心静脉穿刺智能训练方法及系统，通过提示、及时反馈引导操作者进行模拟中心静脉穿刺操作，且对操作及时给与判断、评判，及时反馈给操作者，引导操作者进行操作，及时给与指导，根据实际中心静脉穿刺的操作过程设计训练方法流程，设计手术前或穿刺置管前沟通进行患者信息核对进行语音交互等步骤，通过设置双目摄像头进行目标捕捉，采集麻醉或穿刺位置、角度信息，同时通过图像采集装置对导丝导管置入进行图像捕捉，采集图像信息，及时采集操作者操作对操作并及时进行反馈，并在仿真器械如仿真注射器、仿真麻醉针等仿真器械合适位置设置感应器，如感应仿真注射器或仿真麻醉针的推送位置，感应装置对操作者的操作过程及时进行反馈，及时进行管理，同时按实际操作设计流程步骤，增加模拟训练的真实感，培养临床思维，提高操作者中心静脉穿刺操作能力。

同时从物品准备、操作前的准备工作至术后处理工作，设置完整的操作流程，对整个中心静脉穿刺操作过程进行检测，对操作步骤一步一步进行引导、提示，对操作者的操作过程进行检测、反馈，设置医患交互流程，检测打皮丘位置、角度，麻醉手法，逐层麻醉检测，穿刺角度监测，穿刺深度，器械选择等，同时对置导丝置导管过程进行检测、反馈，及时对导丝、导管的置入进行检测，检测置入深度、置入速度，置入流程，置入手法，并进行实时检测，映实时置入深度、置入速度，及时给与反馈，对操作步骤进行检测、监控、记录，对操作结果进行统计、反馈，根据学生不同操作给予学生对应反馈，同时注重临床思维的培养。

同时通过设置操作平台进行操作训练、考试，通过操作平台上设置的模拟皮肤模拟通过皮肤进行穿刺置管操作，对模拟中心静脉穿刺手术训练中，通过在定位采集箱中设置导丝导管板，导丝导管板上设置有穿刺导轨引导待置入件如导丝或仿真导丝、或导管或仿真导管进行置入，通过图像采集装置采集导丝或仿真导丝置入过程图片，获取图片对图片进行灰度处理，剔除杂色，将图片上导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同的颜色，根据处理后的图片获得导丝或仿真导丝的轨迹图片，收集穿刺轨道中的导丝或仿真导丝轨迹像素点，根据取得的像素点数量与单位像素相对长度计算导丝或仿真导丝的置入深度，获得导丝或仿真导丝的位置，定位导丝或仿真导丝；导管或仿真导管的尖端设置为与其配套使用的导丝或仿真导丝不同颜色，导丝或仿真导丝为第一颜色，导管或仿真导管的尖端设置为第二颜色，穿刺轨道设置为区别所述第一颜色及第二颜色的第三颜色，采集图片获取第二颜色像素点位置，图片处理后计算导管或仿真导管位置，按顺序取像素点，到获取得到的第二颜色像素点位置时，为取得的置入的导管或仿真导管的像素点数量；根据取得的置入的导管或仿真导管的像素点数量与单位像素相对长度计算导管或仿真导管的置入深度，获得导管或仿真导管的位置，定位导管或仿真导管。

同时通过显示装置提示、及时反馈引导操作者进行模拟中心静脉穿刺的穿刺置入类操作，且对操作及时给与判断、评判，及时反馈给操作者，引导操作者进行操作，及时给与指导，根据实际穿刺置入的操作过程设计训练方法流程，通过设置双目采集装置进行目标捕捉，采集穿刺角度信息，及时采集操作者操作对操作并及时进行反馈，同时按实际操作设计流程步骤，增加模拟训练的真实感，培养临床思维，提高操作者中心静脉穿刺置管操作能力。

附图说明

图1为本发明一实施例的中心静脉穿刺智能训练方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例的中心静脉穿刺智能系统的功能模块示意图；

图3为本发明一实施例的中心静脉穿刺智能训练设备的部分结构示意图；

图4为本发明一实施例的中心静脉穿刺智能训练设备的部分结构分解示意图；

图5为图4的另一方向的结构示意图；

图6为图4的又一方向的结构示意图；

图7为本发明一实施例的导丝导管板的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例的中心静脉穿刺智能训练方法，包括如下步骤：

步骤s103，选择病例：接收病例选择指令进入病例，若接收到适当的病例选择指令，完成病例选择进入场景；

进入中心静脉穿刺智能训练系统后，选择病例，接收病例选择，若选择有禁忌症的病例，显示具体的病例，提示禁忌症，可以语音提示，也可文字显示提示，也可采用在文字中标记提示，如加粗红色显示。

选择到无禁忌症的病例或适合进行中心静脉穿刺的病例的适当病例，显示病例，显示确定按键，若接收到确定指令进入下一步，进入场景；也可设定时间后自动跳转到下一步。

步骤s105，模拟物品准备：显示物品准备场景，接收物品选择指令，判断所选物品是否正确，判断物品选择是否多选或漏选，若选择物品正确，物品选择完成则进入下一步，记录操作；

进入场景后，提示请选择中心静脉穿刺所需要准备的物品，点击屏幕上显示的物品进行选择，若选择正确，在选择的物品上进行指示，如在选择的物品上打勾；若选择错误，在选择的物品上进行错误提示，如在选择的物品上打叉；在屏幕下方显示已选择的正确的物品数量、应选择的物品数量。

步骤s107，模拟操作前准备：进入病房场景，显示虚拟患者，提示进行操作前准备，记录操作，完成进入下一步；

步骤s109，模拟消毒：提示进行消毒，检测模拟消毒的开始点、模拟消毒面积、模拟消毒次数，根据操作提示操作正确与否，提示正确的操作，若模拟消毒完成提示进行模拟铺巾，记录操作，模拟铺巾完成进入下一步；

步骤s111，模拟局部麻醉：提示核对麻药、抽吸麻药、进行局麻操作，检测仿真麻醉针麻醉操作，检测打皮丘的位置判断打皮丘的位置是否正确，检测仿真麻醉针的进针角度判断进针角度是否在设定范围内，若判断不在设定范围内则错误提示，检测麻醉进针深度，检测是否逐层回抽麻醉，若检测到错误操作则错误提示，记录操作，局部麻醉完成后进入下一步；

步骤s113，模拟穿刺置管：提示进行穿刺，检测穿刺位置判断穿刺位置是否正确，若穿刺位置错误则错误提示，检测仿真穿刺针穿刺角度判断穿刺角度是否在设定正确范围内，若不在设定范围内则错误提示，检测穿刺深度，若检测到穿刺深度不在设定深度范围则错误提示，穿刺完成提示进行置入导丝或仿真导丝，检测导丝或仿真导丝置入深度，检测置入导丝或仿真导丝速度，若导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，导丝或仿真导丝置入完成提示退出穿刺针或仿真，检测导丝或仿真导丝置入深度，若仿真穿刺针拔出后，导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，仿真穿刺针拔出完成提示进行扩张皮肤，扩张皮肤完成提示进行置入导管或仿真导管，检测导管或仿真导管置入深度，若检测到导管或仿真导管置入到适当深度则提示连接仿真注射器回抽确认导管位置，记录操作，置管完成进入下一步；

步骤s115，模拟固定：提示固定穿刺点，接收指令固定穿刺点，固定穿刺点完成提示进行贴敷贴，贴敷贴完成进入下一步；

提示用针线、皮肤固定器固定穿刺点，接收针线、皮肤固定器点击指令，控制播放固定过程动画或画面进行固定；若未固定接收到透明敷贴点击指令，则错误提示，如提示请先用针线、皮肤固定器固定穿刺点；固定穿刺点完成进入贴敷贴，提示贴敷贴，如提示请在穿刺点覆盖透明敷贴，接收透明敷贴点击指令，进行贴敷贴，完成贴敷贴进入下一步；

步骤s117，模拟术后处理：提示进行术后处理，根据指令进行术后处理；

提示撤洞巾，如提示点击洞巾、进行撤洞巾操作，接收到画面上洞巾点击拖拉指令，拖拉至医用垃圾桶，洞巾进入垃圾桶或消失；接收协助患者调整体位指令，根据调整指令控制患者取得舒适体位，询问患者感受，根据指令整理患者床及用物；提示洗手，如提示请点击消毒液、进行洗手，接收到消毒液点击指令，控制播放洗手过程动画或画面；洗手完成进入术后核对解释记录，提示点击医嘱本、进行术后核对解释记录，接收到医嘱本点击指令，控制播放术后核对解释记录过程，播放医生与患者的交流过程，核对患者姓名、性别、年龄、住院号等信息，叮嘱患者、家属注意事项，记录；

步骤s119，结束：训练完成结束训练。

提示训练完成，点击结束训练按钮指令，退出，记录操作时间，与设定操作时间进行比较，根据评分标准进行评分，记录操作，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分，列出评分表及成绩。

进一步，本实施例的中心静脉穿刺智能训练方法还包括：登录：接收身份验证信息进行验证登录；

身份验证可以采用账户密码进行登录，若账户密码验证成功则登录系统，验证失败则提示错误，重新进行输入。

身份验证也可以采用人脸识别认证，开机状态下，红外检测到有人坐下，开启人脸识别，识别成功则登录系统；识别失败则再次进行识别，或提示采用其他登录方式进行登录；

也可采用扫码登录，登录手持终端如手机app，扫描平板中的二维码进行登录。

进一步，本实施例的模拟穿刺置管步骤中，控制投影装置90将穿刺标记点投影到模拟皮肤上，检测穿刺进针位置是否正确，若检测到未在正确位置穿刺则进行错误提示，如提示穿刺位置有误，请沿穿刺点穿刺；检测进针方向，检测仿真穿刺针进针方向是否指向同侧乳头方向，若进针方向没有对准同侧乳头方向则错误提示，如提示请保持穿刺针对准同侧乳头方向，如提示请保持穿刺针对准同侧乳头方向，并记录；检测仿真穿刺针进针角度，判断进针角度是否在设定范围内，若进针角度不在设定范围则错误提示，如提示请保持穿刺针的角度为30-45度；检测穿刺进针，检测穿刺深度，根据检测的穿刺深度判断，若判断穿刺深度过深或过浅则错误提示，如若未穿刺到达到静脉深度就接收点击导丝按钮指令则提示穿刺针进针深度不够，若穿刺针穿刺深度超过设定深度则提示穿刺针进针太深，应保持1-3cm，并记录操作；检测进针速度，与设定标准速度范围比较，并记录；记录操作，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

检测穿刺进针时是否保持回抽状态，并记录；检测仿真穿刺针回抽若判断是否回抽见血确认仿真穿刺针的穿刺位置，穿刺完成进入置入导丝，提示置入导丝，如提示请点击导丝，从穿刺针侧孔置入导丝，（为了更加真实的模拟穿刺，仿真穿刺针可采用实际穿刺使用的穿刺针，也可采用仿真实际穿刺针制造的仿真穿刺针，仿真穿刺针包括：金属针本体、与针本体连接的针管，针管分叉设置有支管，支管从侧边分叉为通孔管，支管一端开口为侧孔）实时检测导丝或仿真导丝置入速度，并记录，判断导丝或仿真导丝置入速度是否在设定范围内，并记录，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分；检测是否置入导丝或仿真导丝，检测置入导丝或仿真导丝深度，判断置入导丝或仿真导丝的深度是否在设定范围内，若检测到导丝或仿真导丝未到达设定深度范围退出仿真穿刺针，则进行错误提示如提示导丝置入深度不够，置入深度为15-20cm，若检测到导丝或仿真导丝置入深度过深，错误提示如提示导丝置入过深，心率失常，置入深度为15-20cm；导丝或仿真导丝置入完成（如检测到导丝或仿真导丝置入到设定的合适深度时）提示退出穿刺针，如提示退出穿刺针，并保持导丝不动，检测仿真穿刺针退出速度并与设定的标准退针速度进行比较判断，并记录，检测导丝或仿真导丝在模拟血管内的深度即检测导丝或仿真导丝的置入深度，若仿真穿刺针拔出后，导丝或仿真导丝的置入深度低于设定值，则错误提示或失败提示，如提示退出穿刺针时，导丝被带出，手术失败，退出训练，并记录，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分；若检测到导丝或仿真导丝的置入深度在设定深度范围内则完成退穿刺针进入下一步。

提示扩张皮肤如提示点击皮肤扩张器，扩张皮肤，检测插入皮肤扩张器或仿真皮肤扩展器的速度，判断插入速度是否合适（是否过快或过慢）检测判断模拟皮肤扩展口大小是否合适（可根据皮肤扩张器或仿真皮肤扩展器进入模拟皮肤的深度模拟判断皮肤扩张口大小是否合适），检测皮肤扩张器或仿真皮肤扩张器退出速度，判断退出速度是否合适（是否过慢或过快），并记录，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

模拟扩张皮肤完成进入模拟置管，提示进行导管置管如提示点击导管，沿导丝置入导管，检测模拟置管速度，与设定标准置管速度进行比较判断，并记录；检测导管或仿真导管置入深度，实时显示导管的置管深度，与设定标准置管深度进行比较判断，并记录；当导管或仿真导管置入到设定退导丝位置或距离、检测置入导管手法、是否边进导管边退导丝，并记录；若导管或仿真导管置管深度未达到设定的标准置管深度时，检测到导丝或仿真导丝抽出则错误提示或失败提示如提示导管深度不够，手术失败，退出训练；若检测到导管或仿真导管置管深度相对设定的标准置管深度过深则错误提示如提示导管置入太深，心率失常，置入深度为15-20cm；检测连接注射器，检测是否回抽、判断是否回抽到血液（根据导管或仿真导管置入深度模拟是否回抽到血液），正压封管。

进一步，本实施例的模拟穿刺置管步骤中，在仿真穿刺针上设置有靶向物（如设置荧光条等，由于仿真穿刺针需穿刺进入模拟皮肤下，最好将靶向物如荧光条设置在仿真穿刺针的非针本体即非金属针本体上，而设置在如针管的塑胶管上），利用双目摄像头80采用双目标定定位拍摄仿真穿刺针上的靶向物，计算靶向物的立体坐标，根据计算的靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真穿刺针与模拟皮肤的角度；根据仿真穿刺针上靶向物的位置移动及穿刺角度计算仿真穿刺针的进针深度，仿真穿刺针的针尖相对靶向物（如荧光条）的位置是相对确定的，可根据靶向物的位置计算针尖的穿刺位置；建立虚拟画面的坐标，建立模拟皮肤及穿刺板（导丝导管板）的坐标，通过坐标转换可将虚拟画面上的穿刺点经投影设备投影到模拟皮肤的相应位置，通过坐标转换可将模拟皮肤及穿刺板（导丝导管板）的位置转换到虚拟画面上的患者的相应位置进行显示。将检测到的仿真穿刺针的位置、运动及穿刺角度通过坐标转换到显示画面上对虚拟患者进行穿刺操作显示，将检测到的导丝或仿真导丝的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导丝操作显示，将导管或仿真导管的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导管操作显示。

双目标定检测穿刺针或其他器件的空间位置、穿刺角度方法如下：

关联：将特征靶贴在穿刺针相应位置，关联仿穿刺针与特征靶；

配置摄像头：配置一对双目摄像头，调整摄像头焦距，调整两摄像头之间的夹角和距离，以调整两摄像头视野重叠区域；

标定：摄像头获取标定参照物的图像，测定标定参照物上每一个特征点相对于世界坐标系的位置，将世界坐标系选为标定参照物的物体坐标系，确定标定参照物上特征点在图像上的投影位置，计算摄像头的内外参数；

校正：根据摄像头标定后获得的内参：焦距、成像原点、畸变参数和表现双目相对位置关系的外参：旋转矩阵和平移矩阵，分别对左右视图进行消除畸变和行对准，使得两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐；

捕捉器械：通过抓拍捕捉特征靶从而捕捉器件；

立体匹配：根据映射关系进行立体匹配并对畸变进行纠正，实时计算特征靶的三维空间位置从而计算穿刺针的空间位置，计算穿刺针的穿刺角度。

双目标定的具体进行定位计算位置的方法及过程参见201810496316.2仿真医疗器械的双目标定定位方法及虚拟仿真医教系统，在此不再赘述。

如图3至图7所示，进一步，本实施例的模拟穿刺置管步骤中，在中心静脉穿刺智能训练设备102上设置有定位组件100。定位组件100包括：设置在机架上的操作平台60、设置在操作平台60下的定位采集箱40。操作平台60上设置有模拟皮肤62。定位采集箱40中于模拟皮肤62下设置有导丝导管板42。导丝导管板42上设置有引导导丝或导管、或仿真导丝或导管进行置入的穿刺轨道422（相当于模拟血管）。定位采集箱40中与导丝导管板42对应设置且采集待置入沿导丝导管板42件进行置入的图像的图像采集装置44。图像采集装置44与穿刺导轨422相应设置。

控制图像采集装置44（如相机或摄像头）采集导丝或导管、或仿真导丝或导管置入过程图片，获取图片对图片进行灰度处理，将获取的图片上的导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同颜色，剔除杂色，根据处理后的图片获得导丝或仿真导丝的轨迹，收集穿刺轨道中的导丝或仿真导丝轨迹像素点，像素点数量乘以像素相对长度比例（图片上一个像素点或像素单元所代表的如导丝或仿真导丝长度对应的导丝或仿真导丝相应的实际长度）定位导丝或仿真导丝置入位置，计算导丝或仿真导丝的置入长度；检测导丝或仿真导丝置入位置变化或检测设定时间内导丝或仿真导丝的移动、或导丝或仿真导丝上的点的移动，计算导丝或仿真导丝的置入速度；导管的尖端设置为与导丝不同颜色，导丝或仿真导丝为第一颜色，导管或仿真导管的尖端设置为第二颜色，穿刺轨道设置为第三颜色，获取第二颜色像素点位置，记录导管或仿真导管位置，进行图片处理，对图片进行灰度处理，剔除杂色，将获取的图片上的导丝或仿真导丝与穿刺导轨处理成不同颜色，根据处理后的图片，获得导丝或仿真导丝、或导管或仿真导管的置入轨迹，根据导丝或仿真导丝、或导管或仿真导轨的轨迹，按顺序取像素点，到第二颜色像素点位置时，为置入的导管或仿真导管的像素点数量，根据取得的像素数量与像素相对长度比例（图片上一个像素点或像素单元所代表的如导丝或仿真导丝长度对应相应的导丝或仿真导丝的实际长度）定位导管或仿真导管的置入位置，导丝或仿真导丝、或导管或仿真导管从模拟皮肤穿刺到穿刺轨道的起点的距离是相对固定的，根据取得的像素数量与像素相对长度比例（图片上一个像素点或像素单元所代表的如导丝或仿真导丝长度对应相应的导丝或仿真导丝的实际长度）获取的导管或仿真导管的置入位置及从模拟皮肤至穿刺导轨的相对置入长度计算导管或仿真导管的置入深度，检测设定时间内导管或仿真导管的置入位置变化、或导管或仿真导管上第二颜色像素点的移动，计算导管或仿真导管的置入速度。

进一步，本实施例的图片处理中，对图片进行灰度处理，剔除杂色过程，对应图片获取相应像素点的rgb值，当rgb值的一分量大于设定值取与导丝或仿真导丝相应的颜色，当rgb值的一分量小于设定值取与穿刺轨道相应的颜色。

进一步，本实施例的穿刺导轨422设置为黑色，导管或仿真导管的尖端设置为蓝色，导丝或仿真导丝的主色设置为区别黑色及蓝色的浅色系列颜色。优选的，为了方便区分采集导丝或仿真导丝的轨迹，减少干扰因素，本实施例的穿刺导轨及其周边设置为黑色。为了方便对采集的图片进行处理，方便进行灰度处理，避免环境对图片处理带来的影响，避免环境因素对获取导丝或仿真导丝轨迹带来影响，本实施例中，导丝导管板42设置穿刺导轨422的一面，或导丝导管板42整体设置为黑色。

进一步，本实施例的图片处理中，对应图片获取相应像素点的rgb值，当rgb值的r分量大于0.6取与导丝或仿真导丝的浅色系主色相应的白色，当rgb值的r分量小于0.6时取与穿刺导轨422相应的黑色。

本实施例的rgb值各分量的内部值从0-1进行取值，本实施例的rgb的各分量取值为内部值，r分量取值为取内部值；根据rgb值各分量从0-255取值，将取值除以255得内部值取值。

进一步，本实施例的获取导丝轨迹、或获取导管的轨迹时参照待置入件如导丝或仿真导丝进入穿刺轨道422的相对顺序进行；即如导丝或仿真导丝进入穿刺轨道的顺序相对从上至下则依照从上至下的原则；由于考虑到智能训练的设备的整体结构设计，节省整体空间，本实施例的穿刺导轨采用弧形结构或未封口椭圆结构或部分椭圆滑槽结构，若穿刺导轨422从入口一边到另一边若从左至右，从而导丝或仿真导丝进入穿刺轨道的顺序相对从左至右则依照从左至右的原则，从而获取导丝或仿真导丝的轨迹时，依据从上至下、从左至右的原则。若穿刺导轨422从入口的一边至另一边为从右至左，则依照从上至下、从右至左的原则。

进一步，本实施例的导丝导管板42端部设置有引导待置入件进入至穿刺导轨422的引导口424。引导口424从其入口一端至进入到所述穿刺导轨的一端由大变小设置。为了便于引导待置入件如导丝或导管进入到穿刺导轨422中，本实施例的穿刺导轨422的入口处设置有引导斜面423。

为了方便拍摄，采集到清晰的图片，方便进行进一步处理分析，进一步，本实施例的定位采集箱40中与导丝导管板42对应设置有光源装置46。光源装置46与穿刺导轨422相应设置。

进一步，为了更好的照亮导丝导管板42，特别是穿刺导轨422及周边区域，避免出现阴影或暗区，影响图片的采集、处理，优选的，本实施例的光源装置46相对上下位置对应成对设置。为了更大面积的照亮导丝导管板42上的穿刺导轨422及穿刺导轨的周边区域，本实施例的光源装置46设计成l形或拐状结构。光源装置46包括：光源本体462及安装支架464。优选的，本实施例的光源本体462采用led光源。光源本体462对应导丝导管板42设置。

本实施例的安装支架464包括：安装光源本体462的本体安装部4642、及由本体安装部4642弯折延伸形成的支架安装部4644。支架安装部4644通过固定件安装在定位采集箱40的箱体底部、或顶部。定位采集箱40的顶部可以为操作平台。定位采集箱40的箱体底部可以为训练设备102的主箱体80的上板。

进一步，本实施例的图像采集装置44、光源装置46相对导丝导管板42的穿刺导轨422所在的一面与其对应设置、并设置于定位采集箱40一侧。图像采集装置44、光源装置46的工作面对应导丝导管板42设置。为了避免图像采集装置44采集到光源装置46的图像，同时避免图像采集装置44阻挡住光源装置46的光源而形成暗区或阴影，本实施例的图像采集装置、光源装置采用并排设置排布或隔开设置、或避让设置。本实施例的图像采集装置、光源装置并排设置并非指两者主体并排，为了尽量减小图像采集装置对光源装置的影响，本实施例的光源装置46的光源本体相应图像采集装置44的镜头进行并排设计。或相互避让对方的工作区域设置，即将光源装置46设置在图像采集装置44拍摄区域之外的区域，或将图像采集装置44设计在光源装置46的光源发射照射区域之外的区域。如相对工作方向，将本实施例的光源装置46相对设置在图像采集装置44前面，但光源装置46避让图像采集装置44的工作区域设置，即将光源装置设计在图像采集装置44拍摄视角区域之外的区域。如相对工作方向，将本实施例的图像采集装置44相对设置在光源装置46前面，但图像采集装置44避让光源装置46的工作区域设置，即将图像采集装置44设计在光源装置46的光源发射照射区域之外的区域。

进一步，为了防止置入待置入件时，待置入件穿出或跳出滑槽结构的穿刺导轨422，本实施例的导丝导管板42上于设置穿刺导轨422的一面覆设有透明盖板（未示出）或于穿刺导轨422的相应位置覆设有透明盖板。透明盖板可以采用透明亚克力板。进一步，本实施例的透明盖板通过固定件固定在导丝导管板42上。

进一步，本实施例的定位采集箱40中还设置有安装导丝导管板42的导丝导丝导管板安装座45。

本实施例的导丝导管板42直立安装。以训练设备的工作状态为参照方向，导丝导管板42设置穿刺导轨422的一面面向定位采集箱侧部设置，即相对工作摆放，导丝导管板42面向左侧或右侧设置。

进一步，为了方便安装模拟皮肤，同时兼顾整体结构美观大方，操作平台60上设置有嵌入安装模拟皮肤62的皮肤安装槽603。皮肤安装槽603中设置有通向定位采集箱40的置入孔605。

进一步，为了整体造型美观，本实施例的操作平台60包括：设置在定位采集箱40上的基层板602、及覆设在基层板602上的装饰面板604。

为了减少外界光源及环境的影响，本实施例的定位采集箱40设计为封闭箱体，或与操作平台共同组装形成封闭箱体结构。优选的，为了方便加工，节省材料，本实施例的定位采集箱40可以设计为上面开口或不封口的半封闭箱体，通过操作平台60的基层板602覆盖进行封闭。

进一步，本实施例的皮肤安装槽603包括：由基层表面向下凹陷形成的皮肤安装槽主体、及设置在面层上并与皮肤安装槽主体对应设置的通孔结构的装饰孔。定位采集箱40中还设置抽拉式结构的物品盒402。物品盒402用于装载器械或物品。定位采集箱40中设置有与物品盒402配合进行抽拉滑动的滑动导轨或滑动导槽。物品盒402相对图像采集装置44设置于定位采集箱40的另一侧。

进一步，本实施例的置入孔605与导丝导管板42之间设置有引导待置入件进入穿刺导轨的引导件65。引导件65引导待置入件从模拟皮肤62穿出，穿过置入孔605进入到穿刺导轨422中。引导件65安装在操作平台60上，优选的安装在基层板602的下表面。

进一步，本实施例的引导件65相对靠近导丝导管板42的一端与引导口424配合设置、并嵌入装设在引导口424中。

进一步，本实施例的定位组件100还包括：支撑杆50、通过支撑杆50设置在操作平台60上方并采用双目标定定位待穿刺器械的双目采集装置80。双目采集装置80包括：配套设置的一对双目摄像头。待穿刺器械可以为仿真麻醉针、或仿真穿刺针等进行穿刺的器械。

本实施例的麻醉针采用根据实际的麻醉针进行仿真制造的仿真麻醉针。具体结构参见医院实际医用使用的麻醉针的结构，特别是局麻针结构，在此不再赘述。仿真麻醉针中设置有可变电容器或可变电阻，通过推柱移动改变可变电容的电容或改变可变电阻的电阻，通过通信线连接到控制电路模块中，控制电路模块通过检测仿真麻醉针中的电阻或电容变化，检测推柱的回抽或位移或位置。

本实施例的穿刺针可采用中心静脉穿刺用医用穿刺针，也可根据医用穿刺针进行仿真制造的仿真穿刺针。仿真穿刺针包括：金属针本体、与针本体连接的针管，针管分叉设置有支管，支管从侧边分叉为通孔管，支管一端为侧孔。导丝或仿真导丝从仿真穿刺针的侧孔置入。具体结构参见医院实际医用使用的穿刺针的结构，在此不再赘述。

本实施例的仿真注射器根据医用注射器进行仿真制造的仿真注射器。仿真注射器中设置有可变电容器或可变电阻，通过推柱移动改变可变电容的电容或改变可变电阻的电阻，通过通信线连接到控制电路模块中，控制电路模块通过检测仿真注射器中的电阻或电容变化，检测推柱的回抽或位移或位置。

进一步，本实施例的定位组件100还包括：通过支撑杆50设置在操作平台60上方并将穿刺标记点投射在模拟皮肤62上的投影设置82、通过支撑杆50安装并通过坐标转换将穿刺或置入操作过程转换成显示画面上对虚拟患者的操作过程显示的显示装置84。投影装置82相对设置在双目采集装置80的摄像头上方。为了避免显示装置84阻挡或遮住双目采集装置80的采集拍摄视野，避免采集到显示装置84，双目采集装置80相对设置在显示装置84的下方。

待穿刺器械如仿真麻醉针、或仿真穿刺针上设置有靶向物，双目采集装置采集靶向物，通过双目标定定位靶向物从而定位待穿刺器械。

进一步，本实施例的模拟局部麻醉步骤中，提示点击麻药、核对麻药，接收到麻药点击指令，提示点击xxml注射器、抽取麻药，检测麻药抽取量，将检测到的麻药抽取量与设定量进行比较，并记录；提示点击麻醉针、回抽后进行局麻操作，检测打皮丘的位置，检测判断打皮丘的位置是否正确（可通过检测是否在标记点打皮丘判断打皮丘的位置是否正确），并记录，检测计算打皮丘时针尖与模拟皮肤的进针角度，与标准打皮丘角度进行比较判断，并记录；检测打皮丘的深度，与标准打皮丘深度进行比较判断，并记录，根据检测到的操作与标准操作进行比较打分；检测仿真麻醉针麻醉进针角度，利用双目标定定位拍摄仿真麻醉针针筒上的靶向物，计算靶向物的立体坐标，通过靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真麻醉针与模拟皮肤之间的进针角度，将检测的进针角度与设定的标准进针角度比较，判断仿真麻醉针进针角度是否标准，若仿真麻醉针进针角度不在标准进针角度范围内则错误提示，并记录，根据检测的仿真麻醉针进针角度进行比较判断打分；提示进行逐层回抽麻醉，检测麻醉针是否进行逐层麻醉，检测每次推药前麻醉针是否回抽，若未回抽则提示进行回抽麻醉，并记录，若检测到麻醉针穿到下一层时，上一层未麻醉，错误提示；检测麻醉针并将仿真麻醉针的位置、运动过程及进针角度通过坐标转换成虚拟画面上对虚拟患者进行虚拟操作显示，小窗显示人体组织结构、并根据检测到的模拟麻醉操作过程转换成显示画面上虚拟麻醉针通过表皮进入各组织结构层进行逐层浸润麻醉的过程显示。将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

本实施例的中心静脉穿刺智能训练设备100，还包括：底座30、设置在底座30上的主箱体70。定位组件100设置在主箱体70上。主箱体70中设置有控制电路模块、电源。主箱体中相对上部位置设置有抽拉式结构的器械物品盒72。支撑杆50可以设置在底座30上，也可设置在主箱体70上。

为了方便移动、搬运，底座30底部设置有移动轮32，移动轮32上设置有锁定开关34。锁定开关34可以在部分移动轮32上设置，也可以在全部移动轮32上进行设置。

控制电路模块可以采用主控模块、及由主控模块控制的器件控制模块，也可采用主机、及与主机连接并由主机驱动控制的器件控制模块。电源可以采用外接电源通过电源电路接入到控制电路模块，也可备用内部充电电源。

进一步，本实施例的模拟消毒步骤中，提示点击消毒刷进行消毒操作，检测虚拟消毒刷操作，接收虚拟消毒刷点击开始拖动指令，拖动停止表示一次消毒完成，检测消毒起点是否以穿刺点为中心，若消毒起点与标记点不符则错误提示如提示消毒时应以穿刺点位中心，检测消毒方向是否由内向外、离心型消毒，若检测到消毒方向错误则错误提示如提示消毒方向错误，并记录；消毒完成检测消毒面积，若消毒面积小于预设标准则错误提示，并记录；每次消毒完成检测消毒是否有留白，若检测到留白则错误提示，并记录；若第二次消毒完成，检测第二次消毒面积是否小于第一次消毒面积，若第二次消毒完成，消毒面积大于第一次消毒面积则错误提示，并记录；检测第三次消毒面积是否小于第二次，若第三次消毒完成，消毒面积大于第二次消毒面积则错误提示，并记录；检测消毒次数，将消毒次数与预设标准次数比较判断，并记录；检测下一次消毒时是否使用新消毒刷，并记录。

进一步，物品选择完成则进入模拟操作前准备步骤，场景中治疗车推至患者侧边。

进一步，本实施例的模拟操作前准备步骤包括：

核对解释：提示点击医嘱本，核对患者信息、交流解释，核对解释完成进入下一步；

点击医嘱本，选择核对患者信息、核对患者腕带信息、与患者交流解释，播放核对解释过程，如核对患者信息，播放医生与患者的对话过程，核对患者姓名、性别、年龄、住院号等，向患者、家属交代中心静脉穿刺的必要性，请家属回避，向患者解释配合方法；

调整体位：提示协助患者调整体位，接收调整指令，与预设标准进行比较判断，若操作错误则错误提示，若正确则进入下一步，并记录；

可以选择让操作者对显示画面中的患者进行触摸操作，调整头部角度、偏向等；也可采用在显示多种体位供操作进行选择，若选择错误则提示，若选择正确进入下一步；

穿刺点选择并标记：提示对穿刺点进行标记，检测标记位置，若标记错误则错误提示，若标记正确则进入下一步，并记录；

提示点击记号笔，对穿刺点进行标记，操作者手指带动记号笔进行标记或手指直接进行操作，检测标记位置，若标记错误则错误提示，若标记正确则进入下一步；

洗手：提示进行洗手，洗手完成进入下一步；

提示点击洗手液进行洗手，播放洗手过程动画，播放完成或点击下一步进入到下一步；

打开穿刺包：提示打开穿刺包，检测是否按正确顺序打开穿刺包，穿刺包打开完成进入下一步；

提示点击打开穿刺包，提示打开方向、顺序（如标引箭头指示打开），沿指示进行触摸操作打开，显示摆放好的包内物品，打开穿刺包完成或打开后点击下一步或确定进入下一步；

戴手套：提示戴手套，戴手套完成进入下一步；

提示点击无菌手套、戴手套，接受到手套点击指令，播放戴手套动画或画面；

检查浸润器械：提示检查、浸润穿刺针和导管，检查浸润完成进入下一步；

进一步，检查浸润器械：提示点击生理盐水、检查浸润穿刺针和导管，播放检查、浸润穿刺针、导管过程动画或画面，完成进入下一步、或点击确定或下一步进入下一步；

生命体征监测：接收虚拟监护仪选择指令，控制转向或显示监护仪。

点击显示画面上的虚拟监护仪，画面镜头转向监护仪；若操作过程中，导丝或导管插入过长，监护仪出现警报声。

进一步，本实施例的中心静脉穿刺智能训练方法于选择病例前还包括：模式选择。模式选择还包括：若接收教学模式指令，进入教学模式。进入教学模式：选择病例、模拟物品准备、模拟操作前准备、模拟消毒、模拟局部麻醉、模拟穿刺置管、模拟固定、模拟术后处理、结束、提交成绩。并提供主动语音纠错、知识点提醒。教学模式下，每一步操作都设置有详细的操作提示及错误说明，能够大步骤的跳转，并且能对单个步骤进行反复指导。

若接收考试模式指令，进入考试模式；考试模式无任何提醒，并在后台记录操作情况，并在操作结束后给出评分和错误点，并根据病例指出具体的错误。考试模式下没有操作提示，记录操作者的错误操作。该模式下必须严格按照流程进行操作，若发生严重错误则考试结束，成绩不合格。成绩录入系统、存档。

如图2所示，本实施例的一种中心静脉穿刺模拟智能训练系统200，包括：选择病例模块202、物品准备模块204、模拟操作前准备模块206、模拟消毒模块208、模拟局部麻醉模块210、模拟穿刺置管模块212、模拟固定模块214、模拟术后处理模块216、结束模块218。

选择病例模块202：接收病例选择指令进入病例显示，若接收到有禁忌症病例则提示禁忌症，若接收到适当的病例选择指令进入病例显示，完成病例选择进入场景；

物品准备模块204：控制显示物品准备场景，接收物品选择指令，判断所选物品是否正确，判断物品选择是否多选或漏选，若选择物品正确，物品选择完成连接到下一个模块，并记录；

模拟操作前准备模块206：包括：模拟核对解释操作的核对解释单元、模拟协助患者调整体位的协助患者调整体位单元、模拟穿刺点选择并标记的穿刺点选择并标记单元、模拟洗手的洗手单元、模拟打开穿刺包的打开穿刺包单元、模拟戴手套的戴手套单元、模拟检查及浸润器械的检查浸润器械单元、模拟进行生命体征监测的生命体征监测单元，当进入穿刺点选择并标记单元提示对穿刺点进行标记，检测是否进行穿刺点标记，检测穿刺点标记位置判断位置标记是否正确，记录操作，模拟操作前准备完成连接到下一个模块；

模拟消毒模块208：提示进行消毒，检测模拟消毒的开始点，消毒面积、消毒次数，根据操作提示操作正确与否，提示正确的操作，若模拟消毒完成提示进行铺巾，铺巾完成连接到下一个模块，并记录；

模拟局部麻醉模块210：提示核对麻药、抽吸麻药、进行局麻操作，控制投影装置将标记的穿刺点投影到面板上的模拟皮肤上，检测仿真麻醉针麻醉操作，采用双目标定采集定位打皮丘、局麻进针位置，判断打皮丘的位置是否正确，检测仿真麻醉针的进针角度判断进针角度是否在设定范围内，若判断不在设定范围内则错误提示，检测麻醉进针深度，检测是否逐层回抽麻醉，若检测到错误操作则错误提示，记录操作，局部麻醉完成后连接到下一个模块；

模拟穿刺置管模块212：提示进行穿刺，驱动器械控制模块控制双目采集装置采用双目标定采集定位仿真穿刺针模拟穿刺进针位置，判断穿刺位置是否正确，若穿刺位置错误则错误提示，检测穿刺角度判断穿刺角度是否在设定正确范围内，若不在设定范围内则错误提示，检测穿刺深度，若检测到穿刺深度不在设定深度范围则错误提示，穿刺完成提示进行置入导丝或仿真导丝，检测导丝或仿真导丝置入深度，检测置入导丝或仿真导丝速度，若导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，导丝或仿真导丝置入完成提示退出穿刺针或仿真，检测导丝或仿真导丝置入深度，若仿真穿刺针拔出后，导丝或仿真导丝置入深度不在设定范围内则错误提示，仿真穿刺针拔出完成提示进行扩张皮肤，扩张皮肤完成提示进行置入导管或仿真导管，当导管或仿真导管置入到设定位置或距离、检测置入导管手法、是否边进导管边退导丝，检测导管或仿真导管置入深度，若检测到导管或仿真导管置入到适当深度则提示连接仿真注射器回抽确认导管位置，检测是否回抽，正压封管，记录操作，置管完成连接到下一个模块；

模拟固定模块214：提示固定穿刺点，接收指令固定穿刺点，固定穿刺点完成提示进行贴敷贴，贴敷贴完成连接到下一个模块；

模拟术后处理模块216：提示进行术后处理，根据指令进行术后处理；

结束模块218：训练完成结束训练。

登录进入中心静脉穿刺智能训练系统后，进入选择病例模块202，接收病例选择指令，若接收到有禁忌症的病例，显示具体的病例，提示禁忌症，可以语音提示，也可文字显示提示，也可采用在文字中标记提示，如加粗红色显示。选择到无禁忌症的病例或适合进行中心静脉穿刺的病例的适当病例，显示病例，显示确定按键，若接收到确定指令连接到下一个模块，进入场景；也可设定时间后自动跳转连接到下一个模块。

进入模拟物品准备模块204，进入场景，提示请选择中心静脉穿刺所需要准备的物品，点击屏幕上显示的物品进行选择，若选择正确，在选择的物品上进行指示，如在选择的物品上打勾；若选择错误，在选择的物品上进行错误提示，如在选择的物品上打叉；在屏幕下方显示已选择的正确的物品数量、应选择的物品数量，选择完成点击确定指令，接收到确定指令，判断物品选择是否多选或漏选、或错选，若选择有误则错误提示，若选择物品正确，物品选择完成则连接到下一个模块，记录操作；将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

物品选择完成则连接到模拟操作前准备模块，场景中治疗车推至患者侧边。

进一步，本实施例的模拟操作前准备模块包括：核对解释单元、调整体位单元、穿刺点选择并标记单元、洗手单元、打开穿刺包单元、戴手套单元、检查浸润器械单元、生命体征监测单元。

核对解释单元：提示点击医嘱本，核对患者信息、交流解释，核对解释完成连接到下一个单元。

进一步，核对解释单元：提示点击医嘱本，接收医嘱本点击指令，接收到核对患者信息、核对患者腕带信息、与患者交流解释选择指令，播放核对解释过程，如核对患者信息，播放医生与患者的对话过程，如核对患者姓名、性别、年龄、住院号等，向患者、家属交代中心静脉穿刺的必要性，请家属回避，向患者解释配合方法。

调整体位单元：提示协助患者调整体位，接收调整指令，与预设标准进行比较判断，若操作错误则错误提示，若正确则连接到下一个单元，并记录。

调整体位单元中进行体位调节可以选择让操作者对显示画面中的患者进行触摸操作，调整头部角度、偏向等；也可采用在显示多种体位供操作进行选择，若选择错误则提示，若选择正确连接到下一个单元。

穿刺点选择并标记单元：提示对穿刺点进行标记，检测标记位置，若标记错误则错误提示，若标记正确则连接到下一个单元，并记录。

进一步，穿刺点选择并标记单元：提示点击记号笔，对穿刺点进行标记，检测到操作者触摸带动记号笔进行标记或触摸到患者的待进行穿刺的位置直接进行操作，检测标记位置，若标记错误则错误提示，若标记正确则进入连接到下一个单元。

洗手单元：提示进行洗手，洗手完成连接到下一个单元。

进一步，洗手单元：提示点击洗手液进行洗手，播放洗手过程动画，播放完成或点击下一步、或播放完成自动连接到下一个单元。

打开穿刺包单元：提示打开穿刺包，检测是否按正确顺序打开穿刺包，穿刺包打开完成连接到下一个单元。

进一步，打开穿刺包单元：提示点击打开穿刺包，提示打开方向、顺序（如标引箭头指示打开），沿指示进行触摸操作打开，显示摆放好的包内物品，打开穿刺包完成或打开后点击下一步或确定、或自动连接到下一个单元。

戴手套单元：提示戴手套，戴手套完成连接到下一个单元。

进一步，戴手套单元：提示点击无菌手套、戴手套，接受到手套点击指令，播放戴手套动画或画面，戴手套完成连接到下一个单元。

检查浸润器械单元：提示检查、浸润穿刺针和导管，检查浸润完成连接到下一个单元。

进一步，检查浸润器械单元：提示点击生理盐水、检查浸润穿刺针和导管，接收到画面上的生理盐水点击指令，播放检查、浸润穿刺针、导管动画或画面，完成连接到下一个单元、或点击确定或下一步连接到下一个单元。

生命体征监测单元：接收虚拟监护仪选择指令，控制转向或显示监护仪。

进一步，生命体征监测单元：接收到显示画面上的虚拟监护仪的点击指令，画面镜头转向监护仪；若操作过程中，导丝或导管插入过长，监护仪出现警报声。

进一步，本实施例的模拟消毒单元，提示点击消毒刷进行消毒操作，检测虚拟消毒刷操作，接收虚拟消毒刷点击开始拖动指令，拖动停止表示一次消毒完成，检测消毒起点是否以穿刺点为中心，若消毒起点与标记点不符则错误提示如提示消毒时应以穿刺点位中心，检测消毒方向是否由内向外、离心型消毒，若检测到消毒方向错误则错误提示如提示消毒方向错误，并记录；消毒完成检测消毒面积，若消毒面积小于预设标准则错误提示，并记录；每次消毒完成检测消毒是否有留白，若检测到留白则错误提示，并记录；若第二次消毒完成，检测第二次消毒面积是否小于第一次消毒面积，若第二次消毒完成，消毒面积大于第一次消毒面积则错误提示，并记录；检测第三次消毒面积是否小于第二次，若第三次消毒完成，消毒面积大于第二次消毒面积则错误提示，并记录；检测消毒次数，将消毒次数与预设标准次数比较判断，并记录；检测下一次消毒时是否使用新消毒刷，并记录。

进一步，本实施例的模拟局部麻醉模块：提示点击麻药、核对麻药，接收到麻药点击指令，提示点击xxml注射器、抽取麻药，检测麻药抽取量，将检测到的麻药抽取量与设定量进行比较，并记录；提示点击麻醉针、回抽后进行局麻操作，检测打皮丘的位置，检测判断打皮丘的位置是否正确（可通过检测是否在标记点打皮丘判断打皮丘的位置是否正确），并记录，检测计算打皮丘时针尖与模拟皮肤的进针角度，与标准打皮丘角度进行比较判断，并记录；检测打皮丘的深度，与标准打皮丘深度进行比较判断，并记录，根据检测到的操作与标准操作进行比较打分；检测仿真麻醉针麻醉进针角度，利用双目标定定位拍摄仿真麻醉针针筒上的靶向物，计算靶向物的立体坐标，通过靶向物与模拟皮肤的角度计算仿真麻醉针与模拟皮肤之间的进针角度，将检测的进针角度与设定的标准进针角度比较，判断仿真麻醉针进针角度是否标准，若仿真麻醉针进针角度不在标准进针角度范围内则错误提示，并记录，根据检测的仿真麻醉针进针角度进行比较判断打分；提示进行逐层回抽麻醉，检测麻醉针是否进行逐层麻醉，检测每次推药前麻醉针是否回抽，若未回抽则提示进行回抽麻醉，并记录，若检测到麻醉针穿到下一层时，上一层未麻醉，错误提示；检测麻醉针并将仿真麻醉针的位置、运动过程通过坐标转换成虚拟画面上对虚拟患者进行虚拟操作显示，小窗显示人体组织结构、并根据检测到的模拟麻醉操作过程转换成显示画面中虚拟麻醉针通过表皮进入各层组织结构层进行逐层浸润麻醉的过程显示。将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

进一步，本实施例的模拟穿刺置管模块：控制投影装置将穿刺标记点投影到模拟皮肤上，检测穿刺进针位置是否正确，若检测到未在正确位置穿刺则进行错误提示，如提示穿刺位置有误，请沿穿刺点穿刺；检测进针方向，检测仿真穿刺针进针方向是否指向同侧乳头方向，若进针方向没有对准同侧乳头方向则错误提示，如提示请保持穿刺针对准同侧乳头方向，如提示请保持穿刺针对准同侧乳头方向，并记录；检测仿真穿刺针进针角度，判断进针角度是否在设定范围内，若进针角度不在设定范围则错误提示，如提示请保持穿刺针的角度为30-45度；检测穿刺进针，检测穿刺深度，根据检测的穿刺深度判断，若判断穿刺深度过深或过浅则错误提示，如若未穿刺到达到静脉深度就接收点击导丝按钮指令则提示穿刺针进针深度不够，若穿刺针穿刺深度超过设定深度则提示穿刺针进针太深，应保持1-3cm，并记录操作；检测进针速度，与设定标准速度范围比较，并记录；记录操作，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

进一步，检测穿刺进针时是否保持回抽状态，并记录；检测仿真穿刺针回抽若判断回抽见血则进入置入导丝，提示置入导丝，如提示请点击导丝，从穿刺针侧孔置入导丝，实时检测导丝或仿真导丝置入速度，并记录，判断导丝或仿真导丝置入速度是否在设定范围内，并记录，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分；检测是否置入导丝或仿真导丝，检测置入导丝或仿真导丝深度，判断置入导丝或仿真导丝的深度是否在设定范围内，若检测到导丝或仿真导丝未到达设定深度范围退出仿真穿刺针，则进行错误提示如提示导丝置入深度不够，置入深度为15-20cm，若检测到导丝或仿真导丝置入深度过深，错误提示如提示导丝置入过深，心率失常，置入深度为15-20cm；导丝或仿真导丝置入完成（如检测到导丝或仿真导丝置入到设定的合适深度时）提示退出穿刺针，如提示退出穿刺针，并保持导丝不动，检测仿真穿刺针退出速度并与设定的标准退针速度进行比较判断，并记录，检测导丝或仿真导丝在模拟血管内的深度即检测导丝或仿真导丝的置入深度，若仿真穿刺针拔出后，导丝或仿真导丝的置入深度低于设定值，则错误提示或失败提示，如提示退出穿刺针时，导丝被带出，手术失败，退出训练，并记录，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分；若检测到导丝或仿真导丝的置入深度在设定深度范围内则完成退穿刺针进入下一步。

进一步，提示扩张皮肤如提示点击皮肤扩张器，扩张皮肤，检测插入皮肤扩张器或仿真皮肤扩展器的速度，判断插入速度是否合适（是否过快或过慢）检测判断模拟皮肤扩展口大小是否合适（可根据皮肤扩张器或仿真皮肤扩展器进入模拟皮肤的深度模拟判断皮肤扩张口大小是否合适），检测皮肤扩张器或仿真皮肤扩张器退出速度，判断退出速度是否合适（是否过慢或过快），并记录，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分。

进一步，模拟扩张皮肤完成进入模拟置管，提示进行导管置管如提示点击导管，沿导丝置入导管，检测模拟置管速度，与设定标准置管速度进行比较判断，并记录；检测导管或仿真导管置入深度，实时显示导管的置管深度，与设定标准置管深度进行比较判断，并记录；当导管或仿真导管置入到设定退导丝位置或距离、检测置入导管手法、是否边进导管边退导丝，并记录；若导管或仿真导管置管深度未达到设定的标准置管深度时，检测到导丝或仿真导丝抽出则错误提示或失败提示如提示导管深度不够，手术失败，退出训练；若检测到导管或仿真导管置管深度相对设定的标准置管深度过深则错误提示如提示导管置入太深，心率失常，置入深度为15-20cm；检测连接注射器，检测是否回抽、判断是否回抽到血液（根据导管或仿真导管置入深度模拟是否回抽到血液），正压封管。注射器设置有检测回抽、推送位置的位移传感器或位置传感器或可变电容器，通过信号线连接到器械控制模块，器械控制模块与主控模块通信连接由主控模块控制。

进一步，本实施例的模拟穿刺置管模块中，在仿真穿刺针上设置有靶向物（如设置荧光条等，由于仿真穿刺针需穿刺进入模拟皮肤下，最好将靶向物如荧光条设置在仿真穿刺针的非针本体即金属针本体上，而设置在如针筒上），利用双目标定定位拍摄仿真穿刺针上的靶向物，计算靶向物的立体坐标，根据计算的靶向物与模拟皮肤的角度作计算仿真穿刺针与模拟皮肤的角度；根据仿真穿刺针上靶向物的移动位置计算仿真穿刺针的进针深度，仿真穿刺针的针尖相对靶向物（如荧光条）的位置是相对确定的，可根据靶向物的位置计算针尖的穿刺位置；建立虚拟画面的坐标，建立模拟皮肤及穿刺板（导丝导管板）的坐标，通过坐标转换可将虚拟画面上的穿刺点经投影设备投影到模拟皮肤的相应位置，通过坐标转换可将模拟皮肤及穿刺板（导丝导管板）的位置转换到虚拟画面上的患者的相应位置进行显示。将检测到的仿真穿刺针的位置、运动通过坐标转换到显示画面上对虚拟患者进行穿刺操作显示，将检测到的导丝或仿真导丝的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导丝操作显示，将导管或仿真导管的位置、运动过程通过坐标转换成显示画面上对虚拟患者进行置导管操作显示。

双目标定的具体进行定位计算位置的方法及过程参见201810496316.2仿真医疗器械的双目标定定位方法及虚拟仿真医教系统，在此不再赘述。

在中心静脉穿刺智能训练设备100上设置有操作平台60，操作平台60上设置有模拟皮肤62，模拟皮肤62下设置有导丝导管板42，导丝导管板42上设置有引导导丝导管或仿真导丝导管置入路径的穿刺导轨422（相当于模拟血管），导丝导管板42对应设置且相应于穿刺导轨422设置有图像采集装置。

进一步，本实施例的模拟穿刺置管模块中，控制图像采集装置（如相机或摄像头）采集导丝导管或仿真导丝导管置入过程图片，获取图片对图片进行灰度处理，剔除杂色，获得导丝或仿真导丝的轨迹图片，收集穿刺轨道中的导丝或仿真导丝轨迹像素点，像素点数量乘以像素相对长度比例（一个像素点或像素单元在图片上所代表的导丝或仿真导丝的长度对应的导丝或仿真导丝的实际长度）取得导丝或仿真导丝置入长度，检测导丝或仿真导丝置入长度，检测设定时间内导丝或仿真导丝的移动、或导丝或仿真导丝上的点的移动，计算导丝或仿真导丝的置入速度，导管的尖端设置为与导丝不同颜色，导丝或仿真导丝为第一颜色，导管或仿真导管的尖端设置为第二颜色，穿刺轨道设置为第三颜色，获取第二颜色像素点位置，记录位置点，对获取的图片进行处理，进行灰度处理，剔除杂色，获得导丝或仿真导丝的轨迹，计算导管或仿真导管位置，按顺序取像素点，到第二颜色像素点位置时，为置入的导管或仿真导管的像素点，导丝或仿真导丝、或导管或仿真导管从模拟皮肤穿刺到穿刺轨道的起点的距离是相对固定的，根据取得的像素数量与像素相对长度比例（像素点或像素单元对应的实际长度）计算导管或仿真导管的置入深度，检测设定时间内导管或仿真导管上第二颜色像素点的移动，计算导管或仿真导管的置入速度。

进一步，模拟固定模块：提示用针线、皮肤固定器固定穿刺点，接收针线、皮肤固定器点击指令，控制播放固定过程动画或画面进行固定；若未固定接收到透明敷贴点击指令，则错误提示，如提示请先用针线、皮肤固定器固定穿刺点；固定穿刺点完成进入贴敷贴，提示贴敷贴，如提示请在穿刺点覆盖透明敷贴，接收透明敷贴点击指令，进行贴敷贴，完成贴敷贴连接到下一个模块。

进一步，模拟术后处理模块：提示撤洞巾，如提示点击洞巾、进行撤洞巾操作，接收到画面上洞巾点击拖拉指令，拖拉至医用垃圾桶，洞巾进入垃圾桶或消失；接收协助患者调整体位指令，根据调整指令控制患者取得舒适体位，询问患者感受，根据指令整理患者床及用物；提示洗手，如提示请点击消毒液、进行洗手，接收到消毒液点击指令，控制播放洗手过程动画或画面；洗手完成进入术后核对解释记录，提示点击医嘱本、进行术后核对解释记录，接收到医嘱本点击指令，控制播放术后核对解释记录过程，播放医生与患者的交流过程，核对患者姓名、性别、年龄、住院号等信息，叮嘱患者、家属注意事项，记录。

进一步，结束模块：提示训练完成，点击结束训练按钮指令，退出，记录操作时间，与设定操作时间进行比较，根据评分标准进行评分，记录操作，将操作比对操作标准，根据评分标准或评分等级进行评分，列出评分表及成绩。

进一步，本实施例的中心静脉穿刺智能训练系统还包括：登录模块：接收身份验证信息进行验证登录。

身份验证可以采用账户密码进行登录，若账户密码验证成功则登录系统，验证失败则提示错误，重新进行输入。

身份验证也可以采用人脸识别认证，开机状态下，红外检测到有人坐下，开启人脸识别，识别成功则登录系统；识别失败则再次进行识别，或提示采用其他登录方式进行登录；

也可采用扫码登录，登录手持终端如手机app，扫描平板中的二维码进行登录。

进一步，本实施例的中心静脉穿刺智能训练系统还包括：模式选择模块。模式选择还包括：若接收教学模式指令，进入教学模式。进入教学模式：选择病例、模拟物品准备、模拟操作前准备、模拟消毒、模拟局部麻醉、模拟穿刺置管、模拟固定、模拟术后处理、结束、提交成绩。并提供主动语音纠错、知识点提醒。教学模式下，每一步操作都设置有详细的操作提示及错误说明，能够大步骤的跳转，并且能对单个步骤进行反复指导。

若接收考试模式指令，进入考试模式；考试模式无任何提醒，并在后台记录操作情况，并在操作结束后给出评分和错误点，并根据病例指出具体的错误。考试模式下没有操作提示，记录操作者的错误操作。该模式下必须严格按照流程进行操作，若发生严重错误则考试结束，成绩不合格。成绩录入系统、存档。

本发明的中心静脉穿刺智能训练方法及系统根据参数判断用户行为，进行动画、语音、视频、文字显示，进行图像识别，进行用户操作采集和视频回放。评分列表及成绩可发送给信息化平台，由信息化服务器发送网页显示学员分数。

本实施例的中心静脉穿刺智能训练系统是一种先进的、虚实结合交互式培训系统。能模拟真实临床操作环境，精准地模拟临床真实中心静脉穿刺的操作步骤。同时，可像传统仿真模型一样,在模拟皮肤上进行操作，在操作过程中实时给予指导,帮助提高学生的操作技能，为其进入真实临床操作打下坚实基础。仿真器械，与真实模型进行互动，事实地智能纠错与提示。系统含教学、训练和考试三种模式，学生可自主学习训练与测评，通过网络化平台搭建，教师可远程指导。

系统提供的3种模式：

训练模式：提供主动语音纠错、知识点提醒等功能。学生可以在没有老师的情况下学习中心静脉穿刺操作。并在操作结束后给出评分。

教学模式：提供主动语音纠错、知识点提醒等功能。

考试模式：无任何提醒，但后台记录学生操作情况，并在操作结束后给出评分和错误点。并根据病例指出学生的具体错误。

评分：在训练模式，和考试模式下点击提交成绩，可查看学员操作成绩。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。