本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种mri虚拟仿真训练系统及方法。
背景技术
磁共振成像(mri)设备教学是旨在强调提高学生操作能力的实验教学，它有助于学生将mri工作原理知识转化为实际操作能力，在理论和实习教学中起到关键的过渡作用。然而，现阶段国内mri设备教学机构中，多数缺乏完整系统的现代化教学手段，当前实验教学中多通过口述或者视频来讲课，学生无法切身体会实验效果。同时，即使有条件让学生实际操作进行实际训练，由于对学生的实际操作进行测评的方式为教师目测的主观方式，教师同一时间能够指导的学生数量十分有限，教学效率将大打折扣。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种mri虚拟仿真训练系统，其能够高度逼真地模拟现实中mri设备，又便于用户学习，大大的节约了教学资源，提高了学习的效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种mri虚拟仿真训练系统，其包括：
三维模型生成模块，其用于生成mri设备、mri操作系统、操作电脑、实验台以及工作环境的三维模型；
操作提示获取模块，其用于根据当前操作步骤，在预设的操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息；
三维模型显示模块，其用于显示所述三维模型；
碰撞感应模块，其用于检测到鼠标光标位于所述mri操作系统或mri设备的三维模型；
模型移动模块，其用于并根据鼠标的不同操作控制所述mri设备或mri操作系统的三维模型进行相应移动；
用户界面模块，其用于显示所述操作内容提示信息。
在上述技术方案的基础上，所述三维模型生成模块还用于生成材料试管模型。
在上述技术方案的基础上，所述用户界面模块还用于使用文字和图片显示mri设备或mri操作系统的结构说明和工作原理说明。
在上述技术方案的基础上，所述用户界面模块还用于显示操作电脑的屏幕界面。
在上述技术方案的基础上，所述用户界面模块还用于显示操作按钮，所述操作按钮用于切换操作步骤。
在上述技术方案的基础上，所述mri虚拟仿真训练系统还包括视角转换模块，其用于调整显示的三维模型的视角。
在上述技术方案的基础上，所述mri虚拟仿真训练系统还包括特效渲染模块，其用于对所述虚拟mri设备或虚拟mri操作系统的三维模型进行特效渲染。
本发明的目的在于还提供一种使用上述系统的仿真训练方法，其包括：
用户点击鼠标的第一按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第一操作指令控制所述材料试管模型进入mri设备模型的检查区，同时用户界面模块显示mri检查步骤的操作内容提示信息，进行模拟mri检查；
用户点击鼠标的第二按钮，三维模型显示模块显示所述操作电脑模型，且操作电脑模型的屏幕界面显示不同的数据分析序列，选择其中一个序列完成数据分析。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括显示mri设备或mri操作系统的内部结构，用户界面模块显示mri设备或mri操作系统内部结构工作原理的步骤。
在上述技术方案的基础上，三维模型显示模块在显示的mri设备内部结构上标定一零部件，所述用户界面模块显示所述零部件的实物照片和该零部件名称。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的mri虚拟仿真训练系统能够高度逼真地模拟现实中mri设备，方便用户学习，节约了教学资源，提高了学习效率。
(2)本发明的mri虚拟仿真训练系统可在本地计算机上使用，也可以兼容web平台，通过挂载到学校的教务系统，用户只需登陆在线学习网站即可开展学习，不受时间和地点的约束。
附图说明
图1为本发明实施例中一种mri虚拟仿真训练系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明的实施例提供一种mri虚拟仿真训练系统，包括三维模型生成模块、操作提示获取模块、三维模型显示模块、碰撞感应模块、模型移动模块以及用户界面模块。
三维模型生成模块，其用于生成mri设备、mri操作系统、操作电脑、实验台以及工作环境的三维模型。具体地，mri设备的三维模型包括mri外壳、mri内壳、磁铁以及线圈。mri操作系统的三维模型包括射频系统模型、梯度系统模型以及温控系统模型。通过参观mri教学实验室并拍取照片，对图片进行收集和整理，根据图片利用3dstudiomax软件建立三维模型，使其能够逼真地体现mri设备、mri操作系统以及工作环境的特征，将建好的模型导出为.fbx格式保存。
操作提示获取模块，其用于根据当前操作步骤，在预设的操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息。具体地，建立操作步骤数据库，系统识别当前操作步骤的要求，从操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息。
碰撞感应模块，其用于检测到鼠标光标位于mri设备或mri操作系统的三维模型后突出显示该模型。具体地，利用unity3d的boxcollider主件检测鼠标进行触碰检测，根据需要对模型的大小、形状进行调节，使其突出显示。
模型移动模块，其用于并根据鼠标的不同操作控制mri设备或mri操作系统的三维模型进行相应移动。具体地，利用unity3d的插件dotween来控制模型的移动。
本发明实施例提供一种mri虚拟仿真训练系统视角转换模块，其用于调整显示的三维模型的视角。具体地，利用unity3d的插件添加三个空物体，一个为父物体，两个子物体，将主摄像机(cameramain)作为关联对象，通过用鼠标的滑轮改变空物体的坐标，视角跟随相机转换到需要观察的结构或场景中，拉近或延伸角度，可以让从全局或者局部了解结构或场景。
本发明实施例提供一种mri虚拟仿真训练系统特效渲染模块，其用于对mri设备或mri操作系统的三维模型进行特效渲染。具体地，mri设备或mri操作系统的三维模型会出现高亮显示效果，高亮的渲染效果是提前给系统导入highlighting插件，然后通过代码控制需要的渲染效果，可以根据需要使模型发出不同的高亮，如红色、蓝色以及黄色，还可以用代码控制模型以一定的频率闪烁不同的颜色。
本发明实施例还提供使用上述系统的mri虚拟仿真训练方法，其包括以下步骤：
用户启动mri虚拟仿真训练系统，系统提示操作进入模拟mri检查过程。用户点击鼠标的第一按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第一操作指令控制材料试管模型进入mri设备模型的检查区，同时用户界面模块显示mri检查步骤的操作内容提示信息，进行模拟mri检查；
用户点击鼠标的第二按钮，三维模型显示模块显示操作电脑模型，且操作电脑模型的屏幕界面显示不同的数据分析序列，选择数一序列完成数据分析。本实施例使用牛奶、花生、核桃以及水作为检测对象放入材料试管模型中。使用fid、se、cpmg、ir以及segcpmg作为数据分析序列。其中fid为自由感应衰减序列，se为自旋回波序列，cpmg为脉冲序列，ir为反转恢复序列，segcpmg为硬脉冲序列。
系统提示操作进入观察mri设备或者mri操作系统内部的基本结构，用户界面模块显示mri设备或者mri操作系统内部结构和工作原理。具体地，三维模型显示模块在显示的mri设备或者mri操作系统内部结构上标定一零部件，用户界面模块显示零部件的实物照片和该零部件名称。
本发明不局限于上述实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。