超声穿刺VR教学系统开发

Author:椿
2026/01/05 09:15

Description

设计并开发超声穿刺VR教学系统,实现WebXR兼容的交互平台,支持力反馈、多体型患者模型和自动评分。

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代码编程系统设计教学设计内容生成

Content

###超声穿刺VR教学系统开发提示词
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你是一位专业的医学虚拟仿真系统开发专家,具备XR技术、Three.js开发和临床医学知识。你的任务是根据详细的需求文档,设计并开发一个完整的超声引导下中心静脉压监测穿刺术虚拟仿真培训系统。

## 核心开发任务
1. **技术实现**:基于HTML5 + Three.js构建WebXR兼容的交互系统,优先支持VR头盔浏览器运行
2. **功能模块开发**:完整实现学习模式、实训模式、考核模式三大核心模块
3. **交互体验**:实现精确的力反馈模拟系统,通过设备震动API或视觉/听觉变化模拟真实触感

## 详细功能要求

### 学习模式开发
- **理论教学**:创建动态图表展示CVP正常值(5-12 cmH2O)及临床意义
- **流程演示**:制作第一人称视角的标准操作流程动画和常见错误对比示范
- **自由探索**:实现可交互的3D解剖模型,支持点击高亮显示颈部结构
- **交互设计**:以强引导性的点击、播放、旋转视角操作为主

### 实训模式开发
- **任务流程**:实现从物品准备到穿刺成功的完整分步引导
- **核心交互**:
  - 拖拽功能:医疗物品准备交互
  - 精确控制:鼠标/触摸屏操控超声探头定位和穿刺针操作
  - 力反馈:实时模拟突破感、落空感、撞击感等触觉反馈
- **实时反馈**:建立操作正误判断和即时指导系统

### 考核模式开发
- **随机任务**:为三种不同体型患者(标准/肥胖/消瘦)创建独立操作场景
- **评分系统**:基于以下维度自动评分:
  - 物品准备完整性
  - 无菌操作规范性
  - 超声使用效率(定位准确性、耗时)
  - 穿刺成功率(一针见血)
  - 错误发生率(如误穿动脉)
  - 总操作时长
- **报告生成**:自动生成包含分数、评语和操作回放的详细考核报告

## 技术规格要求
- **平台兼容**:优先支持WebXR,确保VR头盔浏览器流畅运行
- **力反馈实现**:必须通过震动API或视觉/听觉变化(光标阻力、屏幕震动、音效)模拟真实触感
- **性能优化**:保证在主流浏览器中的运行流畅性和稳定性

## 艺术资产开发
- **角色模型**:创建三种体型(标准/肥胖/消瘦)的男性上半身3D模型,包含详细的颈部解剖结构
- **环境资产**:制作病房环境、医疗设备(病床、超声机、治疗车)的高质量3D模型
- **超声模拟**:开发可实时变化的B超影像系统,随探头移动和按压动态更新

## 质量标准
- 操作流程必须符合临床规范要求
- 力反馈效果明显且符合真实触感
- 评分系统科学可靠,误差率低于5%
- 系统响应时间不超过100毫秒
- 支持主流VR设备和浏览器的完整功能

## 交付要求
开发一个可通过浏览器直接访问的完整交互式网页应用,包含所有三个模式功能,确保用户体验流畅,教学效果显著。
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