肌动力学参数2019030福建中医药大学

肌动学虚拟教学系统要求与标准序号组成部分实现功能、构成、主要技术指标1功能解剖学功能：骨骼方面1.用户可通过点击选取骨骼并自动标亮；2.用户可以控制开启多选模式，该模式开启时，可以连续选择多个骨骼；3.骨骼标亮的同时，显示该骨骼所有相关的文字信息；4.用户可以将当前选中的骨骼进行透明显示；5.用户可以将非当前选中的骨骼进行隐藏或者透明显示；6.用户可以将当前选中的骨骼单独分离、并进行单独地缩放及旋转；7.用户选择的骨骼需要通过纹理贴图的形式精细地展现特定的骨性标志；8.用户可以选择显示当前选中骨骼的所有肌肉的附着区域及附着点（起点用红色标识、止点用蓝色标识）；9.用户可以选择显示当前选中骨骼的骨性标志纹理，该骨性标志用不同颜色的色块对当前选中骨骼的关键标志进行着色（不同于功能要求6）。用户可以选择功能要求8中提出的骨性标志纹理中的色块，选中的色块进行高亮显示，并且显示该色块标识的骨性标志的详细文字信息。当选中骨骼显示功能要求8中的骨性标志纹理时，自动隐藏其余骨骼，并将当前骨骼置于视角中央，用户可以对当前骨骼进行单独的缩放、旋转和平移。12.系统提供相应按钮供用户点击展现该骨骼结构特征，如形态特点，血供，神经支配，肌肉附着点等；13.当用户点击骨骼形态特点按钮时，显示对应的骨骼形态描述文字；14.当用户点击骨骼血供时，负责为该骨骼供血的血管高亮显示；15.当用户点击骨骼神经支配时，支配该骨骼的所有神经高亮显示；16.当用户点击肌肉附着点时，该骨骼上所有的肌肉附着点显示。17.点击附着点可以看到该骨骼的所有肌肉附着点；18.点击并连接正确的附着点可以出现相应肌肉。19.以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，带光学追踪定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。主要技术指标：1、骨骼数量：206块2、骨骼信息6项：形态特征、骨性标志、神经支配、血供、肌肉起止点。3、骨骼纹理3套：骨骼默认颜色纹理、骨骼肌肉起始区域标识纹理、骨骼骨性标志颜色区块纹理。4、骨骼辅助标识信息：肌肉在骨骼上起点及止点标识。5、骨骼操作界面按键：肌肉起始区域标识纹理显示控制按键；多选控制按键；骨骼骨性标志颜色区块纹理显示控制按键；骨骼形态特点显示控制按键；骨骼血供显示控制按键骨骼神经支配显示控制按键；肌肉附着点显示控制按键；隐藏当前选择按键隐藏非当前选择按键；透明当前选择按键；透明非当前选择按键2功能解剖学功能：关节方面 1. 采用3D模型的形式展现出全身 143处关节结构组成、形态特征、活动度。当用户选中某个关节时，该关节相关联的骨骼、肌肉和骨连接显示，其余不相关的组织器官隐藏。当用户选中某个关节时，同时以文字的形式介绍当前选中关节的结构组成、形态特征及活动度等信息。展现关节特殊生物力学角度，介绍关节必要的基本要素及关节类型通过3D动画模型展示出关节静止及动作中骨骼的相对位置变化。关节动作动画播放过程中，用户可以对整个关节进行平移、旋转和缩放，用户的操作不会暂停或者终止关节动画的播放。关节动作动画播放过程中，用户可以对组成关节的骨骼和肌肉进行选取操作，同时高亮选中的部分。当用户选中动画过程中的肌肉或骨骼时，显示当前选中骨骼或肌肉的简要介绍信息。当用户选中动画过程中的肌肉或骨骼时，用户可以通过按键控制当前选中的骨骼或肌肉进行透明显示。用户可以将当前选择的肌肉或骨骼进行透明显示。用户可以隐藏非当前选择的肌肉或骨骼。用户可以将非当前选择的所有肌肉或骨骼透明显示。用户可以控制开启多选模式，该模式开启时，可以连续选择多个骨骼或肌肉；用户可以通过按键控制是否循环播放该关节的运动动画。展现韧带的附着位置、形态特征展现构成关节的关节囊及各条韧带用户可根据名称搜索韧带并将其标亮。用户可以360度旋转观看关节及韧带的形态。以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备， 带光学追踪定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。主要技术指标：关节数量：143处。通过3D模型展示关节信息7项：结构组成、形态特征、活动度、活动方式、关节位置、韧带位置及形态特征。关节动画：关节动画数量不小于143个。展示关节静止及动作时肌肉和骨骼的相对位置变化；用户可以在不干扰动画播放的情况下对整个动画模型进行单独的旋转、平移、缩放等；用户可以点选运动中的肌肉和骨骼；用户可控制动画的播放及循环设置。4、界面按键：动画播放控制按键；动画循环播放控制按键；动画播放进度条；多选控制按键；隐藏当前选择按键；隐藏非当前选择按键；透明当前选择按键；透明非当前选择按键3功能解剖学功能：肌肉方面1.展现出639块骨骼肌的起始点，附着点，神经支配、血供，动作作用、体表触诊方法。2.用户可以选择肌肉并且将其进行高亮显示。3.用户可以将当前选择的肌肉进行透明显示。4.用户可以隐藏非当前选择的所有肌肉。5.用户可以将非当前选择的所有肌肉透明显示。6.用户可以将当前选择的肌肉分离，进行单独的旋转、平移和缩放操作。7.用户可以通过按键将肌肉逐层剥离和添加。8.当用户点击选择肌肉时，以文字的方式显示肌肉的起止点、定义、附着处等详细信息。9.用户可以通过按键选择显示当前所选肌肉的附着点，此时肌肉所附着的骨骼将显示肌肉起止区域纹理，并且肌肉的起止点也将进行相应地标注。10.当用户选择某块肌肉时，系统会显示包含当前肌肉的所有关节和动作动画，用户可以通过点击对应关节动画图标，进入关节动画播放界面。11.用户可以控制开启多选模式，该模式开启时，可以连续选择多个肌肉。12.当用户选择某块肌肉时，用户可以通过按键显示该肌肉的血液供应，此时系统将会将与该肌肉血供相关的血管显示出来。13.当用户选择某块肌肉时，用户可以通过按键显示该肌肉的神经支配，此时系统将会将与该肌肉相关的控制神经显示出来。14.以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。15.当系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，带光学追踪定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。主要技术指标：1、肌肉数量：6392、通过3D模型展示肌肉信息6项：起始点、附着点、神经支配、血供、动作作用、体表触诊方法。3、界面信息：肌肉附着点显示控制按键肌肉神经支配显示控制按键肌肉血液供应控制按键肌肉动作动画缩略图列表体表触诊方法显示控制按键肌肉逐层增加控制按键肌肉逐层剥离控制按键多选控制按键隐藏当前选择按键隐藏非当前选择按键透明当前选择按键透明非当前选择按键4功能解剖学功能：神经方面1.展现神经走行及其支配的肌肉。用户可以通过点击选择神经，选中的神经标亮显示。用户可以控制开启多选模式，该模式开启时用户可以连续选择多个神经。用户可以将当前选择的神经进行透明显示。用户可以隐藏非当前选择的所有神经。用户可以将非当前选择的所有神经透明显示。用户可以将当前选择的神经分离，进行单独的旋转、平移和缩放操作。文字说明神经神经受损导致的功能障碍，可显示或隐藏这一信息。以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。

带光学追踪主要技术指标：1、神经信息：神经走行描述、支配的肌肉5

功能解剖学血管方面

2、界面信息：隐藏当前选择按键 隐藏非当前选择按键 透明当前选择按键透明非当前选择按键 多选控制按键功能：1. 展现出血管走行，支配肌肉、浅表动脉的触诊方法。用户可以通过点击选择血管，选中的血管标亮显示。用户可以控制开启多选模式，该模式开启时用户可以连续选择多个血管。用户可以将当前选择的血管进行透明显示。用户可以隐藏非当前选择的所有血管。用户可以将非当前选择的所有血管透明显示。用户可以将当前选择的血管分离，进行单独的旋转、平移和缩放操作。文字说明当前选中血管可能导致的疾病。以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。

带光学追踪6

功能解剖学互动考核

主要技术指标：1、血管信息：血管走行描述、支配的肌肉、浅表动脉的触诊方法2、界面信息：隐藏当前选择按键 隐藏非当前选择按键 透明当前选择按键透明非当前选择按键 多选控制按键功能：课堂上通过肌动学虚拟教学系统进行互动考核1. 用户可以进行骨骼体表标志标注， 具体过程如下：在显示测试骨骼的情况下，系统给出所有待标注的标志， 用户通过点击或拖拽的方式将标志与骨骼对应的位置进行关联。针对功能1，系统可以根据用户标注的结果进行自动评分，并上传至网络数据库进行保存。用户可以进行肌肉起止点标注，具体过程如下：在显示测试肌肉及对应附着骨骼的情况下，用户通过点击标注测试肌肉的起点和止点。针对功能3，系统可以根据用户标注的位置精确度及数量自动评分，并上传至网络数据库进行保存。用户可以进行神经支配相关的考核，具体方式如下：系统以选择题形式给出骨骼或者肌肉相关的神经支配的多个选项，用户通过点选的方式进行选择。针对功能5，系统可以根据用户选择的结果进行自动评分，并上传至网络数据库进行保存。当系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作。用户可以对题库进行更新（输入新题目）。系统提供教师客户端和学生客户端。教师可以通过教师客户端进行试题分发、查看学生成绩等功能。学生可以通过学生客户端进行答题，并自动评分上传。系统可以以填空题、选择题的形式对三维解剖模型上对应的肌肉或者骨骼进行内容考核（例如考核所标注肌肉的名称及作用）。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。

带光学追踪主要技术指标：1、骨骼考核内容：体表标志标注2、肌肉考核内容：起止点标注3、神经考核内容：支配配选4、骨骼、肌肉和神经内容考核形式：填空题、选择题。5、骨骼、肌肉和神经标识考核模式：在三维模型的标准答案进行点击。6、互动考核模块分为教师端和学生端2个应用。7、教课端可以分发试题并且查看学生成绩。8、学生端可以进行试题作答，评分并自动上传至教师端。9、用户可以向初始题库增加和删减题目。10、初始题库是试题数量≥3000。7肌动学功能：运动分析1.用户可以借助软件分析关节运动时的力矩大小，力矩—角度的关系。软件可以通过3D模型展示对应关节运动时的肌肉群力臂，例如肘伸肌群力臂的三维标注。系统可以通过动画展示日常常见动作，显示肌肉形态，力的作用方向和力臂力矩等（例如开门动作、闭链状态下的前臂旋前、使用肩部肌肉代偿三头肌瘫痪等）。关节运动动画播放时，系统可以通过图片、文字和语音等解释关节运动时的力矩和角度关系。系统可以展现发生某一关节运动时相关肌肉的功能作用，并且引入吝啬定律和做功力等概念对肌肉行为进行解释。系统可以展现肌肉共同作用及其生理优点。以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。当系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。

带光学追踪主要技术指标：1、关节运动动画的数量：主要关节在矢状面、额状面、水平面的六个动作，角度与运动过程相匹配。2、关节运动的力学分析时，标亮肌肉形态，标识力线，并标识身体的重力线。3、关节运动时可以在 3D模型上标注骨骼的旋转角度和方向。4、关节运动中肌肉功能的解析，包括主动肌、协同肌、拮抗肌、稳定肌等不同角色（根据分析的动作而定）；及相应的力臂、力矩分析。5、吝啬定律和做功力等概念的解释6、肌肉在不同动作中的募集次序，相互作用及生理优点8肌动学功能：临床案例1、结合各个部位的解剖病理生理，如肩关节半脱位，肩关节不稳，从肌动学角度进行分析其病理机制。2、结合临床案例，如脊髓损伤，脑卒中等，肩峰下撞击综合征等实际临床案例，结合肌动学分析损伤机制及表现，帮助学生理解提升临床分析能力。3、以上所有操作可通过鼠标和三维操作笔完成。4、系统在配备了触摸屏的设备上运行时，可以通过多点触摸的方式进行上述所有操作构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，带光学追踪定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。主要技术指标：1、各部位病理机制的肌动学分析。2、肌动学与临床案例结合分析。3、治疗手段与目标分析。9肌动学功能：课后巩固及1.以图文并茂的形式展示关节肌肉分块小结。考核2.包含了肌动学考试题库。3.用户可以自行导入和更新题库。4.系统包含对应试题的答案分析。5.用户可以对答案分析进行自定义编辑。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，带光学追踪定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。主要技术指标：1、肌动学中的概念解释2、关节肌肉运动功能知识3、各种运动分析的考核，如涉及的关节活动、主要肌群名称及构成、肌肉收缩方式等。10肌肉运动形功能：变实时模拟1、可以通过鼠标和操作笔点击和拖拽，进行人体肌肉模型进行受力形变模拟。从而模拟人体肌肉和骨骼在不同受力和运动条件下的相对位置和形状变化。2、软件可以模拟肌肉与骨骼发生摩擦和碰撞时的形状变化。3、用户可以通过鼠标点击和拖拽的方式，探索标准关节运动之外的肌肉运动形状和体积变化。4、系统在肌肉受力形变模拟的过程中，可以从视觉上渲染不同位置的受力大小。5、可以将模拟生成的结果进行导出为动画文件。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备， 带光学追踪定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。主要技术指标 ：1、参与形变模拟的肌肉网格三角形数量：≥ 10K2、形变模拟的帧率要求：≥ 60帧/秒3、肌肉受力情况通过红绿 2种颜色进行标识。4、骨骼肌肉相对位置变化，运动动画生成。5、不同肌肉形态在不同应力情况下的变化。6、肌肉的长度-张力，速度-力量曲线等规则在肌肉模型上的体现。7、以力图展示不同动作中肌肉的形态、力臂，内外力矩及关节作用力的变化。11 硅胶人体解剖模型

功能：1、用户可以根据硅胶模型中的肌肉、骨骼和血管学习关节解剖知识。2、硅胶人体骨骼通过表面注塑工艺重现真实骨骼的骨性标志特征。3、硅胶人体肌肉模型通过注塑和上色工艺展现真实的肌肉纹理特征。4、硅胶人体使用不同硬度的材料对骨骼和肌肉进行建模以区分不同组织的触感。5、硅胶人体的肌肉分别用红色和蓝色标注其附着肌肉的区域， 其中红色标识肌肉的起始区域，蓝色标识肌肉的中止区域。6、用户可以通过按压硅胶模型中的肌肉、骨骼与软件系统产生联动。7、肌肉与骨骼内置的压力传感器及控制芯片可以识别用户的按压力度及时长，从而向软件系统发送特定信号。8、硅胶人体模型配置 USB3.0接口，可以与软件系统进行数据通信。构成：硅胶人体模型（包含皮肤、骨骼、肌肉及部分血管神经），压力传感器，信号采集及控制芯片。主要技术指标：1、硅胶人包含皮肤层、肌肉层、骨骼层及部分血管神经。2、硅胶人所包含的肌肉数量不少于 100。3、硅胶人所包含的骨骼数量不少于 200。4、硅胶人所使用的压力传感器参数如下：压力感应范围： 20g~6kg触发力：20g，默认电阻值小于 200kΩ时触发厚度：0.4mm样式：薄片状，柔性未触发时电阻：大于 10MΩ激活时间：小于 0.01秒迟滞：+10%，(RF+-RF-)/FR+,1000g 力响应时间：<10ms电磁干扰 EMI：不产生静电释放 EDS:不敏感漂移：<5%,2.5Kg力静载24H5、硅胶人内置压力采集和控制芯片。6、硅胶人芯片提供 USB3.0控制接口与软件系统进行通信。12硅胶人肌肉功能：骨骼虚拟联1、用户可以通过轻轻按压硅胶人肌肉控制软件系统显示对应肌肉，同时显示该动肌肉关联的骨骼、血管和神经，同时以文字方式显示该肌肉的所有相关信息。2、用户可以通过重压硅胶人肌肉控制软件系统显示该肌肉相关联的所有关节动画，用户可以通过软件操作选择对应动画。3、用户可以通过持续重压硅胶人肌肉控制软件语音播报该对应肌肉的起始点，附着点，神经支配、血供，动作作用、体表触诊方法等信息。4、用户可以通过轻轻按压硅胶人骨骼控制软件系统显示对应骨骼，同时显示该骨骼相关联的肌肉附着区域以及肌肉的起始点等。5、用户可以通过重压硅胶人骨骼控制软件系统显示该骨骼相关的所有关节动画，用户可以通过软件操作选择对应的动画进行播放。6、用户可以通过持续重压硅胶人骨骼控制软件语音播报该对应骨骼的形态特征、骨性标志、神经支配、血供、肌肉起止点等信息。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备；带光学追踪定位功能的操作笔；带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜；内置压力传感器的硅胶人模型（见开发标准12）。主要技术指标：1、内置压力传感器的硅胶人模型技术指标（见开发标准11）。2、软件可以根据传感器模型识别至少3种用户操作：轻按、重压和持续重压。3、硅胶人模型可以与软件系统联动并根据用户不同按压力度和时长控制显示或者播放对应肌肉或骨骼的详细信息。13扩展功能功能：可以通过HDMI视频线外接任意尺寸显示器，并通过软件控制（不通过调整系统显示器设置显示模式的方式）在外接显示器上复制主屏幕的内容。可以通过USB线外接摄像头的方式，实现增强现实模式的教学也演示功能，该增强现实模式无需佩戴头戴式眼镜或其他类似设备。可以通过软件快捷键的方式快速切换复制显示模式和增强现实模式。可以通过HDMI外接支持裸眼3D的显示器，并通过软件直接输出裸眼3D信号（2D+Z格式）至外接裸眼3D显示器，同步现实主屏幕的操作。当屏幕配备触摸功能时，软件所有操作都可以通过触控的方式进行。构成：配备红外跟踪定位模块的非头戴式桌面虚拟现实一体机设备，定位功能的操作笔，带光学追踪定位功能的无电源偏振眼镜。

带光学追踪主要技术指标：1、通过软件的方式实现双屏内容复制显示。2、双屏扩展复制显示模式唤醒时间：≤ 1秒3、支持2D+Z格式裸眼 3D显示。4、支持的裸眼 3D显示器参数：立体3D显示屏：28视点3D技术：柱状棱镜技术分辨率：3840*2160RGB屏幕比例：16:9亮度：500cd/m2对比度：4000:1响应时间：6.5ms功耗：235W电压：交流 100-240V，50/60Hz5、裸眼3D显示窗口自动识别裸眼 3D屏幕并默认全屏显示。6、裸眼3D显示窗口唤醒时间：≤ 1秒。7、支持的摄像头参数：尺寸规格：高： 29mm宽：94mm深：24mm线缆长度：1.5m最大分辨率： 1080p/30fps-720p/30fps对焦类型：自动对焦内置麦克风：立体声支持系统：windows10或更高版本、windows8、windows7平台兼容性：支持 Skype-GoogleHangouts –Facetimeformacos8、在连接USB摄像头时，可以通过软件的方式唤醒增强实现窗口。9、增强现实窗口唤醒时间：≤ 1秒4、支持触摸控制。14 运行系统

一、虚拟现实一体机及相关配套外设，具体配置如下：1、*桌面虚拟现实交互式一体机，桌面立体显示器具备头部跟踪功能，还能够显示立体显示器的左侧和右侧图像。 图像随着眼睛在跟踪区域内的位置变化而调节。2、分辨率：1920*1080 全高清3、显示区域：20.5""H*11.5""V*23.6""D4、启动/关闭时间：Tr1.3msTf4.3ms5、对比度：2D1000:13D100:16、电源需求：12VDC（显示器） 外接电源 100-240VAC50/60Hz7、面立体显示器支架角度： 30°、45°，60°，变量8、计算机：CPU:IntelCorei7 或更高性能；操作系统：正版 Windows10；显卡支持四缓冲立体， ≥2G显存，支持OpenGL；内存≥16GB；SSD硬盘≥256GB；9、亮度：2D:500cd/m2 ，3D:500cd/m210、 操作环境：温度时 :10-40°C，湿度:10-80%NC11、 *具有高精度跟踪及定位系统，可以根据用户的体感设备的位置和方向提供一个精准的实时三维立体空间场景， 并把用户在真实空间中的定位精确实时的反馈到此三维立体空间场景中，此精准度在三维立体空间的 X轴、Y轴和Z轴每轴都在 1毫米以内。12、 *有线连接的操作笔。提供三个自定义按钮和红外传感，能够与跟踪区域内任意位置的虚拟物体进行交互。13、 采用