Структура формального представления объектов в компьютерных диагностических тренажерах[1]

, ,

СТРУКТУРА ФОРМАЛЬНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ В КОМПЬЮТЕРНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ТРЕНАЖЕРАХ[2]

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток, Россия

Chernyakhovskaya M. Yu.

STRUCTURE OF A FORMAL OBJECT REPRESENTATION IN COMPUTER DIAGNOSTIC SIMULATORS

Введение

В современной образовательной практике медицинские компьютерные тренажеры стали очень востребованными для профессиональной подготовки специалистов. Разработка таких тренажеров создает возможность реализовать необходимые исследования на виртуальном пациенте и воспроизвести методики отработки многих медицинских манипуляций. В итоге, как студент, так и начинающий врач, получают не только теоретическую, но и практическую подготовку. Процесс разработки тренажера чрезвычайно трудоемкий, включает несколько этапов, одним из которых является описание виртуального мира тренажера. Целью настоящей работы является описание структуры формального представления объектов виртуального мира. В работе даны примеры из предметной области "Офтальмология, Проверка зрения".

Структура виртуального мира

Анализ тренажеров, описанных в литературе [1], а также макет медицинского диагностического тренажера [2], созданный в коллективе, в котором работают авторы, позволил выделить компоненты, необходимые для описания виртуального мира компьютерных тренажеров [3]: сначала необходимо описать объекты виртуального мира и множество действий, которые можно выполнять с ними; затем формируется сценарий, в соответствии с которым будет осуществляться проверка действий, выполненных пользователем. Объекты виртуального мира имеют разное предназначение, поведение и отображение. Для удобного определения и управления этими объектами предлагается следующая структура объектов.

Структура объектов

Каждый объект обладает набором атрибутов, определяющих присущие ему свойства, положение в пространстве и т. д. Наборы атрибутов делятся на атрибуты логического уровня и уровня представления. На логическом уровне содержится описание предназначения объекта, информация о состояниях, в которых он может находиться, диапазоны значений, которые могут принимать диагностические параметры и наблюдения, связи и отношения с другими объектами. На презентационном уровне определяются такие характеристики объектов, как положение в пространстве (координаты), отображение (модель и текстуры), различные повороты, коэффициенты масштабирования и т. д.

Все объекты делятся на классы: простой, изменяемый, составной, массив.

Простой объект – это объект, обладающий набором атрибутов, которые не изменяются в процессе воспроизведения сцены. Простой объект обладает следующими атрибутами: имя – термин предметной области; описание – текстовое описание объекта; модель – файл 3d-модели; текстуры – растровое покрытие модели; координаты - положение объекта на сцене. Примеры простых объектов: "стол врача", "стул для пациента" "кушетка" и др.

Изменяемый объект – это объект, который является расширением неизменяемого объекта, т. е. обладает всеми атрибутами, которые есть у простого объекта, а также включает множество состояний, которые изменяют его атрибуты в процессе работы тренажера. Каждое состояние определяется совокупностью текущих значений атрибутов. Примеры изменяемых объектов: "окклюдер", "скиаскоп", "аппарат Рота" и др.

Составной объект – это объект, который наследуется от изменяемого объекта, обладает всеми его атрибутами и, кроме этого, может содержать дочерние объекты, образовывая иерархию. У объекта может быть указано несколько дочерних объектов. Дочерние объекты могут быть объектами любых типов. Примером составного объекта является объект «пациент».

Массив – это объект, предназначенный для описания, хранения и управления набором подобных объектов. Массив наследуется от изменяемого объекта. В массиве могут быть как общие, так и специфические атрибуты. Общие атрибуты для всех элементов одинаковы, специфические указываются для каждого элемента отдельно. В каждый момент времени может быть выбран один элемент, к которому относятся все события и действия, описанные для всего массива. Примеры массивов: «набор оптических линз», «набор оптотипов», «таблица «Сивцева-Головина» и т. п.

Подробная характеристика объектов тренажера представлена в работе [4].

Заключение

В данной работе сформировано описание объектов виртуального мира для диагностического компьютерного тренажера. Выделены основные классы объектов и их характеристики. Приведены примеры.

Литература

1.  Гаммер компьютерных имитационных тренажеров и систем виртуальной реальности в учебном процессе // http://cde. *****/publ1/.

2. , , Черняховская создания компьютерных тренажеров в офтальмологии //Компьютер на службе медицины. Мат. 4-ой научно-практической конференции. Владивосток, 2002, С.. 14-15

3. V. Gribova. The concept of an intelligent tool for development of diagnostic computer simulators // Proceedings of First Russia and Pacific Conference on Computer Technology and Applications (RPC 2010). [Electronic res.]. Vladivostok (Russia), 6-9 September 2010. - Vladivostok: IACP FEB RAS, 2010. - ISBN: 67-3-4 (CD). Pp.63-65.

4. , , Черняховская объектов виртуального мира для диагностических медицинских компьютерных тренажеров. Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 201с.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект -а «Управление сообществами интеллектуальных систем»

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект -а «Управление сообществами интеллектуальных систем»