1.一種用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真系統，包括智能體模（1）、計
算機（7），所述智能體模主要由模體及設置在模體內的三維仿真模擬心臟（5）和模擬食道及
胃（6）構成，其特征在于還包括TEE仿真探頭（3）和探頭姿態裝置；所述探頭姿態裝置由
測距儀（2）、角度測量器（8）、勾擺模擬器和超聲扇面旋轉模擬器組成，測距儀（2）設置在
智能體模（1）的食道部位，TEE仿真探頭（3）經智能體模咽喉插入測距儀，角度測量器（8）
安裝在TEE仿真探頭（3）上，且為同軸線安裝，勾擺模擬器和超聲扇面旋轉模擬器安裝在
TEE仿真探頭的手柄（4）上；
所述測距儀（2）用于采集TEE仿真探頭（3）插入食道的深度數據，測距儀包括磁環（9）、
敏感頭（11）、電子盒（13）和連接器（14），所述磁環（9）安裝在用于插TEE仿真探頭（3）
的空心軸（10）上，所述敏感頭（11）位于磁環（9）與電子盒（13）之間，所述電子盒（13）
的信號輸入端通過電纜（12）與敏感頭（11）的信號輸出端連接，所述連接器（14）的信號
輸入端與電子盒（13）的信號輸出端連接，其信號輸出端與計算機連接，將所采集到的數據
傳送給計算機（7）；所述角度測量器（8）用于采集TEE仿真探頭的旋轉角度數據，其信號
輸出端與計算機（7）連接，將所采集到的數據傳送給計算機（7）；所述勾擺模擬器用于產生
TEE仿真探頭（3）的勾擺角度變化數據，其信號輸出端與計算機（7）連接，將其所產生的
數據傳送給計算機（7）；所述超聲扇面旋轉模擬器用于產生TEE仿真探頭（3）的超聲波扇
面旋轉角度變化數據，其信號輸出端與計算機（7）連接，將其所產生的數據傳送給計算機（7）；
所述計算機（7）將接收到的TEE仿真探頭（3）的姿態數據與已儲存在計算機內的TEE
探頭姿態數據進行關聯匹配，并調出已儲存在計算機內的與TEE探頭姿態相對應的經食道心
臟超聲圖像予以分析處理和可視化顯示。
2.根據權利要求1所述用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真系統，其特征
在于角度測量器（8）為電位器結構，包括第一電阻體（8-1）、第一轉軸（8-2）、第一接觸刷
（8-3）、第一正極觸點（8-4）、第一輸出觸點（8-5）和第一負極觸點（8-6）；
所述第一電阻體（8-1）為環帶體，安裝在圓形底座上，所述第一轉軸（8-2）安裝在圓形
底座的中心部位，所述第一接觸刷（8-3）的一端與第一轉軸（8-2）連接，其另一端與第一
電阻體（8-1）接觸，所述第一正極觸點（8-4）、第一負極觸點（8-6）分別安裝在與第一電阻
體（8-1）兩端連接的兩導電片上，所述第一輸出觸點（8-5）安裝在與第一接觸刷（8-3）相
接的導電片上，通過導線與計算機連接。
3.根據權利要求1或2所述用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真系統，其
特征在于勾擺模擬器由復合電位器（16）、第一旋鈕（15）和第二旋鈕（17）組成；
所述復合電位器（16）包括第二電阻體（16-1）、第三電阻體（16-2）、第二轉軸（16-9）、
第三轉軸（16-3）、第二接觸刷（16-5）、第三接觸刷（16-4）、第二正極觸點（16-6）、第二輸
出觸點（16-7）和第二負極觸點（16-8）；
所述第二電阻體（16-1）和第三電阻體（16-2）為同圓心的環帶體，安裝在圓形底座上，
第二電阻體的半徑大于第三電阻體（16-2）的半徑；所述第三轉軸（16-3）安裝在圓形底座
的中心部位，所述第二轉軸（16-9）為空心軸，套裝在第三轉軸（16-3）上；所述第二接觸
刷（16-5）的一端與第二轉軸（16-9）連接，其另一端與第二電阻體（16-1）接觸，所述第三
接觸刷（16-4）的一端與第三轉軸（16-3）連接，其另一端與第三電阻體（16-2）接觸；所述
第二正極觸點（16-6）、第二負極觸點（16-8）分別安裝在與第二電阻體（16-1）和第三電阻
體（16-2）兩端連接的兩導電片上，所述第二輸出觸點（16-7）安裝在與第二接觸刷（16-5）
和第三接觸刷（16-4）相接的導電片上，通過導線與計算機連接；
所述第一旋鈕（15）固連在第二轉軸（16-9）上，所述第二旋鈕（17）固連在第三轉軸
（16-3）上。
4.根據權利要求1或2所述用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真系統，其
特征在于超聲扇面旋轉模擬器為設置有兩個按鍵的薄膜開關（18）。
5.根據權利要求3所述用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真系統，其特征
在于超聲扇面旋轉模擬器為設置有兩個按鍵的薄膜開關（18）。
6.一種用于教學及臨床技能培訓的經食管超聲可視化仿真方法，其特征在于包括以下步
驟：
第一步，將從醫院臨床超聲檢查儀數據庫獲取的超聲心動圖數據，以及臨床超聲檢查儀
定位的探頭姿態數據與經食道超聲心動圖之間的對應關系數據存入權利要求1所述系統的計
算機（7）中；
第二步，構建虛擬三維動態心臟模型，并將其存入權利要求1所述系統的計算機（7）中，
所述虛擬三維動態心臟模型采用樹形結構對心臟及心臟各個子結構進行分級，體現心臟及心
臟各個子結構之間的層級結構；
第三步，在進行模擬訓練時，使用權利要求1所述系統，將測距儀（2）設置在智能體模
（1）的食道位置，將TEE仿真探頭（3）經智能體模咽喉插入測距儀，操作TEE仿真探頭（3）、
勾擺模擬器和超聲扇面旋轉模擬器，測距儀（2）、角度測量器（8）、勾擺模擬器和超聲扇面
旋轉模擬器分別將各種TEE仿真探頭姿態數據送入計算機（7）中，計算機（7）根據實時獲
取的TEE仿真探頭姿態數據和已儲存在計算機內的臨床超聲檢查儀的探頭姿態數據進行關聯
匹配，并與已儲存在計算機內的經食道心臟超聲心動圖之間建立一一對應關系，調出與TEE
仿真探頭姿態數據相對應的超聲心動圖，同時在三維動態心臟模型上顯示虛擬的切面和探頭
位置，然后再利用計算機（7）對經食道超聲心動圖進行處理，對二維或三維超聲圖像進行數
據測量，分析心臟的物理特性，采用有限元分析和細胞自動機的方法對心臟模型賦予心臟跳
動所具有的動力學特性，重現人體心臟運動的全過程，同時結合心臟疾病專家知識庫，構建
典型心臟疾病病理挖掘模型，實現對心臟疾病的病理挖掘，并給出對應的超聲切面與三維動
態心臟模型的空間位置關系，結合對應的相關知識和病情資料進行計算機輔助教學中的臨床
診療決策，并進行可視化顯示。
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