專(zhuān)利名稱(chēng)：醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及外科手術(shù)培訓(xùn)虛擬手術(shù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
虛擬外科手術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用，借助于虛擬外科手術(shù)系統(tǒng)，醫(yī)務(wù)人員可以沉浸于計(jì)算機(jī)生成的虛擬手術(shù)環(huán)境內(nèi)，通過(guò)仿真手術(shù)器械體驗(yàn)和學(xué)習(xí)如何進(jìn)行各種手術(shù)，并培養(yǎng)應(yīng)付各種突發(fā)情況的能力。醫(yī) 生可以根據(jù)自己的需要重復(fù)進(jìn)行各種必要的操作訓(xùn)練，并可以得到根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)建立的專(zhuān)家手術(shù)系統(tǒng)的指導(dǎo)，這大大節(jié)約了培訓(xùn)醫(yī)務(wù)人員的費(fèi)用和培訓(xùn)時(shí)間，從而達(dá)到迅速提高學(xué)習(xí)者的手術(shù)技能的目的。虛擬手術(shù)器械是虛擬手術(shù)系統(tǒng)的人機(jī)接觸交互接口，是其重要組成部分。虛擬手術(shù)的力反饋，可以使醫(yī)生通過(guò)操作虛擬手術(shù)器械運(yùn)動(dòng)，與虛擬環(huán)境和虛擬模型進(jìn)行交互，獲得與虛擬對(duì)象交互產(chǎn)生的力覺(jué)，如同操作真實(shí)物體一樣，這無(wú)疑可以使訓(xùn)練更真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，大大節(jié)約醫(yī)務(wù)人員的培訓(xùn)成本和時(shí)間，從而達(dá)到迅速提高學(xué)習(xí)者的手術(shù)技能的目的。在眾多的一維手術(shù)器械當(dāng)中，手術(shù)刀無(wú)疑是應(yīng)用最為廣泛的一種，幾乎是在外科手術(shù)操作過(guò)程中，在組織或器官上制造切口的唯一工具，而如何正確的使用手術(shù)刀也成為外科實(shí)習(xí)醫(yī)生必備的訓(xùn)練課程。目前有許多的醫(yī)療仿真手術(shù)的器械，但現(xiàn)有的器械采用的是通用的力反饋設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，通用的操作桿與真實(shí)手術(shù)器械形狀差異較大，導(dǎo)致訓(xùn)練人員手感差，訓(xùn)練效果不能滿足要求，采取的是非模塊化設(shè)計(jì)，適用范圍有限。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是制作一種醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置，采用模塊化設(shè)計(jì)，相同的自由度器械可以相互替換，改變器械的執(zhí)行裝置，可以實(shí)現(xiàn)不同的手術(shù)培訓(xùn)，以手術(shù)刀為模型設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，采用模擬的手術(shù)刀，擁有更強(qiáng)的沉浸感和真實(shí)感，操作者對(duì)手術(shù)器械的手感更加真實(shí)。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置，其組成包括模擬手術(shù)刀，所述的模擬手術(shù)刀固定在傳動(dòng)軸上，所述的傳動(dòng)軸固定在支板架上，被動(dòng)摩擦輪通過(guò)套筒固定在所述的傳動(dòng)軸上，所述的被動(dòng)摩擦輪和主動(dòng)摩擦輪嚙合，所述的主動(dòng)摩擦輪固定在電機(jī)的軸上，所述的電機(jī)固定在支板架上，所述的支板架與底座連接，所述的電機(jī)的后轉(zhuǎn)軸上安裝測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角傳感器，在手術(shù)刀上手指的施力位置上安裝壓力傳感器。有益效果I.采用摩擦輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)效率高，穩(wěn)定性好。2.按器械自由度進(jìn)行劃分，將執(zhí)行裝置進(jìn)行替換可以完成不同的醫(yī)療培訓(xùn)，實(shí)用性強(qiáng)。3.采用模擬的手術(shù)刀，能增強(qiáng)操作者的沉浸性，增強(qiáng)本機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用效果，手感良好，訓(xùn)練效果高。[0014]4.原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆裝搬運(yùn)，經(jīng)濟(jì)性好。


附圖I是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是附圖I的俯視圖。附圖3是附圖I的左視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :一種醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置，其組成包括模擬手術(shù)刀1，所述的模擬手術(shù)刀通過(guò)沉頭螺釘2固定在傳動(dòng)軸3上，所述的傳動(dòng)軸上安裝有彈性擋圈4和滾動(dòng)軸承5，所述的滾動(dòng)軸承過(guò)盈配合固定在支板架12上，被動(dòng)摩擦輪7通過(guò)套筒6過(guò)盈配合固定在傳動(dòng)軸上，所述的被動(dòng)摩擦輪和主動(dòng)摩擦輪8嚙合,所述的主動(dòng)摩擦輪過(guò)盈配合固定在電機(jī)軸13上，電機(jī)11通過(guò)緊固螺栓10固定在支板架9上，所述的支板架通過(guò)螺栓14與底座15連接，所述的電機(jī)的后轉(zhuǎn)軸上安裝測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角傳感器，在手術(shù)刀上手指的施力位置上安裝壓力傳感器。實(shí)施例2 根據(jù)實(shí)施例I所述的醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置，醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置中，手術(shù)刀在手術(shù)時(shí)具有俯仰方向的運(yùn)動(dòng)，模擬的手術(shù)刀以真實(shí)手術(shù)刀為原型進(jìn)行改造。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)電機(jī)軸上的主動(dòng)摩擦輪，主動(dòng)摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)被動(dòng)摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，被動(dòng)摩擦輪和傳動(dòng)軸固連在一起，被動(dòng)摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸通過(guò)滾動(dòng)軸承和支板架連接在一起，傳動(dòng)軸相對(duì)于支板架作轉(zhuǎn)動(dòng)，手術(shù)刀操作桿利用沉頭螺釘和傳動(dòng)軸固定，傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)手術(shù)刀一起運(yùn)動(dòng)，通過(guò)上述連接帶動(dòng)手術(shù)刀做俯仰運(yùn)動(dòng)，操作者的手指就可以感受到從手術(shù)刀上傳來(lái)的切割力，實(shí)現(xiàn)手術(shù)刀的培訓(xùn)。電機(jī)的后轉(zhuǎn)軸上安裝了傳感器，測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角，為計(jì)算仿真手術(shù)器械位姿提供參數(shù)，在手術(shù)刀上手指的施力位置上安裝了壓力傳感器，用以檢測(cè)手術(shù)刀反饋力，將獲取的力信息傳遞回去與通過(guò)人體仿真的生物力學(xué)材料特性獲得的反饋力進(jìn)行比較，完成對(duì)反饋力進(jìn)行閉環(huán)控制。
權(quán)利要求1.一種醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置，其組成包括模擬手術(shù)刀，其特征是所述的模擬手術(shù)刀固定在傳動(dòng)軸上，所述的傳動(dòng)軸固定在支板架上，被動(dòng)摩擦輪通過(guò)套筒固定在所述的傳動(dòng)軸上，所述的被動(dòng)摩擦輪和主動(dòng)摩擦輪嚙合，所述的主動(dòng)摩擦輪固定在電機(jī)的軸上，所述的電機(jī)固定在支板架上，所述的支板架與底座連接，所述的電機(jī)的后轉(zhuǎn)軸上安裝測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角傳感器，在手術(shù)刀上手指的施力位置上安裝壓力傳感器。
專(zhuān)利摘要醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)裝置。現(xiàn)有的器械采用的是通用的力反饋設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，通用的操作桿與真實(shí)手術(shù)器械形狀差異較大，訓(xùn)練效果不能滿足要求。本產(chǎn)品組成包括模擬手術(shù)刀(1)，所述的模擬手術(shù)刀固定在傳動(dòng)軸(3)上，所述的傳動(dòng)軸固定在支板架(12)上，被動(dòng)摩擦輪(7)通過(guò)套筒(6)固定在所述的傳動(dòng)軸上，所述的被動(dòng)摩擦輪和主動(dòng)摩擦輪(8)嚙合，所述的主動(dòng)摩擦輪固定在電機(jī)(11)的軸(13)上，所述的電機(jī)固定在支板架(9)上，所述的支板架與底座(15)連接,所述的電機(jī)的后轉(zhuǎn)軸上安裝測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角傳感器，在手術(shù)刀上手指的施力位置上安裝壓力傳感器。本產(chǎn)品用于醫(yī)療仿真手術(shù)刀培訓(xùn)。
文檔編號(hào)G09B23/28GK202584531SQ201220236949
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者王沫楠, 遲翔, 徐文平 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)