宮腔鏡手術(shù)模擬器的制造方法
【專利摘要】一種宮腔鏡手術(shù)模擬器。它包括檢查臺、女性人體模型、宮腔電切鏡、旋轉(zhuǎn)傳感器、位移傳感器、力反饋觸覺模擬器、數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備、3D模型處理服務(wù)器、3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器、顯示設(shè)備。其特征在于：模型內(nèi)置入宮腔電切鏡，鏡體下部設(shè)位移傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器，其末端設(shè)力反饋觸覺模擬器，均與檢查臺內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備雙向聯(lián)系。3D模型處理服務(wù)中存儲多種虛擬宮腔正常組織和疾病的3D立體模型、手術(shù)過程的3D模型，并儲有宮腔鏡檢查及手術(shù)操作界面、錄入及回放軟件，經(jīng)3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器輸出到顯示設(shè)備上，呈現(xiàn)出逼真的虛擬3D圖像，還有逼真的力反饋觸覺，可顯著提高宮腔鏡檢查、手術(shù)技能培訓(xùn)和考核的效果。
【專利說明】宮腔鏡手術(shù)模擬器

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)教學(xué)儀器領(lǐng)域，確切的說它是一種宮腔鏡手術(shù)模擬器。

【背景技術(shù)】
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[0002]宮腔鏡檢查和手術(shù)是一門近年來新興起的婦科微創(chuàng)診療技術(shù)，已開始在國內(nèi)醫(yī)院使用，用于診斷和治療子宮疾病。不僅能確定病變的部位、范圍、外觀狀態(tài)，而且能對病灶表面進(jìn)行細(xì)微的觀察，抓取病變組織活檢，還能進(jìn)行定位刮宮、電切、電凝手術(shù)治療多種子宮疾病。這種微創(chuàng)檢查手術(shù)有不必麻醉、不須住院、不痛或微痛，出血少、不傷子宮、手術(shù)時間短等顯著優(yōu)點，深受病人和醫(yī)生的歡迎。學(xué)習(xí)這門新興技術(shù)往往是由技術(shù)熟練的醫(yī)生，用真的宮腔鏡在病人身上進(jìn)行傳、幫、帶式的技能培訓(xùn)。然而，由于近年來病人法律知識和自我保護(hù)意識的提高，往往拒絕實習(xí)醫(yī)生操作，國外己研制出虛擬宮腔鏡手術(shù)模擬設(shè)備，能解決這個問題。國外有研究表明，經(jīng)過模擬教學(xué)培訓(xùn)的醫(yī)生為病人手術(shù)的質(zhì)量有明顯提高，手術(shù)時間縮短了一半。但是由于進(jìn)口設(shè)備的價格十分昂貴，一般醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)能力很難購買，嚴(yán)重地限制了宮腔鏡手術(shù)這門新興技術(shù)的推廣應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種宮腔鏡手術(shù)模擬器，它能形象地模擬具有高度真實感的虛擬人體組織、器官和病灶，微創(chuàng)手術(shù)器械高度仿真，使用者可操作器械對虛擬組織器官進(jìn)行多方向、多角度運動，進(jìn)行電切、電凝、活檢、異物抓取、插管等各種操作，視覺、力覺效果真實自然，操作者有進(jìn)行真實手術(shù)的體驗。
[0004]該成果解決了宮腔鏡診療技術(shù)培訓(xùn)的難題，是一種效果逼真、功能完備、價格低廉、容易推廣的宮腔鏡手術(shù)模擬器。
[0005]它包括:檢查臺、仿真女性人體模型、宮腔電切鏡、旋轉(zhuǎn)傳感器、位移傳感器、力反饋觸覺模擬器、數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備、3D模型處理服務(wù)器、3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器、顯示設(shè)備。其特征在于:檢查臺(I)上放置的女性人體模型(2)內(nèi)，通過陰道窺器(3)置入宮腔電切鏡(4)鏡體下部的桿上設(shè)有位移傳感器(5)、旋轉(zhuǎn)傳感器￠)，其末端插入力反饋觸覺模擬器
(7)內(nèi)襯橡膠套(14)的鋼管(13))內(nèi)，均與檢查臺⑴內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備⑶雙向聯(lián)系。通過3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器(9)，采用三維重建技術(shù)構(gòu)建、編輯的虛擬宮腔正常組織和疾病的3D立體模型、手術(shù)過程的3D模型及宮腔鏡檢查、手術(shù)操作界面、錄入及回放軟件，經(jīng)3D模型處理服務(wù)器(10)存儲處理，輸出到顯示設(shè)備(11)上，呈現(xiàn)出逼真的虛擬3D圖像。所述的力反饋觸覺模擬器(7)為電磁鐵(12) —端磁極固定在模型內(nèi)，另一端磁極通過磁力連接鋼管(13)，其內(nèi)壁襯橡膠套(14)。檢查臺⑴的臺面上設(shè)有顯示設(shè)備(11)、鍵盤
(15)、鼠標(biāo)(16);底座下設(shè)有四個具有剎車功能的腳輪(17)，其上還設(shè)有電控箱(18)并通過導(dǎo)線(19)與腳踏開關(guān)(20)及操作臺(I)側(cè)面的電源開關(guān)(21)、服務(wù)器開關(guān)(22)相連。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:功能完備、性能可靠、高度仿真，能虛擬具有高度真實感的人體組織器官、宮腔微創(chuàng)手術(shù)器械、軟組織損傷。使用者可以用宮腔鏡在子宮內(nèi)進(jìn)出、鏡頭可旋轉(zhuǎn)、對宮腔組織器官進(jìn)行檢查和手術(shù)，可多方向運動，向左、右旋轉(zhuǎn)。在對數(shù)十種宮腔疾病的檢查和手術(shù)的全過程中，電切時產(chǎn)生煙霧，操作不當(dāng)可引起出血，不僅具有良好的視覺效果，而且有力反饋的逼真虛擬觸覺效果，完全貼近臨床?？纱蟠筇岣邔W(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，顯著提高宮腔鏡檢查、手術(shù)技能訓(xùn)練和考核的效果，特別適用于在醫(yī)學(xué)院校和醫(yī)院培訓(xùn)中心推廣使用。
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0008]圖1為本發(fā)明的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的宮腔電切鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明的宮腔電切鏡與位移傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器及力反饋觸覺模擬器配接示意圖。
[0011]圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。

【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明實施時，須將各種常見婦科宮腔疾病的宮腔鏡檢查所見及手術(shù)過程的檢查數(shù)據(jù)，按正常人和疾病患者進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用EMC存儲設(shè)備進(jìn)行存儲，用3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器(9)對這些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何建模、物理建模、計算建模及變形建模、圖形渲染等；采用三維重建技術(shù)構(gòu)建虛擬的宮腔正常組織生理特性及病灶，并進(jìn)行碰撞檢測和圖形繪制，使組織表面富有彈性和伸縮、形變特性；通過VRML語言編寫虛擬手術(shù)工具如:各種形態(tài)電極、活檢鉗、異物抓取鉗等，所制成的三維圖形儲存在3D模型處理服務(wù)器(10)中。檢查臺(I)用塑料制作，仿真女性人體模型(2)用硅橡膠或PVC模具成型，內(nèi)襯骨架用硬PVC或樹脂制作，力反饋觸覺模擬器(7)用電磁鐵(12)和鋼管(13)內(nèi)襯富有彈性的橡膠套(14)制作，其它零部件市場有售。備齊附圖所示零部件后，參照附圖裝配即可。使用時，使用者打開操作臺⑴電源開關(guān)(21)、服務(wù)器開關(guān)(22)并操作鍵盤(15)、鼠標(biāo)(16)，在顯示設(shè)備(11)上根據(jù)需要選擇性調(diào)出相關(guān)病例，然后邊看三維動態(tài)圖像，邊操作宮腔電切鏡
(4)找出病灶并觀察病變狀態(tài)，根據(jù)病情確定手術(shù)方式。手術(shù)時踏下電控箱(18)的腳踏開關(guān)(17)即接通了相關(guān)電源，可進(jìn)行電切、電凝、抓取組織活檢、刮宮、異物取出或插管等手術(shù)操作。數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和及反饋信號處理，將操作中輸出的力反饋信息，傳至3D模型處理服務(wù)器(9)經(jīng)分析處理后，使屏幕上的三維畫面出現(xiàn)宮腔鏡向前、后、左、右、上、下等各方向運動，向左旋轉(zhuǎn)、向右旋轉(zhuǎn)等與操作一致的動作變化及軟組織形變，還可以實現(xiàn)宮腔內(nèi)壁由淺入深的電切，淺表到肌層過度顏色的變化，電切時電極變紅并有煙霧產(chǎn)生，如操作不當(dāng)可發(fā)生流血。在操作中檢查和手術(shù)的過程中，操作的每個動作均通過旋轉(zhuǎn)傳感器出)、位移傳感器(5)轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)數(shù)字接收處理設(shè)備(8)的模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后通過3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器(9)控制虛擬器械的運動。所輸出的力反饋指令經(jīng)數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備(8)的數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器，將反饋力數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，從而控制力反饋觸覺模擬器中電磁鐵的電流強(qiáng)度，使磁力發(fā)生相應(yīng)改變，力反饋觸覺模擬器⑵中電磁鐵(12)及鋼管(13)對鋼制可導(dǎo)磁的宮腔電切鏡⑷具有吸力，對使用者在操作鏡體的手部產(chǎn)生反饋力，象觸到真病人一樣，與臨床真實操作相同，因此宮腔鏡手術(shù)模擬器的模擬效果非常逼真，可顯著提高技能培訓(xùn)和考核質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種宮腔鏡手術(shù)模擬器，它包括檢查臺、女性人體模型、宮腔電切鏡、旋轉(zhuǎn)傳感器、位移傳感器、力反饋觸覺模擬器、數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備、3D模型處理服務(wù)器、3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器、顯示設(shè)備，其特征在于:檢查臺(I)上放置的女性人體模型(2)內(nèi)，通過陰道窺器(3)置入宮腔電切鏡(4)，鏡體下部設(shè)有位移傳感器(5)、旋轉(zhuǎn)傳感器￠)，其末端插入力反饋觸覺模擬器中，均與檢查臺(I)內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備(8)雙向聯(lián)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宮腔鏡手術(shù)模擬器，其特征在于:3D模型處理服務(wù)器(9)中存儲多種采用三維重建技術(shù)構(gòu)建、編輯的虛擬宮腔正常組織和疾病的3D立體模型及手術(shù)過程的3D模型、宮腔鏡檢查及手術(shù)操作界面、錄入及回放軟件，經(jīng)3D平臺系統(tǒng)服務(wù)器(10)輸出到顯示設(shè)備(11)上，呈現(xiàn)出逼真的虛擬3D圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宮腔鏡手術(shù)模擬器，其特征在于:所述的力反饋觸覺模擬器(7)為電磁鐵(12)的一端磁極固定在模型內(nèi)，另一端磁極通過磁力連接鋼管(13)，其內(nèi)壁襯有富有彈性的橡膠套(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宮腔鏡手術(shù)模擬器，其特征在于:檢查臺(I)的底座下邊設(shè)有四個具有剎車功能的腳輪(16)，其上還設(shè)有電控箱(17)并通過導(dǎo)線(18)與腳踏開關(guān)(19)及操作臺(I)側(cè)面的電控箱(17)面板上電源開關(guān)(20)、服務(wù)器開關(guān)(21)相連接。
【文檔編號】G09B9/00GK104424838SQ201310386467
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】王堯 申請人:王堯