[發明專利]一種改進的內窺鏡仿真裝置

有效

• 申請號: 201110219694.4
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102306471A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 陳為堅
• 申請（專利權）人: 陳為堅
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術領域

本發明涉及手術器械模擬仿真練習設備，具體涉及一種高仿真的改進的內窺鏡仿真裝置。

背景技術

內窺鏡作為一種常用的微創手術器械，在很多中類型的手術中應用。而手術醫師靈活的使用內窺鏡需要一個漫長的訓練過程，由于熟悉的過程需要在活體或在尸體樣本上進行，一般在醫學院的學生和剛剛參加工作的醫師能夠進行練習的機會少之又少，所以一般需要學習一段很長的時間，才能做到使用自如。為克服這種實際操作進行練習的缺陷，出現了許多模擬仿真系統，隨著計算機技術的發展，仿真系統已經能夠實現與仿真圖像軟件相結合，達到很好的仿真效果。不過現有的仿真設備在內窺鏡操作裝置上還不能達到真正的仿真效果，其缺陷主要是采用齒輪配合的結構，轉動角度受到齒輪的限制，能夠自由轉動的角度小。而且采用齒輪配合結構十分復雜，故障率和維護成本高，價格也十分昂貴。另一方面現有的結構僅僅是模擬內窺鏡的轉動和抽插滑動，對于內窺鏡在人體內部受到的阻尼和阻礙無法進行模擬。所以現有的模擬仿真裝置只能實現操作上的練習，而對于醫師在手術過程中最重要的觸感，或稱為手感，是無法進行練習的，即使是使用這種仿真裝置進行練習后，在實際操作過程中也需要很長的一段時間去熟悉操作。

本申請人在中國專利CN201177911Y中公開了一種結構簡單且仿真度高的內窺鏡仿真裝置，具體公開了如下技術特征：一種內窺鏡仿真裝置包括支架，球體和控制桿，球體自由轉動的安裝在支架內，控制桿相對球體滑動安裝在穿過球體中心的通道中，控制球體轉動；支架內側與球體之間至少設有兩個方位傳感器，方位傳感器用于感應球體繞其圓心的旋轉；控制桿上設有深度傳感器，測量控制桿在球體中的抽插深度；在控制桿與球體之間裝有轉角傳感器，以測量控制桿繞其軸線轉動的角度；通道及控制桿的橫截面一般采取非圓形。該裝置存在一個問題，非圓形的截面將導致控制桿繞其旋轉軸轉動時也帶動球體轉動，當控制桿繞其軸線轉動同時控制桿控制球體繞其球心旋轉時，兩種運動混合，球體繞其直徑的轉動也被方位傳感器識別為繞球心的轉動，導致球體上的方位傳感器無法準確的識別球體的旋轉動作，無法正確測量球體旋轉的角度。對此，申請人進行了一個改進，即將通道及控制桿的橫截面做成圓形。雖然這樣的結構優于非圓形的結構，但是由于控制桿與通道間存在摩擦，控制桿繞其軸心轉動時依然難免會帶動球體轉動，并沒有從根本上解決上述問題。因此，該仿真裝置對上述運動過程的探測存在死角，無法準確測量該運動過程。

發明內容

本發明解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的具有高仿真度且能夠準確測量裝置所有模擬動作的內窺鏡仿真裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種改進的內窺鏡仿真裝置，包括支架，球體和控制桿，球體自由轉動的安裝在支架內，支架內側與球體之間至少設有兩個方位傳感器，所述控制桿一端固定于球體的直徑方向上，控制球體轉動，另一端套有相對其轉動和滑動的手柄套，手柄套內腔和控制桿截面為圓形，控制桿與手柄套之間設有深度傳感器和轉角傳感器；一與球體共圓心的弧形滑桿相對滑動穿插于控制桿在球體與手柄套之間的位置上，弧形滑桿兩端轉接于支架上。本發明中手柄套用于模擬手術刀繞其軸線的轉動和抽插動作，而控制桿僅控制球體繞其球心的旋轉以模擬手術刀的轉動?；⌒位瑮U穿插于控制桿上，可以限制控制桿繞其軸心的轉動，從而可防止手柄套轉動時帶動控制桿轉動，同時也能夠給控制桿提供足夠的運動空間，并沒有限制其帶動球體的轉動動作。本發明采用弧形滑桿配合手柄套的結構，將繞軸線轉動和抽插的動作從控制桿上分離出來，有效避免了中國專利CN201177911Y中由于控制桿轉動和球體繞其球心的旋轉同時進行時，傳感器無法準確識別本裝置的實際動作的缺陷，仿真度較之前述專利更高。既能精確的模擬刀具繞軸線轉動和旋轉的動作，也能利用傳感器進行精確測量。另外，本發明結構十分簡單，構件少，成本低。采用通用的接口，即可將本發明與現有的計算機進行連接，僅需安裝相應的仿真軟件，即可自行組建仿真系統。學生或醫師只需一部安裝了模擬軟件的計算機，即可進行練習，甚至是在家中，本發明十分適用于教學和訓練活動。