[實用新型]一種用于虛擬腹腔鏡手術(shù)的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420516412.6
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN204130042U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉謙;唐江舟;管松巒;明星;何龍軍;楊冬
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于虛擬手術(shù)器械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于虛擬腹腔鏡手術(shù)的裝置、方法及系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用領(lǐng)域變得更加廣泛。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念、原理和方法運用到外科手術(shù)的新型交叉學科稱為虛擬手術(shù)。腹腔鏡手術(shù)的快速發(fā)展對醫(yī)生在的手術(shù)技能方面人們又有了新的要求。一般而言，醫(yī)生嫻熟的操作手法來自大量的臨床經(jīng)驗。而虛擬腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)可以通過構(gòu)建患者腹腔內(nèi)三維虛擬場景、模擬腹腔鏡手術(shù)基本過程等方法，幫助訓練醫(yī)生的基本手術(shù)技能。與傳統(tǒng)的培訓方式不同，虛擬腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)能夠反復多次練習而不用擔心標本、場地和手術(shù)安全等問題，不僅訓練代價小，同時縮短了培訓周期。有些虛擬手術(shù)系統(tǒng)還具有輔助確定手術(shù)方案、評估醫(yī)生手術(shù)過程等作用。實施虛擬手術(shù)的過程需要機械裝置模擬對手術(shù)器械進行操作以及控制手術(shù)流程。?

中國專利申請?zhí)枺?00510027052.9，名稱為多功能虛擬外科手術(shù)器械，該專利中通過固定一個立柱在底座上，一個角位移傳感器設(shè)置在立柱末端，轉(zhuǎn)臂與立柱通過該角位移傳感器項鏈，轉(zhuǎn)臂上設(shè)置一角位移傳感器，轉(zhuǎn)筒通過該角位移傳感器與轉(zhuǎn)臂相連，直線位移傳感器與轉(zhuǎn)筒向連，直線位移傳感器的末端設(shè)置連軸器，一角位移傳感器設(shè)置外聯(lián)軸器中，連接筒與該角位移傳感器相連，連接后端插入一角位移傳感器，剪刀手柄固定在連接筒上，另一剪刀手柄與一角位移傳感器相連。但是該設(shè)備不適用于腹腔鏡手術(shù)的模擬，在具體腹腔鏡手術(shù)中，手術(shù)器械的運動自由度是受限制的，?手術(shù)器械需要進行的操作位繞著固定點自旋、伸縮以及繞固定點在四個方向的搖擺，并且在手術(shù)過程中，不同手術(shù)器械會完成不同的操作，比如抓持、切割、電凝、釋放鈦夾等操作，該專利中的設(shè)備都不能實現(xiàn)這些功能且不滿足具體腹腔鏡手術(shù)中器械自由度限制的需求。?

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用于虛擬腹腔鏡手術(shù)的裝置、方法及系統(tǒng)，其目的在于通過對器械自由度和操作范圍進行針對腹腔鏡手術(shù)的優(yōu)化設(shè)計，由此解決目前的虛擬手術(shù)設(shè)備無法虛擬腹腔鏡手術(shù)的技術(shù)問題。?

為實現(xiàn)上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種用于腹腔鏡虛擬手術(shù)的裝置，包括一對相對設(shè)置的機械操作桿，所述機械操作桿包括直桿、C形連接桿和橫桿；?

所述直桿上部為手握部分，下部連接C形連接桿，上部和下部之間通過第一套管連接，第一套管中設(shè)置有直線位移傳感器和第一角位移傳感器；所述直線傳位移傳感器，用于采集直桿伸縮距離；所述第一角位移傳感器，用于采集直桿XY平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角度；所述直桿下部底端設(shè)有第二套管，第二套管內(nèi)設(shè)有第二角位移傳感器，用于采集直桿在XZ平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度；所述C形連接桿凹部連接直桿下部，背部通過第三套管連接橫桿，所述第三套管中設(shè)置有第三角位移傳感器；所述第三角位移傳感器，用于采集直桿YZ平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角度。?

優(yōu)選地，所述裝置，其直桿上部和下部之間可伸縮移動，最大伸縮距離在150mm至300mm之間。?

優(yōu)選地，所述裝置，其一對操作桿之間距離為15cm至20cm。?

優(yōu)選地，所述裝置，其還包括外殼，所述外殼上有一對圓形開孔，所述直桿上部，通過圓形開孔伸出外殼，所述外殼表面設(shè)有手術(shù)器械控制按鈕，用于切換模擬的手術(shù)器械或其狀態(tài)。?

總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于對操作桿的自由度、外殼尺寸和交互方法的設(shè)計和實現(xiàn)，能夠針對腹腔鏡手術(shù)，虛擬手術(shù)器械實現(xiàn)繞固定點自旋、伸縮以及繞固定點受限制的運動的效果，獲取操作桿的姿態(tài)信息和操作情況具有實時性強、可靠性高、魯棒性好的有益效果。?

附圖說明

圖1是本實用新型提供的用于虛擬腹腔鏡手術(shù)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是機械操作桿的結(jié)構(gòu)示意圖。?

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：1為外殼；2為手術(shù)器械控制按鈕；3為圓形開孔；4為機械操作桿；5為橫桿；6為第三套管，套管中有第三角位移傳感器；7為C形連接桿；8為直桿；9為第一角位移傳感器；10為直線位移傳感器；11為第一套管；12為第二套管，套管中設(shè)置有第二角位移傳感器。?

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。?