[發明專利]以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人及其模擬訓練方法

在審

• 申請號: 201910681401.0
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110473455A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 秦昊;宗兆文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍醫大學
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李歐<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，包括人體模型(1)和AR系統，所述AR系統包括定位系統和AR顯示裝置，其特征在于：所述人體模型(1)于腹腔位置開設有手術腔(2)，所述手術腔(2)內可拆卸安裝有的器臟模型，所述手術腔(2)內于器臟模型之間的間隙內填充有組織模擬填充層(6)，所述手術腔(2)安裝有蓋板(3)，所述蓋板(3)包括蓋板骨架和包覆于蓋板骨架上的第一硅膠層(3)，所述第一硅膠層(3)上開設有模擬切口(31)，所述蓋板(3)下端固定安裝有充氣囊(32)，所述充氣囊(32)連接有充氣泵，所述人體模型(1)背部開設有安裝腔，所述充氣泵安裝于安裝腔內。

2.根據權利要求1所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述充氣囊(32)外部套設有第二硅膠層，所述第二硅膠層內嵌設有若干金屬絲網片，多個所述金屬絲網片的中心區均固定于第二硅膠層上，相鄰所述金屬絲網片的邊緣重合。

3.根據權利要求2所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述充氣囊(32)設有進氣口和排氣口，所述充氣泵上安裝有三通管，所述三通管的兩端分別與充氣泵和進氣口連接，另一端安裝有第一電磁通斷閥，所述進氣口與三通管之間連接有第二電磁通斷閥，所述排氣口處安裝有第三電磁通斷閥，所述第一電磁通斷閥、第二電磁通斷閥和第三電磁通斷閥均連接有控制器。

4.根據權利要求1所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述組織模擬填充層(6)包括基繩，所述基繩外壁包覆有第三硅膠層(61)，所述第三硅膠層(61)上一體成型有硅膠連接件(62)，所述硅膠連接件(62)上一體成型有硅膠套(63)，所述硅膠套(63)內嵌設有海綿塊(64)。

5.根據權利要求1所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述硅膠套(63)上開設有排液孔(631)。

6.根據權利要求1所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述定位系統包括定位板(5)、輔助定位器(51)和主定位器，所述輔助定位器(51)安裝于定位板(5)上，所述主定位器包括第一肢體定位器(52)和第二肢體定位器(53)，所述第一肢體定位器(52)穿設于人體模型(1)的肩部，所述第二肢體定位器(53)穿設于人體模型(1)的髖部，所述輔助定位器(51)、第一肢體定位器(52)和第二肢體定位器(53)均內置有信號發射器，所述AR顯示裝置內置信號接收。

7.根據權利要求1所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述器臟模型底端安裝第一磁鐵組，所述手術腔(2)安裝有與各器臟模型相對應的第二磁鐵組(21)。

8.根據權利要求7所述以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，其特征在于：所述第二磁鐵組(21)上開設有限位槽(22)，所述第一磁鐵組上設有與限位槽(22)相匹配的限位凸起。

9.一種手術模擬訓練方法，其特征在于，所述手術模擬訓練方法基于權利要求1-8任一所述的以AR為基礎的高仿真腹腔手術模擬人，所述手術模擬訓練方法包括以下操作步驟：

位置獲?。焊鶕ㄎ话?5)、輔助定位器(51)和主定位器獲取人體模型位置參數，進而獲取手術腔的位置數據參數；

影像生成：以人體模型和定位板的位置關系、人體模型和對應的器臟模型的位置參數為基礎，制作與手術腔的實際操作情況相一致的手術模擬AR影像；

器臟放置：將需要進行模擬訓練的器臟模型放置在人體模型中對應的器官位置，并用水浸泡組織模擬填充層，將浸泡后的組織模擬填充層置于各器臟模型之間的間隙中；

手術模擬：佩戴AR顯示裝置，啟動充氣泵，對人體模型中的器臟模型進行仿真手術操作。通過定位系統時AR教學影像與人體模型、器臟模型重合，使AR影像與手術操作有機結合，從視覺、觸覺、壓力感受等方面構建高仿真的手術場景。