[实用新型]一种力反馈内窥镜手术训练装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学训练设备技术领域，具体涉及一种医学教学仿真训练装置。 

背景技术

内窥镜手术仿真训练系统是一种利用3D仿真操作平台实现对医务训练者内窥镜手术技能教学培训的仿真环境。 

专利号为200820030701.X的实用新型专利公开了一种“内窥镜微创手术仿真系统”，包括手术器械模拟器、空间定位传感器、数据采集及发送通信硬件、数据处理中心服务器和显示装置，该系统克服了现有技术内窥镜手术训练不够真实，仿真效果不理想的缺陷，但是仍然存在没有力反馈和虚拟触觉效果，不能使医务训练者有效地体验内窥镜手术操作过程，仿真度不高的缺陷。而专利号为“201120252200.8”的实用新型专利公开了一种“内窥镜微创手术模拟训练系统”，包括操作台、数据接收处理设备、3D医学模型处理服务器、3D平台系统服务器和显示设备，该系统中的数据接收处理设备采用了伺服电机实现内窥镜手术仿真时的力反馈和虚拟触觉效果，一定程度上曾强了仿真的效果，但是采用伺服电机实现力反馈无法形象的模拟在真实人体中器械和腔体内比交涉时所产生的柔性形变的触觉感受，这使得医务训练者在学习过程中无法体验到手术过程的真实手感，并且医务训练者若是长时间误操作很可能会导致伺服电机烧毁。 

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型提供一种力反馈内窥镜手术训练装置，该装置可让医务训练者更加真实的感受到内窥镜手术操作过程中的触觉和手感。 

本实用新型解决上述问题的技术方案如下： 

一种力反馈内窥镜手术训练装置，该装置由一立体转动操作台和一固定于立体转动操作台上的力反馈仿真内窥镜手术器械组成，其特征在于， 

所述的立体转动操作台由一垂直转动装置和一水平转动装置组成，其中， 

垂直转动装置由一垂直转动部件和转接件连接组成，垂直转动部件的两侧各设有一伸出的轴，分别插入转接件上的通孔中，转接件固定于水平转动装置上， 

水平转动装置由一水平转动部件、两个齿轮和一个转动台组成，水平转动部件的中心设有一通孔，通过两个齿轮固定套于转动台伸出的轴上； 

所述的力反馈仿真内窥镜手术器械由一操作手柄、永磁性操作杆和磁性力反馈控制装置 组成，其中， 

永磁性操作杆内部设有一柱形永磁铁，永磁性操作杆的一端与操作手柄固定连接，所述的磁性力反馈控制装置中部设有一与永磁性操作杆杆径大小相当的通孔，永磁性操作杆自由地穿过该通孔，磁性力反馈控制装置固定设置于垂直转动部件上， 

磁性力反馈控制装置内位于永磁性操作杆的两侧设有一带铁心的力反馈线圈及其驱动电路。 

在医务训练者通电使用内窥镜手术仿真训练系统进行训练时，永磁性操作杆具有永磁性，在医务训练者手持操作手柄按照仿真训练系统正确进行手术训练时，永磁性操作杆可自由地在磁性力反馈控制装置中前后滑动而不受影响。当永磁性操作杆接触到训练系统中设定好的腔体内壁模型时，则仿真训练系统的计算机即通过驱动电路使力反馈线圈通电产生电流一定的电场，进而产生一与真实腔体内壁触感相似的磁场，从而使得医务训练者在学习过程中真正体验到手术过程的真实手感。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点： 

由于使用磁性力反馈控制装置，使医务训练者在训练时感受的力反馈更柔和、持久，不会产生误操作长时间反馈导致设备损毁，仿真度高，模拟训练效果好。 

附图说明

图1为本实用新型所述的一种力反馈内窥镜手术训练装置的一个具体实施例的立体结构示意图，图2为图1中所述的力反馈仿真内窥镜手术钳的侧面透视图，图3为力反馈仿真内窥镜手术钳在进行训练时接触腔体内壁模型的示意图，图4为仿真训练系统的永磁性操作杆与腔体内壁的AABB碰撞检测算法示意图，其中， 4a)为仿真训练系统的永磁性操作杆未接触腔体内壁时的碰撞检测算法示意图，图4b)为仿真训练系统的永磁性操作杆恰好接触腔体内壁时的碰撞检测算法示意图，图4c)为仿真训练系统的永磁性操作杆穿过腔体内壁时的碰撞检测算法示意图。 

具体实施方式

图1所示为一个可以三维立体方向上进行内窥镜手术训练的力反馈内窥镜手术训练装置。该装置由一立体转动操作台和一固定于立体转动操作台上的力反馈仿真内窥镜手术钳组成，其特征在于， 

所述的力反馈仿真内窥镜手术钳由一操作把手1、永磁性操作杆2和磁性力反馈控制装置3组成，其中，