[发明专利]腹腔镜模拟手术训练评价系统及方法

权利要求书

1.一种腹腔镜模拟手术训练评价系统，包括视觉系统，加速度传感器模块和评测系统，

其中：

视觉系统用于获得器械三维坐标数据；

加速度传感器模块用于获得器械的速度和运动平稳度数据；

评测系统对视觉系统和加速度传感器模块所测量得到的数据进行计算和数据保存，并导出训练完成情况报告。

2.如权利要求1所述的腹腔镜模拟手术训练评价系统，其中：

视觉系统的追踪点夹具为六边形模块，保证任务过程中追踪点能够尽可能多的被采集到。

3.如权利要求1所述的腹腔镜模拟手术训练评价系统，其中：

加速度传感器模块中输出的信号，经过卡尔曼滤波算法对输出数据进行时域滤波，提高数据精度，并采用欧拉角算法通过实时计算传感器的位姿，消除固有的重力加速度在各轴上的分量，从而消除其干扰。

4.如权利要求1所述的腹腔镜模拟手术训练评价系统,

评测系统包括操作时间模块、路径长度模块、平均速度模块、运动平滑性模块和空闲率模块；其中：

操作时间模块：通过下式计算器械操作过程的总时间，不论任务完成与否：

P1=∫0Tdt]]>

其中t表示单位时间；T为每个手术模拟动作从开始到动作完成的总时间；

路径长度模块：通过下式计算器械尖端在整个操作过程中所移动的总长度：

P2=∫0T(dxdt)2+(dydt)2+(dzdt)2dt]]>

其中x、y、z分别表示视觉系统采集到的追踪点沿三个轴的位移增量；

平均速度模块：通过下式计算器械尖端在操作过程中的平均速度：

P3=∫0T(daxdt)2+(daydt)2+(dazdt)2dtT]]>

其中a_x、a_y、a_z分别表示加速度传感器模块测得的器械沿传感器三个敏感轴的加速度值；

运动平滑性模块：通过下式计算加速度的变化率以描述操作过程器械运动的平稳程度：

P4=(daxdt)2+(daydt)2+(dazdt)2dt]]>

空闲率模块：通过下式计算任务过程中器械无运动时间与操作时间的比例：

P5=TfT]]>

其中T_f表示器械运动增量小于5mm的时间。