[发明专利]基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟手术技术领域，具体涉及一种基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统。

背景技术

采用埋线方法改善眉的形态，改善上睑皮肤松弛以及祛除上睑皱纹的整形手术能够有效的缓解人面部衰老的问题，使人变得漂亮，增加人的自信心。随着整形热的出现，安全、可靠、有效的埋线提眉整形手术受到追捧，据有关部门的统计我国每年大约有200万人进行埋线提眉整形手术。目前，埋线提眉整形手术培训方式主要是医院和整形机构通过邀请国外医生到国内对医生进行手术培训或者国内医生到国外接受培训的方法来掌握埋线提眉整形手术。邀请国外医生到国内进行手术培训，培训周期短导致新医生无法熟练掌握手术技术，手术效果不理想。国内医生到国外进行培训，培训费用较高导致手术费用也随之升高。

虚拟手术系统可以使医生在虚拟环境中反复练习如何进行手术，力反馈技术使培训更加真实、准确、可靠，增强了虚拟手术的沉浸感和真实性从而有效解决了上述方式的弊端。目前尚未有专门针对提眉整形手术的模拟系统，即使现有的商业模拟手术系统例如美国公司开发的DaVinci外科机器人系统（售价104万美元）也可用来模拟此手术但因为其都是综合性系统没有针对性所以存在操作复杂、操作感受差、可靠性低、精度低、价格昂贵的缺点从而无法普及。

有鉴于此，有必要提供一种基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、操作感受性高、可靠性高、精度高、成本较低的基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统，用于埋线提眉整形手术培训，帮助医生迅速掌握埋线提眉整形手术技能。

本发明的一种基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统，其特征在于，所述系统包括：手术器械、手术平台、控制装置、显示装置、力反馈装置；

手术器械包括左手手术器械和右手手术器械，用于用户操控进行虚拟的埋线提眉整形手术的模拟；左手手术器械和右手手术器械分别插设于手术平台的两个通孔内，且分别与两台力反馈装置连接；

手术平台用于为基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统中的力反馈装置、控制装置提供一个容纳空间；

力反馈装置用于输出虚拟人体面部软组织对手术器械反馈的力，使用户感知反馈力的大小和方向；

控制装置用于提供用户与虚拟的埋线提眉整形手术模拟系统之间的触觉交互和视觉交互；

显示装置用于提供用户进行与埋线提眉整形手术模拟系统之间的视觉交互；

所述力反馈装置上设有力反馈制动器和三维传感器，用于提供反馈力，；

所述控制装置包括，人体面部几何模型库、物理建模模块、碰撞检测模块、力反馈计算模块和可视化模块；人体面部几何模型库用于存储虚拟的人体面部三维几何模型；物理建模模块用于材料属性的赋值以及边界条件的施加还用于进行人体面部软组织的变形计算；力反馈计算用于计算虚拟人体面部软组织在发生变形和被穿刺时对手术器械反馈的力，并传送至力反馈装置中；碰撞检测模块用于检测虚拟手术器械与人体面部软组织之间的发生碰撞时的点和单元；可视化模块用于实时刷新人体面部组织的网格节点变化，并传输至显示装置中；

所述手术平台底部安装有滑轮，便于埋线提眉整形手术模拟系统的移动；

所述滑轮上安装有制动刹，用来固定埋线提眉整形手术模拟系统的位置。

本发明的有益效果是：本发明的模拟系统操作简单、操作感受性高、精度高、成本较低同时力反馈技术能够更加准确、逼真的模拟真实手术的场景帮助医生迅速掌握埋线提眉整形手术技能，不仅节约了医务培训的费用和时间，而且大大提高了手术培训效果。

本发明的模拟系统简洁、实用、美观，便于移动与固定。

附图说明

图1为本发明的一优选实施方式中基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统的结构示意图。

图2为本发明一优选实施方式中基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统的模块示意图。

图3为本发明一优选实施方式中基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统中的控制装置工作流程示意图。

其中1-手术器械、2-手术平台、3-控制装置、4-显示装置、5-力反馈装置。

具体实施方式

本发明基于力反馈的埋线提眉整形手术模拟系统，所述系统包括：手术平台，控制装置，手术器械，力反馈装置，显示装置。

为了对本发明的技术方案有更加清楚地理解，现对照本申请实施例中的附图1、图2和图3对本申请实施例中的技术方案进行表述，显然，所述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例而不是全部实施例。