[发明专利]一种神经外科虚拟手术训练系统

权利要求书

1.一种神经外科虚拟手术训练系统，包括手术箱本体(1)，所述手术箱本体(1)的上顶面采用透光玻璃材质，前侧面和后侧面对称开设有两组手术口(2)，其特征在于，所述手术箱本体(1)的左右两侧内壁上对称安装有一组光幕系统，该光幕系统形成的红外线光幕覆盖整个手术箱本体内部；

所述手术箱本体(1)内部八个角内均内嵌安装有一3D投影仪，所述手术箱本体(1)的内底面内安装有一空气屏幕生成系统，所述3D投影仪和空气屏幕生成系统构成立体模型投放模块，用于完成各种立体模型的投放；

所述手术箱本体(1)的右侧外壁上安装有一人机操作模块，用于输入各种控制命令；

还包括：

立体模型生成模块，用于根据接收到的控制命令以及导入的影像数据在素材数据库内调用相应的素材构建各种人体中枢神经系统模型、周围神经系统模型和植物神经系统模型；

虚拟作动模块，用于驱动参数变化的，与立体模型生成模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；

手术刀具，通过蛇形机械臂安装在手术箱本体(1)内；

中央处理器，用于接收光幕系统、人机操作模块输入的各种控制命令，并根据预设的分类方法将控制命令分别发送到立体模型生成模块、3D投影仪、空气屏幕生成系统和蛇形机械臂，从而驱动人体中枢神经系统模型、周围神经系统模型和植物神经系统模型作出相应的移动和改变，驱动蛇形机械臂施加不同方向的力给手术刀，从而模拟手术过程中不同手术步骤所带来的手术刀实际操作感；

所述立体模型上设有若干用于直接获取相应的结果或信息的逻辑单元，用于显示所述虚拟作动模块通过执行仿真分析方法针对不同的参数获取的计算求解结果；

所述手术箱本体(1)上端安装有一摄像头，用于进行训练过程视频数据的采集；

所述人体中枢神经系统模型、周围神经系统模型和植物神经系统模型均以整人体模型为背景载体构建。

2.如权利要求1所述的一种神经外科虚拟手术训练系统，其特征在于：所述手术刀具通过弹簧安装在蛇形机械臂的首端，弹簧一端与手术刀固接，另一端通过拉力传感器与所述蛇形机械臂相连，所述中央处理器用于根据拉力传感器检测到的数据输出对应的控制命令到立体模型生成模块，进行手术结果模型的及时构建反馈。

3.如权利要求1所述的一种神经外科虚拟手术训练系统，其特征在于：手术刀的每一步操作均对应一个具体的立体模型，当手术操作出现严重错误时，蜂鸣报警器即启动。

4.如权利要求1所述的一种神经外科虚拟手术训练系统，其特征在于：所述手术口内安装有一海绵套，用于实现训练时手臂的有效支撑。