[发明专利]以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人及其模拟训练方法

权利要求书

1.以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，包括人体模型(1)和AR系统，所述AR系统包括定位系统和AR显示装置，其特征在于：所述人体模型(1)于腹腔位置开设有手术腔(2)，所述手术腔(2)内可拆卸安装有的器脏模型，所述手术腔(2)内于器脏模型之间的间隙内填充有组织模拟填充层(6)，所述手术腔(2)安装有盖板(3)，所述盖板(3)包括盖板骨架和包覆于盖板骨架上的第一硅胶层(3)，所述第一硅胶层(3)上开设有模拟切口(31)，所述盖板(3)下端固定安装有充气囊(32)，所述充气囊(32)连接有充气泵，所述人体模型(1)背部开设有安装腔，所述充气泵安装于安装腔内。

2.根据权利要求1所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述充气囊(32)外部套设有第二硅胶层，所述第二硅胶层内嵌设有若干金属丝网片，多个所述金属丝网片的中心区均固定于第二硅胶层上，相邻所述金属丝网片的边缘重合。

3.根据权利要求2所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述充气囊(32)设有进气口和排气口，所述充气泵上安装有三通管，所述三通管的两端分别与充气泵和进气口连接，另一端安装有第一电磁通断阀，所述进气口与三通管之间连接有第二电磁通断阀，所述排气口处安装有第三电磁通断阀，所述第一电磁通断阀、第二电磁通断阀和第三电磁通断阀均连接有控制器。

4.根据权利要求1所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述组织模拟填充层(6)包括基绳，所述基绳外壁包覆有第三硅胶层(61)，所述第三硅胶层(61)上一体成型有硅胶连接件(62)，所述硅胶连接件(62)上一体成型有硅胶套(63)，所述硅胶套(63)内嵌设有海绵块(64)。

5.根据权利要求1所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述硅胶套(63)上开设有排液孔(631)。

6.根据权利要求1所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述定位系统包括定位板(5)、辅助定位器(51)和主定位器，所述辅助定位器(51)安装于定位板(5)上，所述主定位器包括第一肢体定位器(52)和第二肢体定位器(53)，所述第一肢体定位器(52)穿设于人体模型(1)的肩部，所述第二肢体定位器(53)穿设于人体模型(1)的髋部，所述辅助定位器(51)、第一肢体定位器(52)和第二肢体定位器(53)均内置有信号发射器，所述AR显示装置内置信号接收。

7.根据权利要求1所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述器脏模型底端安装第一磁铁组，所述手术腔(2)安装有与各器脏模型相对应的第二磁铁组(21)。

8.根据权利要求7所述以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，其特征在于：所述第二磁铁组(21)上开设有限位槽(22)，所述第一磁铁组上设有与限位槽(22)相匹配的限位凸起。

9.一种手术模拟训练方法，其特征在于，所述手术模拟训练方法基于权利要求1-8任一所述的以AR为基础的高仿真腹腔手术模拟人，所述手术模拟训练方法包括以下操作步骤：

位置获取：根据定位板(5)、辅助定位器(51)和主定位器获取人体模型位置参数，进而获取手术腔的位置数据参数；

影像生成：以人体模型和定位板的位置关系、人体模型和对应的器脏模型的位置参数为基础，制作与手术腔的实际操作情况相一致的手术模拟AR影像；

器脏放置：将需要进行模拟训练的器脏模型放置在人体模型中对应的器官位置，并用水浸泡组织模拟填充层，将浸泡后的组织模拟填充层置于各器脏模型之间的间隙中；

手术模拟：佩戴AR显示装置，启动充气泵，对人体模型中的器脏模型进行仿真手术操作。通过定位系统时AR教学影像与人体模型、器脏模型重合，使AR影像与手术操作有机结合，从视觉、触觉、压力感受等方面构建高仿真的手术场景。