[发明专利]一种虚拟仿真腹腔镜手术双手协调传递的训练系统及方法

说明书

本发明公开了一种虚拟仿真腹腔镜手术双手协调传递的训练系统，预设模型场景单元，通过预设模型场景单元存储训练场景和操作对象，加载后进行模拟显示，通过可操作的仿真器械，进行双手操作，在操作过程中根据提供的流程提示和操作提示完成每个步骤和动作，系统记录过程中的数据用于分析和判断，其中在训练模型内还展现操作后的动作效果，仿真器械夹持时，具有夹持反馈力等，通过记录操作的动作和操作完成度通过数据分析提供训练评价报告。本发明展现形式丰富，互动性强，训练效果佳。

技术领域

本发明涉及腔镜手术技术领域，具体涉及一种虚拟仿真腹腔镜手术双手协调传递的训练系统及方法。

背景技术

腹腔镜手术与传统手术相比，深受患者的欢迎，尤其是术后瘢痕小、又符合美学要求，青年病人更乐意接受，微创手术是外科发展的总趋势和追求目标。

对于腔镜手术来说，医生需要通过前期的操作训练才能够上岗，训练采用较多的是训练箱，也有进行动物训练的，但是动物实验耗费人力物力较多，不容易经常开展；而训练箱随时随地均可操作，训练箱主要模拟腹腔镜手术手眼分离的训练环境，医生自由做一些镜下技能训练。如夹豆子训练，穿线训练，剪纸，缝合打结。其结构主要由显示器，训练箱主体，内窥镜，手术钳，训练模块组成，但是训练箱训练是开放型的，缺少训练设计和训练引导，没有系统设计下的训练规则引导，训练缺少目的性。

特别是双手的训练，需要有效的协调传递，难度较大，通常是在单手训练完成后再进行动物训练提升，这样的方式进度慢，成本高，不利于快速成长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种虚拟仿真腹腔镜手术双手协调传递的训练系统及方法，展现形式丰富，互动性强，训练效果佳。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种虚拟仿真腹腔镜手术双手协调传递的训练系统，其包括：

预设模型场景单元，用于存储训练场景和操作对象，所述训练场景为底面和侧壁形成的空间，底面及侧壁为弧形，训练场景内还布置有标本袋，操作对象为软体小球，所述小球的位置随机布置在空间内，通过模拟人体腹腔形状及大小以及三维逆向重构形成训练模型；

模拟系统配置单元，用于加载、显示训练模型及操作对象；

模拟系统操作单元，为可操作的仿真器械，用于手持操作完成训练；

模拟系统器械运动数据采集计算存储单元，用于采集仿真器械运动坐标位置并实时上传给系统存储，将采集到的仿真器械运动坐标位置同步至加载的训练模型内对应的空间位置处，用于采集仿真器械夹闭次数；为数据分析提供基础数据；

模拟系统引导提示单元，用于提供流程提示和操作提示，流程提示为根据训练设计提示每一个操作步骤，并通过文字和语音播报展现，操作提示为在训练过程中每一个操作步骤内提示具体的动作；

模拟系统操作效果单元，用于在训练模型内展现操作后的动作效果，仿真器械夹持软体小球时，具有夹持反馈力，软体小球在每一个操作步骤中的颜色可变换；

模拟系统训练判断单元，用于判断训练过程中每个动作的操作完成度；

模拟系统操作记录评价单元，用于判断、记录、显示操作记录及分析评价；操作记录及分析评价为以训练时间为记录时间轴，通过记录操作的动作和操作完成度通过数据分析提供训练评价报告。

进一步地，训练模型内还模拟有软体组织，仿真器械移动碰触训练模型内的软体组织阻碍物时，具有碰撞反馈力。

进一步地，仿真器械具有操作杆，操作杆上安装的旋转编码器记录旋转的角度，生成旋转信号；

操作杆上还设置有摄像头，摄像头通过上面的陀螺仪器件检测当前摄像机的倾斜角度，生产倾斜信号，通过红外光电模块检测插入的长度，生成插入深度信号；

踩下踏板和按下按钮生成开关信号量；