[发明专利]一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统及方法

权利要求书

1.一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统，包括用于腹腔镜手术模拟训练的腹腔镜模拟系统(7)，其特征在于，还包括用于与腹腔镜模拟系统(7)配合使用的腹腔镜钳(1)、设置于腹腔镜钳(1)的钳尖(12)内用于模拟训练时实时检测反馈夹持力大小的光纤光栅传感器(2)、与光纤光栅传感器(2)连接用于实时将光纤光栅传感器(2)的检测信号进行转换的光纤光栅解调仪(4)和与光纤光栅解调仪(4)连接用于将接收到的光纤光栅解调仪(4)夹持力信号进行实时显示及夹持力度状态提醒的控制装置(5)，所述光纤光栅传感器(2)通过光纤(3)与光纤光栅解调仪(4)连接，所述光纤光栅解调仪(4)通过数据线(6)与控制装置(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统，其特征在于，所述腹腔镜钳(1)还包括连接管(11)和设置于连接管(11)一端的钳把手(13)，所述钳尖(12)设置于连接管(11)上与设置钳把手(13)一端相对的另一端，所述连接管(11)上靠近钳把手(13)一端的侧壁上设置有与连接管(11)内部连通用于光纤(3)出线的出线端口(14)。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统，其特征在于，所述出线端口(14)上设置有用于固定光纤(3)的固定塞(8)，所述固定塞(8)设置有垂直贯穿固定塞(8)用于容纳光纤(3)的贯穿口(81)，所述固定塞(8)上还设置有光纤(3)进入贯穿口(81)的安装缝(82)。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统，其特征在于，所述固定塞(8)由橡胶材料制成，所述固定塞(8)设置为圆柱梯形。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统，其特征在于，所述控制装置(5)设置有提醒显示器和用于夹持力度状态提醒的灯组。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统，其特征在于，所述腹腔镜模拟系统(7)包括用于放置模拟试验组件的腹腔镜模拟系统模型(71)、设置于腹腔镜模拟系统模型(71)上端用于腹腔镜钳(1)插入的试验孔(72)和设置于腹腔镜模拟系统模型(71)一侧的腹腔镜模拟系统显示器(73)。

7.一种根据权利要求1所述系统的基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统控制方法，其特征在于，该方法包括以下处理步骤，

步骤1：启动该系统，根据不同组织在作用力下受损伤的受力阈值，在控制装置(5)中进行组织受力反馈提醒设置；

步骤2：在腹腔镜模拟系统(7)中选择对应的训练模拟模块，再将腹腔镜钳(1)插入腹腔镜模拟系统(7)进行操作，光纤光栅传感器(2)实时将检测的夹持力信号发送给控制装置(5)；

步骤3：控制装置(5)将实时检测的夹持力信号与对应组织的受力阈值进行比较，若实时检测的夹持力信号超过对应组织的受力阈值，则发出提醒信号，让操作人员降低力度，使得实时检测的夹持力信号不超过对应组织的受力阈值，同时控制装置(5)实时显示实时检测的夹持力大小。

8.根据权利要求7所述的一种基于光纤光栅传感器的微创手术触觉反馈系统控制方法，其特征在于，在步骤3中，控制装置(5)设置有语音提醒及警示灯提醒，在实时检测的夹持力信号超过对应组织的受力阈值，控制装置(5)控制发出设定的危险语音提醒并且通过红色警示灯进行提醒，若实时检测的夹持力信号不超过对应组织的受力阈值同时大于设定的注意值时，控制装置(5)控制发出设定的注意语音提醒并且通过黄色警示灯进行提醒，若实时检测的夹持力信号小于设定的注意值时，控制装置(5)控制绿色警示灯进行提醒。