[实用新型]一种内窥镜仿真装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及手术器械模拟仿真练习设备，更具体的说是一种具有高仿真度，结构简单的内窥镜仿真装置。

背景技术

内窥镜作为一种常用的微创手术器械，在很多中类型的手术中应用。而手术医师灵活的使用内窥镜需要一个漫长的训练过程，由于熟悉的过程需要在活体或在尸体样本上进行，一般在医学院的学生和刚刚参加工作的医师能够进行练习的机会少之又少，所以一般需要学习一段很长的时间，才能做到使用自如。为克服这种实际操作进行练习的缺陷，出现了许多模拟仿真系统，随着计算机技术的发展，仿真系统已经能够实现与仿真图像软件相结合，达到很好的仿真效果。不过现有的仿真设备在内窥镜操作装置上还不能达到真正的仿真效果，其缺陷主要是采用齿轮配合的结构，转动角度受到齿轮的限制，能够自由转动的角度小。而且采用齿轮配合结构十分复杂，故障率和维护成本高，价格也十分昂贵。另一方面现有的结构仅仅是模拟内窥镜的转动和抽插滑动，对于内窥镜在人体内部受到的阻尼和阻碍无法进行模拟。所以现有的模拟仿真装置只能实现操作上的练习，而对于医师在手术过程中最重要的触感，或称为手感，是无法进行练习的，即使是使用这种仿真装置进行练习后，在实际操作过程中也需要很长的一段时间去熟悉操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿真度高、结构简单、成本低廉的内窥镜仿真装置。

本实用新型的进一步目的是提供一种能够实现可控仿真或反馈仿真的高质量仿真装置。

本设计为一种内窥镜仿真装置，包括支架，球体和控制杆，球体自由转动的安装在支架内，控制杆相对球体滑动安装在穿过球体中心的通道中，控制球体转动；支架内侧与球体之间至少设有两个方位传感器，控制杆上设有深度传感器。控制杆为仿真的内窥镜，可以控制球体的转动并进行抽插活动，本实用新型采用转动球体的结构相对于现有的齿轮结构，可转动的角度大，仿真度高，通过与电脑连接的方位传感器和深度传感器能够测量出仿真内窥镜转动的角度和插入的深度。而且本设计结构十分简单，构件少，成本十分低廉。采用通用的接口，能够与现有的计算机进行连接，只需安装相应的仿真软件，即可自行组建仿真系统。学生或医师只需一部安装了模拟软件的计算机，即可进行练习，甚至是在家中，本实用新型十分适用于教学和训练活动。

为了保证球体滑动的灵敏和自由度，本装置在支架内侧与球体之间设有至少两个转动支撑台，转动支撑台顶部设有滚珠与球体滑动配合。一般是在支架内侧与球体之间设有三个转动支撑台，三个转动支撑台所在平面穿过球体的球心，且相对球心均匀分布。或者是在支架内侧与球体之间设有四个转动支撑台，四个转动支撑台在空间成正四面体分布，所述正四面体的重心与球体的球心重叠。这种均匀分布的转动支撑台的结构，一方面能够保证装置的结构稳定性，另一方面给控制杆提供足够的运动空间，使其自由转动的角度不会受到阻止，从而影响仿真的效果。

通道与控制杆之间设有测量控制杆相对于球体旋转角度的转角传感器，转角传感器可以测出控制杆在模拟使用过程中的转角，适用于一些特别类型的内窥镜。

上述的传感器可以采用光学传感器或机械传感器，球体通道可以采用非封闭式或封闭式结构。针对非封闭式结构，所述深处传感器可以安装在球体内部、通道与控制杆之间，这样结构稳定，传感器准确度高，可以选用光学传感器或机械传感器。对于封闭式结构，深处传感器可以安装在通道端部、正对控制杆末端，这种结构紧凑，不过深处传感器只能采用非接触式的光学传感器。

方位传感器可以根据实际需要选用光学传感器或机械传感器，为了不阻碍控制杆的转动，限制其转动角度或范围，方位传感器一般安装在比邻转动支撑台的位置上，最好是安装在转动支撑台顶部上。

本实用新型的另一个重要的改进是在支架与球体之间或球体与控制杆之间或上述两个位置均设有阻尼装置。阻尼装置能够真实模拟内窥镜在人体内部所受到的阻力或被组织阻挡而不能插入或转动。阻尼装置设有手动调节器或反馈自动调节器或同时设有手动和反馈自动调节器。手动调节器允许练习者可以根据实际需要调整转动和插入的阻力，反馈自动调节器是与计算机相连的反馈装置，根据模拟软件中人体结构，自动调整阻力和限制转动或插入的位置，达到高质量仿真。加装了阻尼装置的装置能够实现对内窥镜操作的真实触感的仿真，达到真实的仿真效果，甚至能够进一步的将要进行手术的病人信息输入计算机中，实现模拟手术的预练习。