[实用新型]用于内窥镜手术仿真训练系统的光电操作装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种内窥镜手术仿真训练系统，尤其是涉及一种用于内窥镜手术仿真训练系统的光电操作装置。

背景技术

内窥镜手术仿真训练系统是一种利用3D仿真操作平台实现对医务训练者内窥镜手术技能教学培训的仿真环境。内窥镜微创手术模拟训练系统主要通过 3D 平台系统与操作台交互，操作者通过监视器观察虚拟手术环境待手术的器官及周边组织的位置、形态、病灶等，在操作台上操作手术器械，实现手术的模拟训练。

    传统仿真训练系统所用的操作装置普遍采用齿轮进行传动,配合圆形编码器将实际操作中的位移量转化为电压的变化数据进行后台计算； 这种齿轮带动圆形编码器的传动方式容易产生相对滑动，而且在推拉杆上产生一个最大的位移时，这种编码器至少要转动4、5圈，极易造成编码器的损坏。另一种方式是采用钢丝滚轮的传动方式带动圆形编码器的旋转产生位移量数据，利用钢丝带动滚轮的传动方式相对齿轮来说比较柔和，但是也未能解决编码器易损坏的这种情况。后来更多的产品采用线性电阻式位移传感器来直接取代推拉杆，达到简化的目的；这种传感器为长方体，内部有一根可以拉动的杆，拉动时可以产生位移数据直接传入后台中，非常简便。但是这种线型电阻式位移传感器一般用在短距离的智能位移控制中，如果在操作中有人实施了暴力操作，比如猛推或者猛拉，都会使其内部的电阻触头断裂而失效。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本实用新型提供用于内窥镜手术仿真训练系统的光电操作装置，以解决现有技术存在的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是：用于内窥镜手术仿真训练系统的光电操作装置，该训练装置包括一操作台，该操作台上设有一可自由转动的光电手柄，所述操作台与光电手柄之间通过一复合转动机构联接；所述光电手柄包括操作把手、推拉杆和光电模组，其中，所述光电模组内设有发光LED灯、透光组件和光电板，所述推拉杆位于所述光电板下方，与所述操作把手联动，可在外力作用下相对于所述光电板滑动；所述发光LED灯发出的光线，通过所述透光组件折射后可照亮所述推拉杆；所述光电板底部设有一个带光学透镜的光感应微成像器，用于连续拍摄所述推拉杆的运动轨迹，并将图像信号传输至计算机，该计算机用于解算所述推拉杆的移动方向和移动距离。

工作原理：本实用新型采用了一种光电传感技术来解决现有技术的问题：在光电模组内部设置发光二极管，所述发光LED灯发出的光线，通过所述透光组件折射后可照亮所述光电板下方；当推拉杆在下方产生位移变化时，推拉杆表面反射回的一部分光线，经过光学透镜，传输到光电传感器内成像。这样，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后在后台服务器中对摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断推拉杆的移动方向和移动距离，然后在3D 医学模型处理服务器中还原成操作者对虚拟内窥镜的操作过程。由于这种光电位移技术不需要任何的机械传动结构，保证了推拉杆的单独操作，克服了人为原因造成的损坏，真正保障了实际与模拟的同步移动。

所述复合转动机构包括一垂直转动装置和一水平转动装置，所述垂直转动装置包括一垂直转动部件和一对转接件，该垂直转动部件的中心有一伸出的轴，分别插入所述转接件上的通孔中，所述转接件固定于所述水平转动装置上；所述水平转动装置包括一水平转动部件、销轴和一个底台，所述水平转动部件的中心开有一通孔，所述销轴通过通孔将所述水平转动部件固定于所述底台上。

有益效果： 1、使用光电传感技术，使装置中不需要任何机械传动装置，从根本上避免了因传动装置精确度不够出现错位、移位和卡机的现象；

2、使用过程中，推拉杆在物理上不会触碰到该光电板，避免了在传统中经常转动传感器造成的损坏；

3、本装置精度可以达到800DPI（相当于0.03175mm），使模拟操作更加连贯和精准，提高了模拟手术的训练效果。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型的外部立体图，

图2为本实用新型的剖视图，

图3为本实用新型的光电传感原理图。

具体实施方式