[发明专利]腹腔镜模拟手术训练评价系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及腹腔镜模拟手术训练评价系统及方法。

背景技术

微创伤或者无创伤是人们对手术永无止境的追求，其经历了从传统形式的开腹大创伤手术到如今的微创伤手术的发展历程，如今又在朝着创伤更小的单孔腹腔镜手术方向发展。单孔腹腔镜手术因其创伤极其微小、并发症概率低、病床利用率高、不会留下较大的疤痕等特点,成为当今医学科技最前沿的发展方向。

腹腔镜手术区别于传统手术的特点有：①二维的空间观念感；②熟练掌握腹腔镜器械；③腹腔镜下解剖的识别能力；④双手的协调性。由此可见其技术难度大，学习曲线长，培养方式与传统外科医师的培养也有所不同。研究发现，腹腔镜医生手术的训练效果、手术经验与腹腔镜手术并发症的发生有着密切的关系。对初学者而言，技术熟练程度和经验可以说是决定性因素，处于学习曲线不同时期的术者，选择适应症的范围(标准)应该是有差异的，如何有效的避免医源性伤害，提高手术成功率是当前腹腔镜外科面临的重要课题。在国外腹腔镜医师需经过严格的训练，通过模拟器训练或计算机模拟训练后，才可在有经验的腹腔镜医师指导下进行人体操作。而目前在国内，初学者通常是通过视频观看后在有经验的上级医师指导下开展腹腔镜手术。所以，腹腔镜外科发展面临的严峻问题是如何对腹腔镜医师进行训练。国内的腹腔镜外科医师训练方式主要有短期训练、自主训练、专家指导和进修学习，训练内容包括理论授课和技能训练两个方面。在妇科腹腔镜训练时，也有采取三人小组式训练，锻炼团队合作能力和个人的手眼脚配合、立体定位等技能。但训练效果如何，却无法得知。在国内，如何对受训者的受训效果进行评估尚无统一标准，相关报道也较少。

传统的腹腔镜模拟训练器主要由监视器、训练箱、摄像头、照明装置组成。在培训过程中，培训者通过监视器(即显示器)可以实时观察到器械在训练箱中的任务完成过程，是一种常见的腹腔镜手术培训装置。目前的模拟训练系统支持多种训练模式，可以提高培训者的三维空间感知能力、双手协调能力、缝合打结等精细操作能力。通过观察二维监视器完成三维空间的模拟训练常用于初学者训练，利用腹腔镜手术训练箱，模拟人体腹腔，训练初学者手眼协调能力、三维空间感知能力。腹腔镜模拟训练任务主要包括以下内容:

①手眼协调训练

主要为了提高培训者的手眼协调能力。在训练箱中放入画有两个大小相同区域的任务纸片，其中一块区域内放置由不同颜色的小物块，另外一个则是空的，培训者被要求将物块逐一夹取并移动移动到另外一个区域。操作过程应尽量做到快、稳、准，不要碰到周围的物体。培训者可以随时调整镜头，使物块始终清晰的保持在手术视野中。

②定向适应训练

主要为了提高培训者的三维空间感知能力。在训练箱内放入装有柱子的任务板，柱子上面有大小适中的孔，培训者被要求操作器械夹取缝合线完成穿针操作。通过多次反复训练，培训者的腹腔镜操作定向能力可以得到提高。

③组织分离训练

主要为了提高培训者的双手配合能力。在训练箱内放模拟皮肤或者橡胶之类的物体，用腹腔镜抓钳、剪刀、电刀等手术器械进行分离训练。

④精确定位训练

主要为了提高培训者的精确操作能力。相较于传统手术器械，腹腔镜手术器械长度较大，初次操作过程中不易实现精确定位。在训练箱中放入安装有柱子的培训板，这些小柱子顶面有大小适中的凹坑，训练板旁边放置由塑料柱子，培训者被要求操作器械将柱子放置到凹坑中，在整个训练过程中要保持动作的快速和准确。

⑤缝合打结训练

主要为了提高培训者的缝合打结操作能力。在腹腔镜手术实际操作由于空间狭小，对操作者的双手协调配合能力提出了更高的要求，打结和缝合需要更多的培训。在训练箱内放入安装有仿真皮肤的训练板，仿真皮肤上面画有切口和缝合点。培训者被要求按照缝合点位置完成缝合和打结任务。反复练习，可以提高缝合打结操作能力。

然而传统系统在测量精度、评估准确性方面存在不足。本发明提供的腹腔镜模拟手术训练评价系统及方法，能够对模拟手术训练提供高精度的测量和准确的评价，提升训练效果。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种腹腔镜手术训练评价系统和方法，给出客观参数指标对训练过程中手术技能进行客观评定。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种腹腔镜模拟手术训练评价系统，包括视觉系统，加速度传感器模块和评测系统，

其中：

视觉系统用于获得器械三维坐标数据；

加速度传感器模块用于获得器械的速度和运动平稳度数据；