[实用新型]用于虚拟手术系统的手术人体触觉模拟装置

说明书

本实用新型涉及虚拟现实仿真技术领域，公开一种用于虚拟手术系统的手术人体触觉模拟装置，包括操作台、仿真人体以及拟真手术器械与虚拟影像显示装置。操作台包括操作台面和升降台，仿真人体设置在操作台面上；拟真手术器械可在仿真人体上进行模拟手术操作，采用钝化的手术器械，并设置有用以感应拟真手术器械位置信息的位置定位器；仿真人体内设置有多个相互独立的容纳腔，每个容纳腔具有一填充口，填充口通过一抽放装置连接至一装载有弹性填充物的物料库；所述抽放装置被设置成用于控制将弹性填充物移入/移出容纳腔；所述虚拟影像显示装置被设置成以头戴式显示方式，佩戴在操作者头部，用以供查看虚拟现实影像或者图片。

技术领域

本实用新型涉及虚拟实验仿真技术领域，具体而言涉及一种用于虚拟手术系统的手术人体触觉模拟装置。

背景技术

现在利用虚拟现实技术，在医学领域通过计算机建立一个虚拟3D环境以及可交互操作平台，可以实现虚拟手术的操作，达到培训练习的目的。目前多采用力反馈仪实现操作过程中受力的触感，但能够用于虚拟手术的力反馈仪价格昂贵，对于普遍性培训和操作练习来说，成本较高。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种用于虚拟手术系统的手术人体触觉模拟装置，采用弹性填充物和拟真手术器械实现外科手术中操作的触感，采用三维位置跟踪与定位模块获得操作的精确轨迹和位置，通过两者结合替代力反馈仪的触感反馈，降低成本，提高模拟操作精度。

为达成上述目的，本实用新型提出一种用于虚拟手术系统的手术人体触觉模拟装置，包括操作台以及设置在操作台上的仿真人体以及拟真手术器械与虚拟影像显示装置，其中：

所述操作台包括操作台面和位于操作台面下方并可驱动操作台面竖直上下运动的升降台，所述仿真人体设置在操作台面上；

所述拟真手术器械被设置成供操作人员手持，并在所述仿真人体上进行模拟手术操作，所述拟真手术器械采用钝化的手术器械，并设置有用以感应拟真手术器械位置信息的位置定位器；

所述仿真人体框架内设置有多个相互独立的容纳腔，每个容纳腔具有一填充口，填充口通过一抽放装置连接至一装载有弹性填充物的物料库；所述抽放装置被设置成用于控制将弹性填充物移入/移出容纳腔；

所述虚拟影像显示装置被设置成以头戴式显示方式，佩戴在操作者头部，用以供查看虚拟现实影像或者图片。

优选地，所述操作台的支撑脚下方分布安装有多个高度调节部，用于调节操作台的高度和/倾斜度。

优选地，所述位置定位器为光电传感器。

优选地，所述仿真人体内填充有多层填充空腔，内部填充弹性填充物。

优选地，所述弹性填充物为凝胶。

优选地，每个容纳腔对应地设置一个抽放装置，或者多个容纳腔共用一个抽放装置。

优选地，所述的抽放装置尤其采用凝胶泵。

优选地，所述凝胶泵通过对应的软管和接头与每个容纳腔连接。

如此，从触觉角度出发，通过在仿真人体框架内设置有多个相互独立的容纳腔，每个容纳腔内填充有弹性填充料，并且，每个容纳腔均具有一填充口，每个填充口通过一抽放装置连接至一装载有弹性填充物的物料库，所述抽放装置被设置成根据外部控制指令将弹性填充物移入/移出容纳腔，以快速调整每个容纳腔内弹性填充料的总量。