CN101589416B - 内窥镜手术训练仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种供医护专业人员练习内窥镜手术中所用技巧的设备。一种可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其包括：底座，该底座限定供内窥镜手术训练的工作范围；观察所述工作范围的摄像机；以下两个装置中的一个或两个：附接于所述底座、显示所述摄像机所得的图像的显示屏和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；以及折叠式用于内窥镜手术训练的挡板，所述内窥镜手术训练挡板带有至少一个入口可让手术器械进入所述工作范围；其中所述内窥镜手术训练仪具有两种形态：第一种是折叠形态，其中所述内窥镜手术训练仪折起至大体为平；第二种是操作形态，这时所述显示屏(如设有)展开至供所述内窥镜手术训练仪操作者观看的位置，并且所述内窥镜手术训练挡板是展开的，以致远离所述底座以进行内窥镜手术训练。
Description
技术领域
本发明涉及一种供医护专业人员练习内窥镜手术中所用技巧的设备。
背景技术
这种手术通过所谓的锁孔(keyhole)切口进行，一般使用与传统的外科手术工具不同的特殊器械，并使用摄像系统，以显现外科医生在体内进行手术的范围。在传统的手术方面受过训练的外科医生和今后要进行手术的新受训者在使用这些器械和摄像系统方面需要专门的训练。以前这种训练经由有经验的外科医生在进行内窥镜手术时提供。现今，设有计算机模拟实验(dry-lab)课程和实物实体实验(wet-lab)课程的专门的中心能提供初步的训练，但是要持续练习在课程中学到的技能是很难的。
现已开发了一些内窥镜手术训练(endotraining)系统，这些系统使用由摄像机和光源组成的叠加系统或者网络摄像头和计算机，但是这些系统存在有多个缺点。叠加系统价格昂贵、体积庞大、初学者不容易用得到，而基于网络摄像头的训练仪的图像质量又低。近来，还已经开发了综合显示屏和摄像机的改进型内窥镜手术训练仪，但是这些训练仪仍需要内置的光源，并且相当重。
已知的内窥镜手术训练仪(endotrainer)的例子如下：丹麦的Lina Medical公司出售的腹腔镜手术训练仪(Laparotrainer)(www.laparotrainer.com)；荷兰的Endo InnovationsBV公司出售的便携式内窥镜手术训练仪(EndoTrainer)；美国马里兰州的Immersion Medical公司出售的虚拟腹腔镜介面(Virtual Laparoscopic Interface)；美国华盛顿州的Simulab公司出售的LapTrainer及其已公开的专利/专利申请-US5,951,301；WO 97/44768；WO96/42076；美国俄亥俄州的3-D Technical Services公司出售的、例如在第6,659,776号美国专利中所记载的便携式腹腔镜和内窥镜手术训练仪(the Portable Laparoscopic andEndoscopic Trainers)；第2004/0142314号美国专利申请所公开的内容；爱尔兰都柏林的Haptica有限公司的ProMIS系统；Real Sim Systems公司的LTS3e；FLS课程(FLS Program)的FLS训练盒(FLS Trainer Box)；美国俄亥俄州的Simbionix USA公司的URO Mentor和其他系统。更多背景现有技术在第2,318,202A号英国专利以及第5,722,836A号、第6,659,776 号和第5,873,732号美国专利中可以找到。
发明内容
申请人将对解决其中一些上述的困难的改进型内窥镜手术训练系统进行说明。
按照本发明的一个方面，本发明因此提供了一种可携带的、可折叠的笔记本电脑型式的内窥镜手术训练仪(endotrainer)，该内窥镜手术训练仪包括：底座，其限定供内窥镜手术训练的工作范围；用于观察所述工作范围的摄像机；以下两个装置中的一个或两个：i)附接于所述底座、显示所述摄像机所得的图像的显示屏；和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；以及折叠式内窥镜手术训练挡板，所述内窥镜手术训练挡板带有至少一个入口使手术器械得以进入所述工作范围；其中所述内窥镜手术训练仪有两种形态：第一种是折叠形态，其中所述内窥镜手术训练仪被折起至大体为平；第二种是操作形态，其中所述显示屏(如设有)展开至供所述内窥镜手术训练仪的操作者观看的位置，并且其中所述内窥镜手术训练挡板是展开的，以致远离所述底座以进行内窥镜手术训练。
发明人已认识到：与现有技术的偏见相反，内窥镜手术训练仪无需是封闭的装置才能提供实用的体内工作训练。这容许了背离传统的设计，而在实施例中，内窥镜手术训练仪的外观与笔记本电脑相似，打开后提供一大体开放的训练环境。
在这种设备的实施例中，该设备还不需要内置的光源，这进一步简化了系统、减轻了重量。
在实施例中，显示屏铰接在底座上，并且内窥镜手术训练件挡板从底座向上折起以提供一个、两个或更多个远离底座上工作范围的内窥镜手术训练入口。在实施例中，内窥镜手术训练构件或挡板是可调整的，并且其可包括由一个或一对臂支承的板，所述的一个或一对臂以铰接或其它方式附接在底座上。特别是，每个臂可各自附接在底座的一个侧面，以致挡板在折叠形态下位于沿着底座前部的区域，并且在展开时，以双臂限定的弧形向上展开。优选地，板或挡板以枢轴的方式附接在臂上，以使得入口的高度和角度能得到调整，并且使得挡板在其折叠状态下，在底座上放置得大体是平的。优选地，内窥镜手术训练构件、板或挡板还带有摄像机，摄像机最好装在内窥镜手术训练构件上的一固定位置上。
图像显示方法可包括一显示屏和/或摄像机的输出。显示屏可包括直接耦合在摄像机上的传统的LCD显示器或者可使用其他形式。例如，摄像机可包括一数码摄像机，并且显示屏可构成计算机系统的一部分。从摄像机提供显示屏以外的替代或额外的显像输出的连接装置在 以后描述。连接装置是可选的，包括有线和无线装置。
优选地，摄像机捕捉视频信息以显示在屏幕上。
本发明的另一方面提供了一可携带的内窥镜手术训练仪，其包括：外壳，该外壳围起供内窥镜手术训练的工作范围，所述外壳带有至少一个入口供手术器械进入所述工作范围；用于观察所述工作范围的摄像机；以下两个装置中的一个或两个：i)显示所述摄像机所得的图像的显示屏，和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；其中所述外壳的至少部分上表面上及在侧面上是半透明或大体透明的，以让所述摄像机所需的光线进入。
本发明的另外一方面提供了一可携带的内窥镜手术训练仪，其包括：底座，该底座限定了供内窥镜训练的工作范围；以及装在所述底座上并设有至少一个孔洞以进行内窥镜手术训练的外壳，所述外壳在至少两个侧面上是开放的，让所述工作范围从外部得到照明；其中所述内窥镜手术训练仪不设有内置的光源。
在本发明的这一方面的实施例中，外壳在两个或更多个侧面上开放还有利于为例如改变训练任务而手动进入工作范围。优选地，外壳是开放的；或者外壳在三个侧面或全部四个侧面上都带有窗口，并且带有开放的顶部。当屏幕向下折叠时该开放的顶部被屏幕盖住。
因此在另一个方面，本发明提供了一可携带的内窥镜手术训练仪，其包括：外壳，外壳围起供内窥镜手术训练的工作范围，所述外壳带有至少一个入口以使手术器械能进入所述工作范围；用于观察所述工作范围的摄像机；以下两个装置中的一个或两个：i)显示所述摄像机所得的图像的显示屏，和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；其中所述显示屏可折叠地附接在所述外壳上，以致在折叠形态时，所述显示屏形成所述外壳的盖罩的至少一部分，并且以致在供所述内窥镜手术训练仪的操作者观察的展开形态时，所述外壳在顶部至少部分开放，以使操作者能进入所述工作范围。
在本发明的这一方面和其他之前和之后所述的方面，内窥镜手术训练仪不设有内置的光源。
在本发明之前还有之后的所述方面的一些优选实施例中，该摄像机和/或挡板以支架安装得可沿一弧形升高或降低，弧形的中心优选在工作范围或活动平台(见下文)的中心。这样摄像机可自动定向。在实施例中，该支架使用伸缩滑道。
腹腔镜手术训练仪(Laparotrainer)的实施例也可装有活动平台，例如装在底座上的转盘，该活动平台限定了多个工作范围并是可活动的，以把选定的其中一个工作范围带进相对所述的一个或多个入口的工作(内窥镜手术训练)位置。
因此在另一个方面，本发明提供了一可携带的内窥镜手术训练仪，其包括：外壳，外壳围起供内窥镜手术训练的工作范围，所述外壳带有至少一个入口以供手术器械进入所述工作范围；观察所述工作范围的内部摄像机；以下两个装置中的一个或两个：i)显示所述摄像机所得的图像的显示屏，和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；以及活动平台，所述活动平台带有多个区域，每个区域给所述内窥镜手术训练仪的操作者提供不同的内窥镜手术训练任务；其中所述平台是可活动的，以把各个所述区域带进所述工作范围而让所述操作者执行选定的所述内窥镜手术训练任务。
在实施例中，该平台带有电机驱动器以及外部控制件，以使操作者可选择一所述区域。
本发明进一步带有活动平台，特别是圆盘式的活动平台，其上设有多个内窥镜手术训练任务，该活动平台和上述内窥镜手术训练仪在一起使用。优选地，该活动平台或圆盘以可拆卸的方式固定，使得操作者不用工具就能把圆盘从内窥镜手术训练仪上拆卸下来。例如，圆盘可简单地设于一短轴的端部，短轴带有楔、平坦表面或其它类似装置以把圆盘锁入限定的转动位置。可提供的内窥镜手术训练任务的例子包括提起和放下物体、缝合、打结、把管切开并重新系上等等。
在另一方面，本发明提供了一可携带的内窥镜手术训练仪，其包括：外壳，外壳围起供内窥镜手术训练的工作范围，所述外壳带有至少一个入口以使手术器械能进入所述工作范围；在所述外壳内用来观察所述工作范围的摄像机；以下两个装置中的一个或两个：i)显示所述摄像机所得的图像的显示屏，和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；其中所述摄像机带有支架，使所述摄像机的所述方向能以至少一种自由度进行调整；其中所述内窥镜手术训练仪进一步包括遥控系统，让进行内窥镜手术训练的操作者从所述外壳的外部控制所述摄像机的方向。
优选地，摄像机支架使摄像机方向能以两种自由度进行调整，例如能够调整底座上的高度和倾斜角。可选地，摄像机的方位角和/或摄像机(数码的或机械的)的变焦可以调整。本发明的这一方面的实施例对手术进行模拟，手术中典型的是外科医生会指示另一个人担任摄像操作者，以根据需要移转摄像机。
在实施例中，腹腔镜手术训练仪的外壳可带有大体为平的第一顶端部分及可在一个侧面带有倾斜的第二部分，上述每个部分带有至少一个(或优选至少两个)孔洞或入口以进行内窥镜手术训练。这方便了在坐着或站立时使用内窥镜手术训练仪。在实施例中，内窥镜手术训练仪带有底座，底座包含抽屉，以供放置器械和/或配件。
如前面所提到的，在本发明的上述每个方面，显示屏可用与摄像机的有线或无线连接装 置代替，该有线或无线连接装置使摄像机能把视频信号传输到远程显示屏。例如，该无线发射机可包括无线局域网(WLAN)发射机，以使摄像机的信号能在邻近的计算机显示屏上显示和/或该无线发射机可包括低功率电视信号发射机，以使摄像机的视频信号在邻近的电视机上显示和/或可从摄像机提供直接的RF连接装置以连接电视机。额外地(或作为替代)，可装设本机的或远程的模拟录制设备或数字录制设备(例如硬盘)。
因此，在其他一些方面，本发明提供了一可携带的内窥镜手术训练仪，其包括摄像机，摄像机带有根据一个或多个前述连接类型的有线或无线连接装置。在本发明的更多其他一些方面，可不设有上述摄像机，取而代之的设有另一入口，以供内窥镜式摄像机和内窥镜手术训练仪一起使用。或者，这可与上述摄像机同时提供。
在设有内窥镜式摄像机时，优选地，该摄像机为实心杆式。但是与传统的内窥镜摄像机不同，由于内窥镜摄像机本身无需装设成像用的光源，所以可使用简化的光学系统。因此，在另一方面，本发明提供了一与内窥镜摄像机组合的内窥镜手术训练仪，其中内窥镜摄像机设置为把光线从内窥镜的成像端传导到图像传感器，优选沿实心杆传导光线；优选地，其中内窥镜不设有把光线从图像传感器端传送到内窥镜集光端的装置。在再另一方面，本发明提供了一内窥镜手术训练仪，其带有内窥镜式摄像机的入口，该摄像机优选为实心杆式，其中入口设置为围绕内窥镜摄像机成一紧密的密封口，以致该内窥镜摄像机可由操作者放置，然后在调整位置后保持基本稳定。这可通过在入口内利用垫圈或护罩实现，垫圈或护罩允许位移，但在位移后，使杆的角度保持不变，例如通过凝胶或塞满沙的袋子等等实现。
在实施例中，摄像机可装有自动对焦系统。在实施例中，这可通过机械装置而实现，例如通过销子和凹槽机构实现(销子和凹槽的其中之一装在挡板上，另一个装在内窥镜式摄像机上)。
如前所述，内窥镜手术训练仪的一些优选实施例带有摄像机的外部模拟视频输出装置。该输出装置可用来把内窥镜手术训练仪和电视机或投影机连接起来，以使在内窥镜手术训练仪所附接的显示器上观看摄像机的图像的同时，也可在外部监视器/屏幕上观看该图像。
在内窥镜手术训练仪的实施例中，摄像机带有外部数字输出装置。这可为USB或Firewire(已注册商标)式输出装置或其它数字输出装置。这种输出装置可使摄像机与笔记本或台式电脑连接起来。可使用软件从内窥镜手术训练仪捕捉静态图像或录下视频片段。这些存储的数据可用来评价使用者执行的内窥镜手术训练任务的情况。
在实施例中，内窥镜手术训练仪额外地或者可作为替代地带有内置在内窥镜手术训练仪内部的录制和回放装置。这可通过与计算机模块整合而实现，该模块能捕捉摄像机所得的静 态图像和视频片段。这些数据可被储存在内部存储器(例如硬盘)上，或提取至外部存储设备中，例如可移除的存储设备(例如闪存)上。存储的数据可在内窥镜手术训练仪的显示屏或在笔记本或台式电脑上回放。这样，内窥镜手术训练仪能用来在执行内窥镜手术训练任务的同时观看摄像机所得的实时影像；还能用来录制然后观看先前录制的视频片段。
在实施例中，内窥镜手术训练仪可带有三维摄像系统。这可包括装在挡板上的两个摄像机。在实施例中，该两个摄像机的信号被直接用于适合的3D显示屏或被馈入三维编码器，然后编码器把两个摄像机的信号进行编码(例如生成深度信息)在显示屏上显示(特别是用于显示3D图像的那类显示屏)。依显示技术的不同而定，可戴上专门的3D眼镜(例如偏光眼镜)以让使用者看到摄像机所得的三维图像，或者可利用透镜显示屏技术。
在该三维内窥镜手术训练仪的另一形态中，该两个摄像机所得的信号可被馈入两个视频投影机中。投影机放置得能让两个摄像机所得的信号重叠在单个屏幕上，然后可戴上标准的三维眼镜让使用者观看摄像机所得的三维图像。
在使用三维摄像系统时，可提供选择以让使用者在三维图像和一个摄像机的两维图像之间实现转换和/或在不同的显示器上同时观看两个图像。
本发明的另一个方面提供了一内窥镜手术训练仪，其中显示屏在该设备的前部，在该设备上安装(优选固定地安装)或在挡板上带有一个或多个入口。优选地，该设备在屏幕后带有拉出式工作面。
本发明还提供了一墙上安装的内窥镜手术训练仪，该训练仪在前部带有拉出式工作范围，该工作范围从后部的显示屏拉出。
申请人描述的系统的优选实施例包括充电电池，以方便在没有电源插座时操作。
本发明的上述方面和实施例的特征和方面可以任何排列进行组合。
附图说明
本发明的上述方面和实施例的特征和方面可以任何排列进行组合。
现将参照附图仅通过例子进一步描述本发明的这些方面和其它方面，在附图中：
图1显示了一开放式形态的内窥镜手术训练仪；
图2显示了一可用来练习手术技巧的技能盘(skills disc)；
图3显示了一处于闲置形态的用于内窥镜手术训练的挡板；
图4显示了图3中的用于内窥镜手术训练的挡板在操作状态下的形态；
图5a显示了一笔记本电脑式形态的内窥镜手术训练仪；
图5b显示了图5a中所示的用于内窥镜手术训练的挡板的细节；
图6a显示了一笔记本电脑式内窥镜手术训练仪的一优选实施例；
图6b显示了图6a中所示的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪的侧视图；
图7-9显示了一台式形态的内窥镜手术训练仪；
图10和11显示了一墙上安装形态的内窥镜手术训练仪；
图12显示了一内窥镜手术训练仪的电子控制系统的方框图；以及
图13显示了适合与内窥镜手术训练仪一起使用的内窥镜式摄像机的截面图。
具体实施方式
从广义上说，申请人将描述一种简单的轻型训练设备。该设备包括摄像系统、形成工作空间的透明盖子和观看演示视频的DVD播放机。该设备还整合平面屏幕显示器，显示器可调整到任意角度，以让使用者在站立或坐着时都能进行练习。该设备小巧、重量轻且容易使用。其整合的平面屏幕显示器是纤薄的，并且可调整到任意角度。在不用时，显示屏可向下折起，使得可以搬运该设备。优选地，所述摄像系统能调整得以从任何要求的角度观察工作空间。摄像系统提供清晰的图像，减轻练习时的疲劳。
在一个例子中，箱体的一个侧面是部分不透明的，摄像系统位于该不透明部分下面。在顶部和其余的几个侧面上，箱体是大体透明的，以让光线进入。平面屏幕显示器与该摄像系统连接以显示工作空间的图像。该显示器在与摄像机相对的另一方铰接在箱体上，并可调整到任意角度。这让使用者把显示屏调整至显示鲜明清晰的图像的位置，还让使用者在坐着或站立时都可进行练习。箱体顶部的透明盖罩铰接在显示屏下，并能被打开以供进入下面的工作空间。工作空间包含可旋转的电机驱动的平台或技能盘(Skills Disc)(设有一组手术任务或练习的可旋转平台)。可使用按钮面板来转动该技能盘，这使得无需打开盖罩就可练习各种内窥镜手术技能。该按钮面板还可控制摄像机的角度以及变焦。在水平和垂直方向上的不透明部分都设有孔洞，通过这些孔洞可放置内窥镜手术器械。DVD播放机(和/或录像机)置于箱体的底部并耦合至显示屏。这使得使用者可观看训练的示范并可录下自己的进展。所述摄像系统包括支架以及摄像机，可手动或用按钮面板控制摄像机在支架上移动到任何要求的角度和高度。这保证了摄像机总能聚焦在技能盘的中心。
现在申请人更加详细地描述一些优选实施例。
图1显示了开放式形态的内窥镜手术训练仪。如图所示，用于内窥镜手术训练的挡板(1)位于一端，在使用内窥镜手术训练仪时，该挡板可被升高。该挡板包括摄像机(2)和孔洞(3)， 手术器械可通过孔洞放置。挡板可升高至任何要求的高度，以让使用者在站立和坐着时都能进行训练。可手动或使用用户控制面板(4)控制的电机驱动系统升高或降低挡板。挡板弯成弧形，以保证摄像机总是聚焦在工作范围上，用户面板还可用来使摄像机变焦而更接近工作范围。工作范围可包括或仅包括位于内窥镜手术训练仪底座上的技能盘(5)。该盘可以是电机驱动的，并且受用户控制面板控制(4)。摄像机耦合至(平板)显示器(6)，显示器位于相对摄像机的设备的另一端。显示器被附接上(7)以致其可调整到任何要求的角度，以根据使用者的位置而显示清楚的图像。当显示器如图所示而敞开时，内窥镜手术训练仪在其顶部表面上是大体开放的。这让使用者可进入工作范围，并让光线进入，这意味着设备不需要整合光源。优选地，设备的侧面(8)是大体透明的，以让更多的光线进入工作范围。DVD播放机/录像机(9)或者其他媒体播放机/录像机也可被整合到该设备中，以让使用者观看演示视频并录下自己的进展。
图2更加详细地显示了技能盘(5)。该盘分为几个区域，每个区域能用来练习一项不同的技能或技术。这些技能或技术可包括拾起并放下物体、缝合以及打结。该盘被放在底座(10)上，其可在底座上转动。这可手动进行或者该盘可由用户控制面板(4)电机驱动控制。在实施例中，该盘可从底座上移除，并用另一包含不同练习技能的圆盘代替。
图3显示了用于内窥镜手术训练的挡板(1)，其位于内窥镜手术训练仪(11)的前部并附接(12)在内窥镜手术训练仪的底座上。摄像机(2)位于挡板的顶端。
图4显示了在操作形态时的挡板。此处挡板被伸缩臂(13)升高。这些臂使挡板可调整到任何要求的高度，让使用者在站立或坐着时皆能进行训练。挡板循一弧形升高，这保证摄像机(2)在任何高度上都指向工作范围。挡板以铰接方式附接在底座(12)上以方便挡板的弧形运动。
图5a显示了笔记本电脑式形态的内窥镜手术训练仪。参照图1-4的上述内窥镜手术训练仪的特征可并入这种笔记本电脑式内窥镜手术训练仪。
在图5a中，显示器(6)被打开并可调整到要求的角度。一旦打开显示器，就能看到不同式样的用于内窥镜手术训练的挡板(14)平放在该“笔记本电脑”的表面上。在使用内窥镜手术训练仪时，挡板可被抬高。技能盘(5)也位于该表面上，并且DVD播放机(9)可整合到底座内。笔记本电脑式内窥镜手术训练仪让使用者能在完全开放的环境中工作而不需要封闭的箱体。可包含用户控制面板(4)以使用电机控制挡板、技能盘和摄像机的变焦。笔记本电脑式内窥镜手术训练仪还可包含个人电脑，该个人电脑的表面上带有小型的键盘和鼠标，或另外提供外置键盘和鼠标。例如，可包含或提供红外键盘或PDA。
图5b更详细地显示了该用于内窥镜手术训练的挡板(14)。当从内窥镜手术训练仪的表面抬高时，挡板可在伸缩臂(15)上调至任何要求的高度。伸缩臂铰接在底座(16)上，以使挡板可以被移向或移离使用者。此外，挡板铰接在臂的顶部(17)以使挡板可倾斜，以使摄像机(2)可被调整以聚焦在工作范围。挡板带有孔洞或入口(3)，手术器械可通过孔洞或入口放置及操作。
图6a显示了笔记本电脑式内窥镜手术训练仪的另一优选形态。用作内窥镜手术训练的挡板(14a)铰接在底座上。其可从底座被升起(折起)而形成工作空间。挡板带有一个或多个孔洞或入口(3)，通过其可放置及操作手术器械。摄像机(2)装在挡板上，其角度可用轮子(20)调整。挡板由固定或放置在槽(22)里的锁定臂(21)支撑。可设有多个槽或单个的阶梯式的槽，以使挡板的角度可被调到使用者要求的角度。技能平台(skills platform)(6a)插入底座中的插槽内，以使该平台保持一角度，或者其可以底座上的托盘的形式水平放置。可选地，可装有电机或其他装置使平台转动。优选地，底座上设有插槽或凹槽(23)。在不使用时，手术器械(的尖端)可插入插槽或凹槽内，以在挡板内支撑手术器械。优选地，还有储存抽屉用来储存所述技能平台和其他内窥镜手术训练附件。
图6b显示了图6a中的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪的侧视图。此处可观察到摄像机(2)以一定的角度指向技能平台。摄像机带有(手动)变焦功能，能在执行内窥镜手术训练任务时放大技能平台。
图7-9显示了台式形态的内窥镜手术训练仪。此处显示屏(6)被附接在底座的前部(18)。孔洞(3)位于底座的前部以容纳手术器械，摄像机(2)的位置紧接其后。可使用用户控制面板(4)来控制摄像机。在图8中显示技能盘(5)在底座内。当使用内窥镜手术训练仪处于如图9中所示的使用中的形态时，可从底座的后部抽出该盘而使该盘的内容被观察。这可以手动地或通过用户控制面板(4)实现。
图10和11显示了墙上安装形态的内窥镜手术训练仪。在图10中，内窥镜手术训练仪安装在固定的墙上，可以看到显示器(6)。如图11所示在使用时，工作托盘(19)可如图所示地从墙上拉下。工作托盘装有技能盘(5)和用于内窥镜手术训练的挡板(14)，挡板可如所示地从托盘中被抬升。同一式样的内窥镜手术训练仪还可固定在设有轮子的支架上而非墙上，这使得内窥镜手术训练仪在需要时能被移动。
图12显示了电子内窥镜手术训练仪部件的一种配置。控制面板可用来控制内窥镜手术训练仪的多个方面，包括一个或多个显示设置、摄像机的变焦、DVD功能、挡板的移动和技能盘的转动。摄像机和DVD播放机耦合在整合的显示屏上。
还可选择另外的无线连接装置，以方便与外置显示器使用摄像机和DVD播放机。
图13显示了适合与上述内窥镜手术训练仪一起使用的简化的内窥镜式摄像机。摄像头(25)位于管状的外部护套(26)内。摄像机通过挡板(28)中的孔洞(27)放置。孔洞优选地围绕摄像机形成紧密的密封口(例如用橡胶垫圈)，但使其可通过孔洞以及在孔洞内运动。摄像机通过杆(29)附接在外部把手(30)上。该把手用来通过孔洞操纵摄像机。外部护套附接在摄像机镜头(31)上。该护套可作独立于摄像机把手的转动以转动镜头。这可用来在摄像机被移近或移离内窥镜手术训练仪的工作范围时使摄像机所得的图像合焦。内窥镜式摄像机可直接或通过无线发射器(32)连接至显示屏。摄像机的电源可通过电源插座(33)直接从内窥镜手术训练仪提供。
内窥镜手术训练仪可包括在内窥镜式摄像机相对工作件移动时使摄像机自动聚焦的系统。在一个实施例中，该系统包括在外部护套(34)中的螺旋形狭缝。销子附接在孔洞(35)上，销子和螺旋形狭缝啮合。因此，当摄像机通过孔洞移动时，外部护套自动转动镜头并使摄像机所得的图像合焦。
这样申请人已经描述了一可携式(台式)的内窥镜手术训练仪，其包括：底座和安装在所述底座上的盖子，该训练仪带有至少一个用于内窥镜手术训练的孔洞，所述盖子能被打开以容许手动进入盖子下方。优选地，盖子的部分或全部区域是大体透明的，以使光线可从所有方面进入，以减少工作空间中形成的阴影。在实施例中，盖子带有一大体为平的第一部分和一垂直的第二部分：第一部分和所述底座彼此隔间且大体上和所述底座平行。每个所述平的部分及垂直的部分带有至少一个用于内窥镜手术训练的所述孔洞。
该可携带的内窥镜手术训练仪可进一步包括摄像机和显示屏：摄像机装在所述盖子的下面，显示屏铰接在所述盖子上并和所述摄像机耦合，以显示从所述盖子的下面捕捉的图像。优选地，摄像机的角度和高度可轻易地调整。
在实施例中，工作空间包含电机驱动的、可旋转的技能盘，在该技能盘上可练习多种内窥镜手术技巧。在实施例中，按钮面板可控制摄像的角度和变焦并使电机驱动的技能盘转动。
该可携带的内窥镜手术训练仪可包含一耦合至显示屏的DVD播放机和录像机，和/或个人电脑和/或供放置器械和附件的托盘。所述设备可由内置的充电电池供电。
在一些特别优选的实施例中，内窥镜手术训练仪是一可折叠的笔记本电脑式设备，其物理形态与笔记本电脑相似。因此，在实施例中，该设备具有笔记本电脑的整体外观：折起后大致是平的，并且该设备带有至少一个(通常是两个)平的、能折起的面板，每个面板的宽度与内窥镜手术训练仪的宽度相似，面板绞接在该设备的相对两边。其中一个面板带有显示 器，另一个面板装有挡板。其中一个面板(例如显示器面板)当其被折起至平时，提供该设备的盖罩。在实施例中，该设备的覆盖区为正方形或长方形，例如小于A2或A3的尺寸。在实施例中，当该设备折起为平时，其平均高度低于最大侧面尺寸的25％、20％或15％。在实施例中，该设备可没有盖子(至少在操作时)。在实施例中，摄像机支架带有用于内窥镜手术训练的孔洞。该支架可调整到任何要求的角度和高度，让使用者在站立或坐着时都能练习。
在如上所述的可携带内窥镜手术训练仪中，杆状(或相似的内窥镜式)的透镜可附接在该摄像机上或另一摄像机上，并耦合至显示屏。这种装置是有利的，例如对于关节镜手术训练仪是有利的。
申请人已经描述了特别适合于腹腔镜手术训练(laparotraining)(即与腹腔手术有关的训练)的内窥镜手术训练仪。但是，内窥镜手术训练仪(特别是上文提及的使用内窥镜式摄像机的内窥镜手术训练仪)的实施例对于关节镜(arthroscopy)训练(即关节手术的训练)同样适用。技术人员可以理解按照本发明的训练设备的实施例还可用于其它所谓的锁孔手术的训练。
毫无疑问，技术人员会想到很多其它有效的替代物。可以理解本发明不限于上述实施例，并且本发明包含在本文所附的权利要求的精神和范围内对本领域技术人员来说明显的改变。
Claims (9)
1.一种可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，该内窥镜手术训练仪包括：
底座，其限定供内窥镜手术训练的工作范围；
观察所述工作范围的摄像机；
以下两个装置中的一个或两个：i)附接于所述底座、显示所述摄像机所得的图像的显示屏；和ii)用于把所述摄像机与显示屏连接起来、与所述摄像机耦合的无线或有线连接装置；以及
铰接在底座上的折叠式内窥镜手术训练挡板，所述内窥镜手术训练挡板带有至少一个入口让手术器械能进入所述工作范围；以及
其中所述内窥镜手术训练仪具有两种形态：第一种是折叠形态，其中所述内窥镜手术训练仪折起至大体为平；第二种是操作形态，所述内窥镜手术训练挡板是展开的，以致其被置于远离所述底座的位置，并以一定的相对于所述底座的角度而被支撑，以进行内窥镜手术训练，并且如果所述内窥镜手术训练仪设有所述显示屏，则将所述显示屏展开至供所述内窥镜手术训练仪的操作者观看的位置。
2.如权利要求1所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其中所述摄像机装在所述的内窥镜手术训练的挡板上。
3.如权利要求1所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其中所述的内窥镜手术训练挡板带有至少两个入口。
4.如权利要求1所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其中所述的内窥镜手术训练挡板通过至少一个活动臂与所述底座可调整地耦合，活动臂设置为能相对于所述底座转动，以致当所述内窥镜手术训练仪展开时所述内窥镜手术训练挡板循一弧形运动。
5.如权利要求4所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其中所述的内窥镜手术训练挡板以枢轴的形式安装在所述至少一个臂上。
6.如前面任一权利要求所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其进一步包括装在所述底座上的活动平台，所述活动平台限定了多个所述工作范围并且是可移动的，以使选中的一个所述工作范围进入相对于在所述操作形态中的所述至少一个入口的用于内窥镜手术训练的工作位置。
7.如权利要求1或2所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其中所述挡板带有所述摄像机的自动聚焦机构。
8.如权利要求1或2所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其中所述摄像机包括提供工作件的3D视图的3D摄像系统。
9.如权利要求8所述的可携带的、可折叠的笔记本电脑式内窥镜手术训练仪，其进一步包括3D图像显示系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120718 Termination date: 20170925 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |