CN102867450B - 神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗外壳设备领域，尤其涉及一种神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，包括：窥镜组件（2），设置在窥镜组件（2）前端的镜鞘组件（1），以及设置在窥镜组件（2）后端的器械组件（3）；其特征在于，所述镜鞘组件（1）包括：镜鞘（11），设置在镜鞘（11）前端的镜鞘接口（12），器械接口（13），以及连接镜鞘接口（12）和器械接口（13）的器械接口连杆（14）。其中，所述镜鞘接口（12）上设有与电磁阀（5）的阀栓相匹配的插销孔；所述器械接口（13）的外形与器械承载口（6）上的棱柱状凹槽匹配。采用本发明的有益效果是：镜鞘接口和器械接口的安装脱离快速方便。

Description

神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置
技术领域
本发明涉及医疗外壳设备领域，尤其涉及一种神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置。
背景技术
在传统的神经内镜手术中，一方面医生要经过足够长时间的训练才能够熟练掌握手术操作要领；另一方面，在通常情况下，靠尸体练习的方法，不仅价格昂贵，而且由于尸体和活体存在较大区别，进行手术培训的效果也不是很好。为此，本发明人设计了一篇名称为“神经内镜仿真模拟训练装置及其系统”的专利。
在该专利中，神经内镜虚拟手术培训系统的人机操作接口装置是培训人员操作此神经内镜仿真模拟训练系统的直接接口，培训人员通过操作此人机操作接口装置，来模拟实际神经内镜手术中的各种动作，从而达到完成神经内镜手术的目标。然而，现有的神经内镜虚拟手术培训系统一般很少介绍人机操作接口装置，其它内镜虚拟手术培训系统(比如腹腔镜、宫腔镜等)其一般直接采用以并联机构和串联机构组成的通用机器人设备为主，相对于神经内镜这一特殊虚拟手术场合使用的内镜系统，这些具有并联机构或者串联机构的通用机器人设备，存在与实际的手术场景不符，操作方式大相径庭，推广和使用上受到局限等缺点。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于：通过对真实神经内镜手术的了解，开发一套与真实神经内镜手术操作一致的，与系统连接脱离方便的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，包括：窥镜组件，套设在窥镜组件前端的镜鞘组件，以及设置在窥镜组件后端的器械组件；所述镜鞘组件包括：具有轴向通道的镜鞘，设置在镜鞘轴向通道前端的镜鞘接口，器械接口，以及穿过轴向通道将器械接口连接到器械组件上的器械接口连杆；所述镜鞘(11)，镜鞘接口(12)，器械接口(13)，器械接口连杆(14)和器械旋转操作柄(33)共轴线。
作为改进地，所述器械组件包括：器械操作钳，连接在器械操作钳前端的无接触旋转磁码盘，以及连接在无接触旋转磁码盘前端的器械旋转操作柄。
作为改进地，所述器械旋转操作柄与器械接口连杆固定连接。
作为改进地，所述器械操作钳上设有阻力反馈的力感弹簧，所述无接触旋转磁码盘上设有与力感弹簧连接的霍尔传感器。
作为改进地，所述窥镜组件上设有操作手柄。
作为改进地，所述镜鞘组件、窥镜组件和器械组件都采用304不锈钢材质。
作为改进地，所述人机操作接口的连接方式为：相对固定的内镜接口轨道上设有电磁阀和光电传感器；当光电传感器检测窥镜组件和镜鞘组件到达预定位置后，电磁阀动作，锁紧镜鞘组件上的镜鞘接口；锁紧完成后，器械组件在镜鞘组件中做直线往复移动，使器械接口与器械承载口接合。
进一步改进地，所述镜鞘接口上设有与电磁阀的阀栓相匹配的插销孔。
进一步改进地，所述器械承载口上开设有与器械接口外形匹配的棱柱状凹槽。
采用本发明的有益效果是：在神经内镜手术专家的实际操作经验的基础上，通过自行设计的人机操作接口装置，最大程度仿真神经内镜手术模拟环境。实际连接时，通过在内镜接口轨道中设置电磁阀和光电传感器，在镜鞘接口上设置插销孔，自动检测窥镜组件的位置，并进行锁紧操作；同时，通过在器械安装口上开设凹槽，只需将器械接口插入凹槽即可实现器械组件的连接；连接脱离快速方便。
附图说明
图1所示为本发明提供的接口装置结构示意图；
图2所示为本发明提供的接口装置的器械组件剖视图；
图3所示为本发明提供的接口装置安装连接结构示意图；
图4所示为本发明提供的接口装置的镜鞘接口锁紧安装示意图。
附图标记说明：
1、镜鞘组件  2、窥镜组件  3、器械组件  4、内镜接口轨道  5、电磁  6、器械承载口  11、镜鞘  12、镜鞘接口  13、器械接口  14、器械接口连杆  21、操作手柄  31、器械操作钳  32、无接触旋转磁码盘  33、器械旋转操作柄  34、力感弹簧  35、霍尔传感器  36、紧定螺钉。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的实质，结合附图对本发明的具体实施方式说明如下。
如图1-图2所示，神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，包括：窥镜组件2，套设在窥镜组件2前端的镜鞘组件1，以及设置在窥镜组件2后端的器械组件3。所述镜鞘组件1包括：具有轴向通道的镜鞘11，设置在镜鞘11轴向通道前端的镜鞘接口12，器械接口13，以及穿过轴向通道将器械接口13连接到器械组件3上的器械接口连杆14。
其中，所述窥镜组件2上设有操作手柄21；所述器械组件3包括：器械操作钳31，连接在器械操作钳31前端的无接触旋转磁码盘32，以及连接在无接触旋转磁码盘32前端的器械旋转操作柄33；所述器械旋转操作柄33与器械接口连杆14固定连接。优选地，所述器械操作钳31上设有阻力反馈的力感弹簧34，所述无接触旋转磁码盘32上设有与力感弹簧34连接的霍尔传感器35；所述镜鞘11，镜鞘接口12，器械接口13，器械接口连杆14和器械旋转操作柄33共轴线。
实际操作时，使用者旋动或和前后往复移动整个器械操作钳31时，实现真实器械的操作动作，这时，器械接口连杆14和器械旋转操作柄33不会随之转动。器械接口13和器械接口连杆14在镜鞘组件1中的周向转动是靠器械旋转操作柄33来实现的。左手扶住器械操作钳31，右手转动器械旋转操作柄33，在左边紧定螺钉36的作用下，器械接口13和器械接口连杆14跟随器械旋转操作柄33周转运动。
具体地，如图3、图4所示，所述人机操作接口的连接方式为：系统中相对固定的内镜接口轨道4上设有电磁阀5和光电传感器，所述镜鞘接口12上设有插销孔；当光电传感器检测到窥镜组件2和镜鞘组件1到达预定位置后，电磁阀5迅速动作使阀栓插入插销孔，实现对窥镜组件2和镜鞘组件1的锁紧。锁紧完成后，器械组件3在镜鞘组件1中做直线往复移动，使器械接口13与器械承载口6接合；并与器械承载口6一起也在镜鞘组件1中做周向转动。优选地，所述器械承载口6上开设有与器械接口13外形匹配的棱柱状凹槽，方便器械接口13的连接。
进一步地，本实施例中，所述镜鞘组件1、窥镜组件2和器械组件3都采用304不锈钢材质。
本实施例提供的一种神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口，在神经内镜手术专家的实际操作经验的基础上，通过自行设计的人机操作接口装置，最大程度仿真神经内镜手术模拟环境。实际连接时，通过在内镜接口轨道中设置电磁阀和光电传感器，在镜鞘接口上设置插销孔，自动检测窥镜组件的位置，并进行锁紧操作；同时，通过在器械安装口上开设凹槽，只需将器械接口插入凹槽即可实现器械组件的连接；连接脱离快速方便。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，比如：将镜鞘接口上插销孔替换为卡槽，将器械接口的锁紧方式设为与镜鞘接口一致等；需要注意的是，这些改进和修饰都落在本专利的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，包括：窥镜组件(2)，套设在窥镜组件(2)前端的镜鞘组件(1)，以及设置在窥镜组件(2)后端的器械组件(3)；所述镜鞘组件(1)包括：具有轴向通道的镜鞘(11)，设置在镜鞘(11)轴向通道前端的镜鞘接口(12)，器械接口(13)，以及穿过轴向通道将器械接口(13)连接到器械组件(3)上的器械接口连杆(14)；所述镜鞘(11)，镜鞘接口(12)，器械接口(13)，器械接口连杆(14)和器械旋转操作柄(33)共轴线。
2.根据权利要求1所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述器械组件(3)包括：器械操作钳(31)，连接在器械操作钳(31)前端的无接触旋转磁码盘(32)，以及连接在无接触旋转磁码盘(32)前端的器械旋转操作柄(33)。
3.根据权利要求1或2所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述器械旋转操作柄(33)与器械接口连杆(14)固定连接。
4.根据权利要求2所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述器械操作钳(31)上设有阻力反馈的力感弹簧(34)，所述无接触旋转磁码盘(32)上设有与力感弹簧(34)连接的霍尔传感器(35)。
5.根据权利要求1所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述窥镜组件(2)上设有操作手柄(21)。
6.根据权利要求1所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述镜鞘组件(1)、窥镜组件(2)和器械组件(3)都采用304不锈钢材质。
7.根据权利要求1所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述人机操作接口的连接方式为：相对固定的内镜接口轨道(4)上设有电磁阀(5)和光电传感器；当光电传感器检测窥镜组件(2)和镜鞘组件(1)到达预定位置后，电磁阀(5)动作，锁紧镜鞘组件(1)上的镜鞘接口(12)；锁紧完成后，器械组件(3)在镜鞘组件(1)中做直线往复移动，使器械接口(13)与器械承载口(6)接合。
8.根据权利要求7所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述镜鞘接口(12)上设有与电磁阀(5)的阀栓相匹配的插销孔。
9.根据权利要求7所述的神经内镜虚拟手术培训系统人机操作接口装置，其特征在于，所述器械承载口(6)上开设有与器械接口(13)外形匹配的棱柱状凹槽。
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