CN103456224A - 基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法及系统 - Google Patents
基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法及系统,其中训练方法包括:S1、预设训练场景,所述训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;S2、加载训练场景,操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;S3、判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失;S4、在规定时间内,重复执行步骤S2、S3;S5、判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败。本发明通过操作腹腔镜模拟器的镜头,在预设场景内找到小球并定位使其消失,有效地供医生练习在不同角度下的持镜操作,提高了医生的手术水平。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟手术技术领域,尤其涉及一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法及系统。
背景技术
科学技术的飞速发展使得计算机技术渗透到生产和生活的各个领域,传统制造业、金融行业、娱乐影视业、医药卫生业、生物技术等都由于计算机技术的应用而呈现新的活力,产生了一个个新型的市场。虚拟手术培训系统是计算机技术在现代医学中的应用,该系统融合了计算机技术、图形图像学、传感器技术、生物力学、现代医学、计算机视觉、机器人学等多种学科的交叉领域。
先进的手术方式既可解除病人的病患,又减小了手术过程中病人的痛苦。采用先进的手术方式,使得手术过程变得更加安全,同时也大大加快了病人手术后的康复过程。内窥镜手术便是其中之一,它之所以在国内外都很受欢迎,其原因就在于它可以最大限度地缩小手术创口和减小手术过程中病人的痛苦。在腹腔镜手术中,医生将一个细小的电视摄影镜头插入病人的腹部以得到手术过程中手术部位的图像,同时也将30厘米长的手术刀和其它特殊的手术器械通过两个细小的切口伸入患者体内,然后在摄像镜头连接的监视器上观察病人体内的病灶部位,双手操作手术刀实施手术,这样,手术过程中就不必有大的创口,大大地减轻了病人的痛苦,创口的愈合过程也大大加快。
但是,这种手术与传统的手术相比也有缺点:腹腔镜镜头的活动范围有限,难以控制,而且手术过程精确度难以保障,人为因素对手术的影响很大。一般的医生难以胜任这个工作,这就要经过不断的实践和训练,在学习过程中得到经验,提高医生的行医水平。然而,传统对新医生的训练和培训,除了使用尸体和动物以外,就没有更好的训练模拟手段。运用动物进行培训,就存在很多缺点,其中最主要的是动物的解剖结构和人体的解剖结构是不同的,而人的尸体又不能多次使用,为了解决现实中存在的这种缺陷,就促使了腹腔镜手术模拟系统的产生。
有鉴于此,有必要提供一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法及系统以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法及。
本发明的一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法,所述方法包括以下步骤:
S1、预设训练场景,所述训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;
S2、加载训练场景,操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;
S3、判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失;
S4、在规定时间内,重复执行步骤S2、S3;
S5、判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S3中的“预设时间”在1至5秒之间。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S4中的“规定时间”在1至5分钟之间。
作为本发明的进一步改进,所述训练场景的小球设置为5个,小球的直径范围在0.8cm至1.2cm之间。
作为本发明的进一步改进,所述训练场景还包括30°或45°视角可视的碗型柱状体或弯管。
作为本发明的进一步改进,所述小球位于训练场景的底面或碗型柱状体或弯管中。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S2中小球整体在正方形方框内时,方框颜色发生变化。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S5还包括:根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。
相应地,一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练系统,所述系统包括:
预设训练场景单元,用于预设训练场景的单元,所述训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;
模拟系统操作单元,用于加载训练场景,操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内的单元;
小球消失判断单元,用于判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失的单元;
训练成功判断单元,用于判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败的单元。
作为本发明的进一步改进,所述系统还包括评分单元,用于根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。
本发明的有益效果是:通过操作腹腔镜模拟器的镜头,在预设场景内找到小球并定位使其消失,有效地供医生练习在不同角度下的持镜操作,提高了医生的手术水平。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法的流程示意图。
图2为本发明基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练系统的模块示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
参图1所示,本发明的一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法,包括以下步骤:
S1、预设训练场景,所述训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;
S2、加载训练场景,操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;
S3、判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失;
S4、在规定时间内,重复执行步骤S2、S3;
S5、判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败。
以下分三种实施方式对本发明进行进一步的说明。
具体实施例一(0°镜头操作):
预设训练场景,训练场景为普通硬性光滑地面,训练场景内有5个小球,小球的直径大小不一,直径范围为0.8cm至1.2cm,小球散落在训练场景底面,且前方无任何遮挡。屏幕中间有边长为1.2cm的正方形方框;
操作腹腔镜模拟器的0°镜头套管,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;
判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失。预设时间为1至5秒之间的某一值,本实施方式中设置为3秒。优选地,当小球整体在正方形方框内时,方框颜色发生变化;
在规定时间内,重新操作腹腔镜模拟器的0°镜头套管,在屏幕中找到训练场景内其余的小球,并定位正方形方框令其消失。规定时间为1至5分钟之间的某一值,本实施方式中设置为2分钟;
达到规定时间2分钟后,判断训练场景中5个小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败。
另外,还可以根根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。比如定义消失一个小球得分为20分,则5个小球全部消失为满分100分,系统可以根据小球消失的个数给出对应的分数,以对操作者的水平进行进一步的评估。
具体实施例二(30°镜头操作):
预设训练场景,训练场景为普通硬性光滑地面,训练场景内有5个小球,小球的直径大小不一,直径范围为0.8cm至1.2cm,还有3个30°视角可视的碗型柱状体和2个30°视角可视的弯管,每个碗型柱状体的粗细高低各不相同,每个碗型柱状体和弯管中均放置有一个小球。屏幕中间有边长为1.2cm的正方形方框;
操作腹腔镜模拟器的30°镜头套管,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;
判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失。预设时间为1至5秒之间的某一值,本实施方式中设置为3秒。优选地,当小球整体在正方形方框内时,方框颜色发生变化;
在规定时间内,重新操作腹腔镜模拟器的0°镜头套管,在屏幕中找到训练场景内其余的小球,并定位正方形方框令其消失。规定时间为1至5分钟之间的某一值,本实施方式中设置为2分钟;
达到规定时间2分钟后,判断训练场景中5个小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败。
另外,还可以根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。比如定义消失一个小球得分为20分,则5个小球全部消失为满分100分,系统可以根据小球消失的个数给出对应的分数,以对操作者的水平进行进一步的评估。
具体实施例三(45°镜头操作):
预设训练场景,训练场景为普通硬性光滑地面,训练场景内有5个小球,小球的直径大小不一,直径范围为0.8cm至1.2cm,还有3个45°视角可视的碗型柱状体和2个45°视角可视的弯管,每个碗型柱状体的粗细高低各不相同,每个碗型柱状体和弯管中均放置有一个小球。屏幕中间有边长为1.2cm的正方形方框;
操作腹腔镜模拟器的45°镜头套管,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;
判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间3秒钟,若是,则小球消失,若否,则小球不消失;
判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失。预设时间为1至5秒之间的某一值,本实施方式中设置为3秒。优选地,当小球整体在正方形方框内时,方框颜色发生变化;
在规定时间内,重新操作腹腔镜模拟器的0°镜头套管,在屏幕中找到训练场景内其余的小球,并定位正方形方框令其消失。规定时间为1至5分钟之间的某一值,本实施方式中设置为2分钟;
另外,还可以根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。比如定义消失一个小球得分为20分,则5个小球全部消失为满分100分,系统可以根据小球消失的个数给出对应的分数,以对操作者的水平进行进一步的评估。
参图2所示,本发明的一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练系统100,包括:
预设训练场景单元10,用于预设训练场景的单元,训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;
模拟系统操作单元20,用于操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内的单元;
小球消失判断单元30,用于判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失的单元;
训练成功判断单元40,用于判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败的单元。
优选地,训练成功判断单元40还评分单元,用于根据规定时间内小球的消失的数量进行评分。
由上述技术方案可以看出,本发明通过操作腹腔镜模拟器的镜头,在预设场景内找到小球并定位使其消失,有效地供医生练习在不同角度下的持镜操作,提高了医生的手术水平。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1、预设训练场景,所述训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;
S2、加载训练场景,操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内;
S3、判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失;
S4、在规定时间内,重复执行步骤S2、S3;
S5、判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S3中的“预设时间”在1至5秒之间。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4中的“规定时间”在1至5分钟之间。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述训练场景的小球设置为5个,小球的直径范围在0.8cm至1.2cm之间。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述训练场景还包括30°或45°视角可视的碗型柱状体或弯管。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述小球位于训练场景的底面或碗型柱状体或弯管中。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中小球整体在正方形方框内时,方框颜色发生变化。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S5还包括:根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。
9.一种如权利要求1所述的基于腹腔镜手术模拟系统的镜头操作训练系统,其特征在于,所述系统包括:
预设训练场景单元,用于预设训练场景的单元,所述训练场景包括若干小球,屏幕中间有边长大于小球直径的正方形方框;
模拟系统操作单元,用于加载训练场景,操作腹腔镜模拟器的镜头,在屏幕中找到训练场景内不同位置的小球,并使得小球整体在正方形方框内的单元;
小球消失判断单元,用于判断小球整体是否保持在正方形方框内达到预设时间,若是,则小球消失,若否,则小球不消失的单元;
训练成功判断单元,用于判断小球是否全部消失,若是,则训练成功,若否,则训练失败的单元。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括评分单元,用于根据规定时间内小球的消失的数量进行评分,并将评分结果显示在屏幕上。
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