CN106683518A - 一种腔镜模拟仿真训练系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种腔镜模拟仿真训练系统及其方法，所需的教学材料放置在模拟箱的预定位置，并将内窥镜以及与教学材料对应的手术器械通过操作孔插入模拟箱内；调整内窥镜在模拟箱的位置，处理模块截取预实时刻内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目和评分标准后，开始进行训练计时；实训者操作手术器械对教学材料进行仿真训练；处理单元将内窥镜输出的实时仿真训练图像信息发送至显示模块；显示模块显示实时仿真训练图像信息以及训练项目及得分。本发明提出的腔镜模拟仿真训练系统及其方法，能够在高仿真的环境下进行腔镜模拟仿真训练，有助于提高实训者的业务水平。

Description

一种腔镜模拟仿真训练系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械训练领域，尤其涉及一种腔镜模拟仿真训练系统。

背景技术

腔镜是一种带有微型摄像头的器械，腔镜手术就是利用腔镜及其相关器械进行的手术，其使用冷光源提供照明，将腔镜镜头（直径为3～10mm）插入腹腔内，运用数字摄像技术使腔镜镜头拍摄到的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统，并且实时显示在专用监视器上。然后医生通过监视器屏幕上所显示患者器官不同角度的图像，对病人的病情进行分析判断，并且运用特殊的腔镜器械进行手术。

在腔镜手术实习医生上岗前，需要对其进行培训，使医生实习能够将自身的知识技能转化为实际操作能力，从而胜任成为一名合格的腔镜手术医生。目前缺乏一种能够有效进行腔镜模拟仿真训练的系统，实习医生需要不断观摩主刀医生的进行的手术，此方式导致实习医生理论知识足够，但缺乏实际动手操作能力，对医疗器械的掌握程度有限。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供了一种腔镜模拟仿真训练系统及其方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

本发明所述的一种腔镜模拟仿真训练系统，包括：模拟训练模块、处理模块和显示模块；

所述模拟训练模块包括模拟箱、内窥镜、手术器械，所述模拟箱内盛放有教学材料，所述模拟箱顶部设有多个操作孔，所述内窥镜以及手术器械能通过所述操作孔进至模拟箱内，并能在模拟箱内进行自由运动；所述内窥镜能采集教学材料的图像信息，所述手术器械能对教学材料进行与之对应的处理；

所述处理模块包括存储单元、时钟单元、录入单元和处理单元；

所述存储单元存储有教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息、与教学材料对应的训练科目以及评分标准；

所述时钟单元用于提供时钟信号；

所述处理单元与内窥镜、时钟单元和存储单元连接，用于接收存储单元输出的图像信息和内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并能截取实时内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目以及评分标准；待训练科目和评分标准生成后，所述处理单元还能实时截取内窥镜输出的实时仿真训练图像信息；

所述录入单元与处理单元通信连接，用于录入导师对实时仿真训练图像信息的评分；

显示模块与处理单元通讯连接，用于显示内窥镜实时仿真训练图像信息，并在主动结束或时间结束后，显示训练科目以及导师录入的评分。

优选地，还包括摄像模块，所述摄像模块与处理单元连接，用于拍摄实训者的操作图像，所述显示模块能显示实训者的操作图像。

优选地，所述显示模块还能显示实训者得分与时间的对应关系。

优选地，所述显示模块包括第一显示屏和第二显示屏，第一显示屏上显示内窥镜实时仿真训练图像信息，第二显示屏上显示实训者的操作图像。

优选地，所述模拟箱采用九孔式模拟箱。

优选地，所述模拟箱采用抽拉式模拟箱。

优选地，还包括打印模块，所述打印模块与处理模块连接，能打印实训者的训练科目和训练得分。

优选地，所述模拟训练模块、处理模块和显示模块均连接在台车上，所述台车底部连接有万向轮。

本发明还提出一种腔镜模拟仿真训练 方法，包括以下步骤：

将所需的教学材料放置在模拟箱的预定位置，并将内窥镜以及与教学材料对应的手术器械通过操作孔插入模拟箱内；

调整内窥镜在模拟箱的位置，处理模块截取预实时刻内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目以及评分标准后，开始进行训练计时；

实训者操作手术器械对教学材料进行仿真训练；

处理单元将内窥镜输出的实时仿真训练图像信息发送至显示模块；并实时截取内窥镜输出的实时仿真训练图像信息。导师根据实时仿真训练图像信息，结合训练评分标准、教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息，对实训者的操作进行评分，并通过录入单元将评分录入至存储单元内；

计时结束或实训者主动结束时，处理单元将训练项目及得分发送至显示模块；显示模块显示包括训练项目、评分的信息。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

采用真实的腔镜系统和内置生物器官的模拟箱结合，能够在高仿真的环境下进行腔镜训练。

腔镜以及手术器械能够在模拟型内自由运动，可高仿真地进行多种类手术，如夹豆子、剪圆纸以及缝合打结等。

在将腔镜以及手术器械插入模拟箱后，处理模块能够自动判断当前所进行的科目，并生成评分标准、定时截取实训者的操作图像，导师可根据实时仿真训练图像信息，结合训练评分标准、教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息，对实训者的操作进行评分。实训者在训练结束可通过显示单元知晓自己的训练得分。此方式及时、准确，在实训者完成某一特定处理后，还能记录过程所花费的时间，有助于指导实训者对自己当前水平进行分析，从而强化其业务水平。

腔镜和手术器械能由两名实训者分别操控，以进行配合训练，有助于培养实训者之间的默契。

根据实际需要可自由更换教学材料，从而实现不同科目的训练目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的系统示意图。

图3为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1和图2所示为本发明所述一种腔镜模拟仿真训练系统，包括：模拟训练模块、处理模块和显示模块；

所述模拟训练模块包括模拟箱1、内窥镜2、手术器械3，所述模拟箱1内盛放有教学材料，所述模拟箱1顶部设有多个操作孔，所述内窥镜2以及手术器械3能通过所述操作孔进至模拟箱1内，并能在模拟箱1内进行自由运动；所述内窥镜2能采集教学材料的图像信息，所述手术器械3能对教学材料进行与之对应的处理；

所述处理模块4包括存储单元、时钟单元、录入单元和处理单元；

所述存储单元存储有教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息、与教学材料对应的训练科目以及评分标准；

所述时钟单元用于提供时钟信号；

所述处理单元与内窥镜、时钟单元和存储单元连接，用于接收存储单元输出的图像信息和内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并能截取实时内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目以及评分标准；待训练科目和评分标准生成后，所述处理单元还能实时截取内窥镜输出的实时仿真训练图像信息；

所述录入单元与处理单元通信连接，用于录入导师对实时仿真训练图像信息的评分；

显示模块与处理单元通讯连接，用于显示内窥镜实时仿真训练图像信息，并在主动结束或时间结束后，显示训练科目以及导师录入的评分。

优选地，还包括摄像模块，所述摄像模块与处理单元连接，用于拍摄实训者的操作图像，所述显示模块能显示实训者的操作图像。

参照图1-图3依据上述实施例在实际训练时，包括以下步骤：

将所需的教学材料放置在模拟箱的预定位置，并将内窥镜以及与教学材料对应的手术器械通过操作孔插入模拟箱内；

调整内窥镜在模拟箱的位置，处理模块截取预实时刻内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目以及评分标准后，开始进行训练计时；

实训者操作手术器械对教学材料进行仿真训练；

处理单元将内窥镜输出的实时仿真训练图像信息发送至显示模块；并实时截取内窥镜输出的实时仿真训练图像信息。导师根据实时仿真训练图像信息，结合训练评分标准、教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息，对实训者的操作进行评分，并通过录入单元将评分录入至存储单元内；

计时结束或实训者主动结束时，处理单元将训练项目及得分发送至显示模块；显示模块显示包括训练项目、评分的信息。

本发明中，采用真实的腔镜系统和内置生物器官的模拟箱结合，能够在高仿真的环境下进行腔镜训练。

内窥镜2以及手术器械3能够在模拟型内自由运动，可高仿真地进行多种类手术，如夹豆子、剪圆纸以及缝合打结等。

在将腔镜2以及手术器械3插入模拟箱后1，处理模块能够自动判断当前所进行的科目，并生成评分标准、定时截取实训者的操作图像，导师可根据实时仿真训练图像信息，结合训练评分标准、教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息，对实训者的操作进行评分。实训者在训练结束可通过显示单元知晓自己的训练得分。此方式及时、准确，在实训者完成某一特定处理后，还能记录过程所花费的时间，有助于指导实训者对自己当前水平进行分析，从而强化其业务水平。

腔镜和手术器械能由两名实训者分别操控，以进行配合训练，有助于培养实训者之间的默契。

根据实际需要可自由更换教学材料，从而实现不同科目的训练目的。

在有的实施例中，本方案还包括摄像模块，所述摄像模块与处理单元连接，用于拍摄实训者的操作图像，所述显示模块能显示实训者的操作图像。实训过程中实训者的操作图像也可被记录下来，老师或者实训者可通过该操作图像找出实训操作中存在的问题，有助于提高实训者业务水平。

在有的实施例中，所述显示模块5还能显示实训者得分与时间的对应关系，有助于指导实训者对自己当前水平进行分析，从而强化其业务水平。

在有的实施例中，所述显示模块5包括第一显示屏和第二显示屏，所述第一显示屏用于显示内窥镜实时仿真训练图像信息，第二显示屏用于显示软件界面、内窥镜实时图像、操作者的实时画面以及截图，通过上述设置内窥镜2输出的实时仿真训练图像信息能够被更加清晰、直观地显示出来，减少了实训过程中可能存在的影响对实训者训练结果的因素，使实训者能够最大程度地发挥所掌握的业务技能。

在有的实施例中，所述模拟箱1采用九孔式模拟箱，能够适用于多种手术训练，应用范围更广。

在有的实施例中，所述模拟箱1采用抽拉式模拟箱，通过抽拉模拟箱1能够自由更换教学材料，操作更加方便、快捷，减少了实训的等待时间。

在有的实施例中，本发明还包括打印模块6，所述打印模块6与处理模块4连接，通过打印模块6打印实训者的训练科目和与之对应的训练成绩，还能生成评价报告，方便随时查阅。

在有的实施例中，所述模拟训练模块、处理模块4和显示模块5均连接在台车7上，所述台车7底部连接有万向轮8，打破了空间的限制，方便进行多点教学与培训。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，包括：模拟训练模块、处理模块和显示模块；

所述模拟训练模块包括模拟箱、内窥镜、手术器械，所述模拟箱内盛放有教学材料，所述模拟箱顶部设有多个操作孔，所述内窥镜以及手术器械能通过所述操作孔进至模拟箱内，并能在模拟箱内进行自由运动；所述内窥镜能采集教学材料的图像信息，所述手术器械能对教学材料进行与之对应的处理；

所述处理模块包括存储单元、录入单元、时钟单元和处理单元；

所述存储单元存储有教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息、与教学材料对应的训练科目以及评分标准；

所述时钟单元用于提供时钟信号；

所述处理单元与内窥镜、时钟单元和存储单元连接，用于接收存储单元输出的图像信息和内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并能截取实时内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目以及评分标准；待训练科目和评分标准生成后，所述处理单元还能实时截取内窥镜输出的实时仿真训练图像信息；

所述录入单元与处理单元通信连接，用于录入导师对实时仿真训练图像信息的评分；

显示模块与处理单元通讯连接，用于显示内窥镜实时仿真训练图像信息，并在主动结束或时间结束后，显示训练科目以及导师录入的评分。

2.根据权利要求1所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，还包括摄像模块，所述摄像模块与处理单元连接，用于拍摄实训者的操作图像，所述显示模块能显示实训者的操作图像。

3.根据权利要求1所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，所述显示模块还能显示实训者得分与时间的对应关系。

4.根据权利要求2所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，所述显示模块包括第一显示屏和第二显示屏，第一显示屏上显示内窥镜实时仿真训练图像信息，第二显示屏上显示实训者的操作图像。

5.根据权利要求1所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，所述模拟箱采用九孔式模拟箱。

6.根据权利要求1所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，所述模拟箱采用抽拉式模拟箱。

7.根据权利要求1所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，还包括打印模块，所述打印模块与处理模块连接，能打印实训者的训练科目和训练得分。

8.根据权利要求1-7任一项所述的腔镜模拟仿真训练系统，其特征在于，所述模拟训练模块、处理模块和显示模块均连接在台车上，所述台车底部连接有万向轮。

9.一种腔镜模拟仿真训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所需的教学材料放置在模拟箱的预定位置，并将内窥镜以及与教学材料对应的手术器械通过操作孔插入模拟箱内；

调整内窥镜在模拟箱的位置，处理模块截取预实时刻内窥镜输出的实时仿真训练图像信息，并根据该信息与存储单元输出的图像进行对比与分析，确定当前进行的训练科目以及评分标准后，开始进行训练计时；

实训者操作手术器械对教学材料进行仿真训练；

处理单元将内窥镜输出的实时仿真训练图像信息发送至显示模块；并实时截取内窥镜输出的实时仿真训练图像信息；导师根据实时仿真训练图像信息，结合训练评分标准、教学材料初始状态以及标准作业后的图像信息，对实训者的操作进行评分，并通过录入单元将评分录入至存储单元内；

计时结束或实训者主动结束时，处理单元将训练项目及得分发送至显示模块；显示模块显示包括训练项目、评分的信息。