CN108305522A - 一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备，包括导管、用于使所述导管在血管介入手术中运动的运动操作装置以及用于引导训练者操作所述导管在血管介入手术中运动的触觉感知装置。本装置无需有经验的医生在旁指导，而是利用触觉感知装置进行引导，从而减少了较大的人力成本；本装置是模拟真实血管介入手术，因此也无需采用尸体、动物等材料，从而减少了较大的物力成本；因本装置采用设备一体化的操作，训练者可以自己安排好训练时间，无需将就其他的人力或物力，因此能够大大的缩短训练者成长周期。

Description

一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备

技术领域

本发明涉及医疗器械的技术领域，具体的说，是指一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备。

背景技术

在心脑血管等疾病的治疗中，血管介入手术与传统外科手术相比，由于其创伤小、出血量少、术后恢复快等优点越来越受到医生和患者的亲睐。

目前，血管介入手术对医生的操作技术有很高要求，通常情况下一名医生从新手到可以熟练进行血管介入手术需要很长的训练周期；而传统的训练方式例如使用模型、尸体或动物等都存在伦理道德以及成本相对较高的缺点；并且在训练的过程中必须要有一名技术熟练的医生从旁指导，然而熟练医师从旁指导的人力成本太高。

因此有必要设计一种能够模拟医生“手把手”指导操作、缩短训练者训练周期，并能够节约成本的技术方案。

发明内容

本发明提供一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备，用于解决现有技术中存在：血管介入手术在训练过程中，训练者的训练周期较长、并耗材较贵、人力成本较高等技术问题。

为了解决上述技术问题，达到能够模拟医生“手把手”指导操作、缩短训练者成长周期，并能够节约人力和物力成本的有益效果，本发明通过以下技术方案实现：

包括导管、用于使所述导管在血管介入手术中运动的运动操作装置以及用于引导训练者操作所述导管在血管介入手术中运动的触觉感知装置。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述运动操作装置包括用于控制所述导管在血管介入手术中沿轴向方向运动的滑动机构和用于控制所述导管在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的旋转机构；

所述触觉感知装置包括用于引导训练者控制所述导管在血管介入手术中沿轴向方向运动的第一驱动机构和用于引导训练者控制所述导管在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的第二驱动机构。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述滑动机构包括滚珠丝杠；

所述旋转机构包括设于所述滚珠丝杠的支撑架和设于所述支撑架之间的旋转外筒，所述旋转外筒的一端与所述导管固定连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述触觉感知装置置于所述旋转外筒内，并且所述触觉感知装置的第一驱动机构为振动电机，所述触觉感知装置的第二驱动机构为直流电机。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述振动电机有两个，所述直流电机位于两个所述振动电机之间。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述滑动机构还包括第一数据采集模块，所述第一数据采集模块用于采集导管在血管介入手术中沿轴向方向运动的数据，所述第一数据采集模块设于所述滚珠丝杠的一端。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述旋转机构还包括第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于采集导管在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的数据，所述第二数据采集模块设于所述旋转外筒的另一端。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述用于血管介入手术操作引导用的训练设备还包括底板，所述滚珠丝杠设于所述底板。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述底板还设有用于支撑所述导管的支撑杆。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述用于血管介入手术操作引导用的训练设备还包括状态信息模块，所述状态信息模块是用于采集所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块的数据信息、处理所述数据信息、并控制所述触觉感知装置发出正确引导动作的信息，所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块与所述状态信息模块电连接，所述状态信息模块与触觉感知装置电连接。

本发明实施例的有益效果是：

(1)本发明是用于血管介入手术操作引导用的训练设备主要适用于心脑血管等疾病的治疗中，本设备简单，操作简易，具体是设置导管、运动操作装置和触觉感知装置等结构。

在训练血管介入手术中，训练者通常是通过控制运动操作装置来实现导管在血管介入手术中的运动，而触觉感知装置主要起到的作用是引导训练者向正确的操作方式进行训练。

本装置无需有经验的医生在旁指导，而是利用触觉感知装置进行引导，从而减少了较大的人力成本；本装置是模拟真实血管介入手术，因此也无需采用尸体、动物等材料，从而减少了较大的物力成本；因本装置采用设备一体化的操作，训练者可以自己安排好训练时间，无需将就其他的人力或物力，因此能够大大的缩短训练者成长周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明用于血管介入手术操作引导用的训练设备的结构示意图；

图2为本发明用于血管介入手术操作引导用的训练设备第一视角的结构示意图；

图3为本发明用于血管介入手术操作引导用的训练设备第二视角的结构示意图；

图标：11-导管；12-滚珠丝杠；13-支撑架；14-旋转外筒；15-第一驱动机构；16-第一数据采集模块；17-第二数据采集模块；18-底板；19-支撑杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

术语“水平”、“竖直”、“悬垂”、“轴向”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致等于”并不仅仅表示绝对的等于，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备，如图1～3所示，包括导管11、用于使所述导管11在血管介入手术中运动的运动操作装置以及用于引导训练者操作所述导管11在血管介入手术中运动的触觉感知装置。

用于血管介入手术操作引导用的训练设备主要适用于心脑血管等疾病的治疗中，本设备简单，操作简易，具体是设置导管11、运动操作装置和触觉感知装置等结构。

在训练血管介入手术中，训练者通常是通过控制运动操作装置来实现导管11在血管介入手术中的运动，而触觉感知装置主要起到的作用是引导训练者向正确的操作方式进行训练。

本装置无需有经验的医生在旁指导，而是利用触觉感知装置进行引导，从而减少了较大的人力成本；本装置是模拟真实血管手术，因此也无需采用尸体、动物等材料，从而减少了较大的物力成本；因本装置采用设备一体化的操作，训练者可以自己安排好训练时间，无需将就其他的人力或者是物力，因此能够大大的缩短训练者成长周期。

进一步，所述运动操作装置包括用于控制所述导管11在血管介入手术中沿轴向方向运动的滑动机构和用于控制所述导管11在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的旋转机构；

所述触觉感知装置包括用于引导训练者控制所述导管11在血管介入手术中沿轴向方向运动的第一驱动机构15和用于引导训练者控制所述导管11在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的第二驱动机构。

在血管介入手术中，导管11的运动方式往往是从轴向运动和绕轴向角度旋转运动，因此对本设备的运动操作装置做了进一步的优化，具体是在轴向方向上的运动主要为滑动机构，滑动机构主要能够沿直线方向做往复运动，从而使导管在复杂的血管拓扑结构下自由选择运行路径，更加精准的找到病灶部分。

绕轴向方向角度旋转运动主要为旋转机构，旋转机构主要能够实现绕轴向方向角度偏转即可，从而使导管11在血管介入手术中能够找到更加精准的位置，从而使训练血管介入手术更贴近于真实情况。

通过设置滑动机构和旋转机构同时控制导管11，从而达到导管11在血管介入手术中的运动，本机构结构简单，相对现有的大型训练设备而言，本机构更能加实用。

为了使本装置能够达到实时引导和提醒训练者的目的，因此触觉感知装置也包括第一驱动机构15和第二驱动机构，通过第一驱动机构15和第二驱动机构同时作用发出正确操作的提示和引导，从而使训练者能够快速掌握血管介入手术的操作方式，能够快速的成长。本装置减少了采用熟练医生在旁指导步骤，从而节约了大量的人力成本。

进一步，所述滑动机构包括滚珠丝杠12；

所述旋转机构包括设于所述滚珠丝杠12的支撑架13和设于所述支撑架13之间的旋转外筒14，所述旋转外筒14的一端与所述导管11固定连接。

如图中1～3所示，为了使本机构的结构更加简洁，操作更加方便，因此优选滑动机构包括滚珠丝杠12，通过滚珠丝杠12实现导管11在血管介入手术中轴向方向的运动。本机构相对现有的大型训练操作设备而言，更加简易，并能够促进训练者的操作性，进而提高训练者积极性。

本机构虽然优选为滚珠丝杠12，但是本机构并不仅仅局限于滚珠丝杠12。

旋转机构主要包括支撑架13和旋转外筒14，该支撑架13主要作用是安装旋转外筒14，通过旋转外筒14的转动从而实现导管11在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动。如图中所示，该支撑架13的底端与滚珠丝杠12连接，从而实现设备的一体化；进而使本装置的结构紧凑，设计更加合理，操作更加简易。

本机构虽然优选为旋转外筒14，但是本机构并不仅仅局限于旋转外筒14。

进一步，所述触觉感知装置置于所述旋转外筒14内，并且所述触觉感知装置的第一驱动机构15为振动电机，所述触觉感知装置的第二驱动机构为直流电机。

所述振动电机有两个，所述直流电机位于两个所述振动电机之间。

为了使本装置的触觉感知装置结构简单，经济实用，因为优选本装置的第一驱动机构15为振动电机，第二驱动机构为直流电机，并且振动电机有两个，该直流电机置于两个振动电机之间，同时触觉感知装置处于旋转外筒14内，这样的设计更紧凑，更加节约空间。

通过将第一驱动机构15设置为两个振动电机，通过控制两个振动电机起振时间、间隔时间、停止时间，从而形成向一定方向的振动流，通过振动流从而进一步达到提醒或者引导训练者的效果，例如，第一个振动电机为靠近导管11的一侧，第二个振动电机为远离导管11的一侧，当先启动第一个振动电机，间隔一段时间后再启动第二个振动电机，从而形成的振动流则是第一个振动电机向第二个振动电机的方向，进而提示训练者导管11的应该向后退。

通过将第二驱动机构设置为直流电机，通过直流电机的正转或者反转，进而提醒，操作者向此方向做绕轴向角度旋转的运动。

本设备的第一驱动机构15优选采用是振动电机，但是并不仅仅局限于振动电机。

本设备的第二驱动机构优选采用的直流电机，但是并不仅仅局限于直流电机。

进一步，所述滑动机构还包括第一数据采集模块16，所述第一数据采集模块16用于采集导管11在血管介入手术中沿轴向方向运动的数据，所述第一数据采集模块16设于所述滚珠丝杠12的一端。

进一步，所述旋转机构还包括第二数据采集模块17，所述第二数据采集模块17用于采集导管11在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的数据，所述第二数据采集模块17设于所述旋转外筒14的另一端。

为了使本装置的操作更加精准，因为在滑动机构上还设置第一数据采集模块16，在旋转机构上设置第二数据采集模块17，通过第一数据采集模块16和第二数据采集模块17来实时监测采集导管11在血管介入手术中运动的数据，通过数据的反馈，然后再通过触觉感知装置，从而使训练者的操作将更加精准，达到训练的效果。

进一步，所述用于血管介入手术操作引导用的训练设备还包括底板18，所述滚珠丝杠12设于所述底板18。

进一步，所述底板18还设有用于支撑所述导管11的支撑杆19。

为了使本设备结构更加稳固，因此本设备还设置了底板18，将滚针丝杠设置与底板18至上，如图中所示，使得训练者在操作导管11进入血管手术中更加稳定。

进一步，所述用于血管介入手术操作引导用的训练设备还包括状态信息模块，所述状态信息模块是用于采集所述第一数据采集模块16和所述第二数据采集模块17的数据信息、处理所述数据信息、并控制所述触觉感知装置发出正确引导动作的信息，所述第一数据采集模块16和所述第二数据采集模块17与所述状态信息模块电连接，所述状态信息模块与触觉感知装置电连接。

为了使本设备操作更加完善，因为设置状态信息模块，在实际的使用过程中如以下步骤

S1：收集成熟医生的操作信息，并提取医生的行为模式，通过机器学习形成血管介入手术过程的最优操作，并将最优操作的信息导入状态信息模块中；

S2：训练者通过运动操作装置实行训练操作；

S3：当检测到操作与最优操作出现偏差时发出正确操作的提示；

具体提示如下：S31：训练者在训练血管介入手术中，通过第一数据采集模块16得到训练者操作的轴向方向运动的数据、第二数据采集模块17得到训练者操作的绕轴向方向角度旋转的数据；

S32：第一数据采集模块16和第二数据采集模块17将会实时把数据信息传递给状态信息模块，状态信息模块将数据信息与最优操作的数据信息进行比对；

S33：当数据比对一致时，状态信息模块将按照原定的工作状态发出正确操作的提示；

S34：当数据比对不一致时，状态信息模块将会发出指令给触觉感知装置，使其提醒训练者改变原操作方式，并通过触感感知装置发出正确引导训练者操作的信息。

改变原操作方式的具体步骤如下：

S341：当数据比对不一致时，通过状态信息模块检测出是第一数据采集模块16的数据和/或第二数据采集模块17的数据不匹配，通过数据分析后并采取处理措施；

S342：当第一数据采集模块16的数据不匹配时，状态信息模块通过控制两个所述的振动电机起振时间和间隔时间，从而形成振动流，通过振动流来引导训练者向正确的操作方式练习。

例如第一个振动电机为靠近导管11的一侧，第二个振动电机为远离导管11的一侧，第一个振动电机先起振，然后再起振第二个振动电机，一定的间隔时间，形成从第一个振动电机向第二个振动电机的振动流，进而提醒训练者导管11应该向后移动；

S343：当第二数据采集模块17的数据不匹配时，状态信息模块通过直流电机正转或是反转产生的转矩，从而达到提醒训练者是否有误或者引导训练者向正确的操作方式练习。

例如当训练者使导管11旋转方向与直流电机产生的转矩方向相反时，则操作者应该改变对导管11旋转的方向。

S344：当第一数据采集模块16和第二数据采集模块17的数据同时不匹配，则状态信息模块将会同时控制振动电机和直流电机产生相应的振动流和转矩，从而使训练者改变原操作方向。

本装置通过优选录入最优操作信息，通过状态信息模块进行匹配和操控，从而达到实时的提醒训练者，进而提高训练者的训练效果，从而减少了大量的人力成本和物力成本，本装置的结构简易，操作简单，相对于现有的大型操作设备而言，本装置更加具实用性，经济性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解为：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：包括导管、用于使所述导管在血管介入手术中运动的运动操作装置以及用于引导训练者操作所述导管在血管介入手术中运动的触觉感知装置。

2.根据权利要求1所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述运动操作装置包括用于控制所述导管在血管介入手术中延轴向方向运动的滑动机构和用于控制所述导管在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的旋转机构；

所述触觉感知装置包括用于引导训练者控制所述导管在血管介入手术中延轴向方向运动的第一驱动机构和用于引导训练者控制所述导管在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的第二驱动机构。

3.根据权利要求2所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述滑动机构包括滚珠丝杠；

所述旋转机构包括设于所述滚珠丝杠的支撑架和设于所述支撑架之间的旋转外筒，所述旋转外筒的一端与所述导管固定连接。

4.根据权利要求3所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述触觉感知装置置于所述旋转外筒内，并且所述触觉感知装置的第一驱动机构为振动电机，所述触觉感知装置的第二驱动机构为直流电机。

5.根据权利要求4所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述振动电机有两个，所述直流电机位于两个所述振动电机之间。

6.根据权利要求3所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述滑动机构还包括第一数据采集模块，所述第一数据采集模块用于采集导管在血管介入手术中延轴向方向运动的数据，所述第一数据采集模块设于所述滚珠丝杠的一端。

7.根据权利要求6所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述旋转机构还包括第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于采集导管在血管介入手术中绕轴向方向角度旋转运动的数据，所述第二数据采集模块设于所述旋转外筒的另一端。

8.根据权利要求3所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述用于血管介入手术操作引导用的训练设备还包括底板，所述滚珠丝杠设于所述底板。

9.根据权利要求8所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述底板还设有用于支撑所述导管的支撑杆。

10.根据权利要求7所述的用于血管介入手术操作引导用的训练设备，其特征在于：所述用于血管介入手术操作引导用的训练设备还包括状态信息模块，所述状态信息模块是用于采集所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块的数据信息、处理所述数据信息、并控制所述触觉感知装置发出正确引导动作的信息，所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块与所述状态信息模块电连接，所述状态信息模块与触觉感知装置电连接。