CN116168585A - 一种止血钳模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种止血钳模拟器，应用于VR模拟系统，止血钳模拟器包括通过转动销交叉转动连接的第一止血钳主体和第二止血钳主体，止血钳模拟器还包括传感组件、活动连接结构及检测组件，传感组件通过活动连接结构活动连接第一止血钳主体和第二止血钳主体的端部，传感组件电性连接VR模拟系统；检测组件包括转动设于第一止血钳主体中部的电阻滑套、以及转动设于第二止血钳主体中部的电阻板，电阻滑套滑动连接电阻板；电阻板电性连接传感组件。通过将止血钳结合VR模拟系统，解决了现有技术中缺少提供实习医生模拟练习的设备，导致医学生可以实操练习的机会有限的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种止血钳模拟器。
背景技术
随着VR技术的不断推广和发展，仅有视觉模拟的虚拟现实技术已日渐无法满足许多专业应用领域的需求，传统虚拟现实技术通过双目视差来产生人类的深度感知，可以用于模拟人体在日常环境中的立体视觉，在各行各业中已得到了广泛应用，其中涉及一种医疗器械的模拟器。
在医学临床手术操作教学系统中，医学生不仅需要学习关于手术操作的知识点，同时还需要能对手术过程进行实际操作，对切割、缝合、穿刺、注射等各类临床手术操作的力度、精度、手法进行切身体验，但由于且手术操作难度大等原因，许多低年资的医生根本无法进行技术的实操培训，且现实中缺少提供实习医生模拟练习的设备，导致医学生可以实操练习的机会有限。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种止血钳模拟器，用于解决现有技术中缺少提供实习医生模拟练习的设备，导致医学生可以实操练习的机会有限的技术问题。
本发明一方面提出一种止血钳模拟器，应用于VR模拟系统，所述止血钳模拟器包括第一止血钳主体和第二止血钳主体，所述第一止血钳主体与所述第二止血钳主体通过转动销交叉转动连接，所述止血钳模拟器还包括传感组件、活动连接结构及检测组件，所述传感组件通过所述活动连接结构活动连接所述第一止血钳主体和所述第二止血钳主体的端部，所述传感组件用于电性连接VR模拟系统；
所述检测组件包括转动设于所述第一止血钳主体中部的电阻滑套、以及转动设于所述第二止血钳主体中部的电阻板，所述电阻滑套滑动连接所述电阻板；
所述电阻板电性连接所述传感组件，当所述第一止血钳主体和所述第二止血钳主体做开合运动时，所述电阻板与所述电阻滑套相互滑动，所述电阻板生成与开合角度相对应的电阻值数据并上传至所述传感组件，再由所述传感组件将所述电阻值数据上传至所述VR模拟系统。
上述止血钳模拟器，通过将止血钳结合VR模拟系统，模拟练习以增加实习医生临床病例的操作机会，具体的，可以通过VR模拟系统模拟临床病例操作场景，实习医生可持握与真实止血钳结构一致的止血钳模拟器进行相关的实际操作，以进行模拟练习，当操作止血钳模拟器做开合运动时，电阻板与所述电阻滑套相互滑动，生成与开合角度相对应的电阻值数据，上传至止血钳端部的传感组件，再由所述传感组件将电阻值数据上传至VR模拟系统，根据电阻值数据判断操作的熟练程度，进而达到练习的目的，解决了现有技术中缺少提供实习医生模拟练习的设备，导致医学生可以实操练习的机会有限的技术问题。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述传感组件包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器通过所述活动连接结构设于所述第一止血钳主体和所述第二止血钳主体的端部，所述第二传感器的一端电性连接所述VR模拟系统、另一端与所述第一传感器可拆卸连接。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述第一传感器与所述第二传感器相对的一端分别设有第一圆环磁铁与第二圆环磁铁，所述第一圆环磁铁上设有第一电气触点，所述第二圆环磁铁上设有第二电气触点，所述第一电气触点与所述第二电气触点相对设置。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述第一传感器的内部设有驱动电路板，所述驱动电路板电性连接所述电阻板与所述第一电气触点，所述第二电气触点电性连接所述VR模拟系统。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述活动连接结构包括活动连接所述第一止血钳主体端部和所述传感组件的第一活动连杆、以及活动连接所述第二止血钳主体端部和所述传感组件的第二活动连杆，所述第一活动连杆与所述第二活动连杆相对设置。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述第一活动连杆与所述第二活动连杆连接所述传感组件的一端，分别设有相互啮合的缺齿轮。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述电阻滑套滑动连接所述电阻板呈剪叉结构。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述电阻板远离所述第二止血钳主体的一端设有止挡部，所述止挡部用于限位所述电阻板于所述电阻滑套内。
进一步地，所述止血钳模拟器，其中，所述传感组件内部通讯指令中包含器具类型数据。
附图说明
本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：
图1为本发明中止血钳模拟器的立体结构示意图；
图2为本发明中止血钳模拟器的爆炸图；
图3为本发明中第一传感器与第二传感器的其中一个视角的分解图；
图4为本发明中第一传感器与第二传感器的其中另一个视角的分解图；
图中主要元器件符号说明：
第一止血钳主体11、第二止血钳主体12、传感组件30、第一传感器31、第二传感器32、电阻滑套41、电阻板42、第一圆环磁铁311、第二圆环磁铁321、第一电气触点312、第二电气触点322、第一活动连杆22、第二活动连杆21、缺齿轮50、止挡部60。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的多实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请结合图1至图4，本发明中的止血钳模拟器，应用于VR模拟系统，所述止血钳模拟器包括第一止血钳主体11和第二止血钳主体12，所述第一止血钳主体11与所述第二止血钳主体12通过转动销交叉转动连接，所述止血钳模拟器还包括传感组件30、活动连接结构及检测组件，所述传感组件30通过所述活动连接结构活动连接所述第一止血钳主体11和所述第二止血钳主体12的端部，所述传感组件30电性连接所述VR模拟系统；
所述检测组件包括转动设于所述第一止血钳主体11中部的电阻滑套41、以及转动设于所述第二止血钳主体12中部的电阻板42，所述电阻滑套41滑动连接所述电阻板42呈剪叉结构；
所述电阻板42电性连接所述传感组件30，当所述第一止血钳主体11和所述第二止血钳做开合运动时，所述电阻板42与所述电阻滑套41相互滑动，所述电阻板生成与开合角度相对应的电阻值数据并上传至所述传感组件30，再由所述传感组件30将所述电阻值数据上传至所述VR模拟系统。
具体地，在本实施例中，VR模拟系统（图未示）包括视景仿真平台以及电性连接所述视景仿真平台的头戴式显示器与人机交互显示器，止血钳模拟器可电性连接所述视景仿真平台，头戴式显示器佩戴在实习医生的头部用以提供仿真场景，人机交互显示器用于显示头戴式显示器显示的画面，视景仿真平台利用虚拟现实VR技术，构建虚拟仿真的临床病例操作场景，实习医生可持握止血钳模拟器在虚拟环境中进行交互仿真和信息交流，操作过程中，止血钳模拟器会收集止血钳开合角度的电阻值数据，再由传感组件30上传至视景仿真平台，通过将当前的电阻值数据与预编数据库数据做对比，判断操作的熟练程度，进而达到模拟练习的目的。
具体地，所述传感组件30包括第一传感器31和第二传感器32，所述第一传感器31通过所述活动连接结构设于所述第一止血钳主体11和所述第二止血钳主体12的端部，所述第二传感器32的一端电性连接所述VR模拟系统、另一端与所述第一传感器31可拆卸连接。
进一步地，所述第一传感器31与所述第二传感器32相对的一端分别设有第一圆环磁铁311与第二圆环磁铁321，所述第一圆环磁铁311上设有第一电气触点312，所述第二圆环磁铁321上设有第二电气触点322，所述第一电气触点312与所述第二电气触点322相对设置。可以理解的，通过利用圆环磁铁的特性，使得在对接第一传感器31与第二传感器32时，在径向磁场的作用下，第一圆环磁铁311和第二圆环磁铁321相对转动贴合，保证第一电气触点312和第二电气触点322可以准确对接。
具体地，所述第一传感器31的内部设有驱动电路板，所述驱动电路板电性连接所述电阻板42与所述第一电气触点312，所述第二电气触点322电性连接所述VR模拟系统。当所述止血钳模拟器与视景仿真平台连接时，驱动电路板将采集的电阻值数据发送给视景仿真平台。
所述活动连接结构包括活动连接所述第一止血钳主体11端部和所述传感组件30的第一活动连杆22、以及活动连接所述第二止血钳主体12端部和所述传感组件30的第二活动连杆21，所述第一活动连杆22与所述第二活动连杆21相对设置。在本实施例中，第一活动连杆22的相对两端分别与第一止血钳主体11和传感组件30转动连接，第二活动连杆21与第一活动连杆22结构一致且对称设置，使得第一止血钳主体11与第二止血钳主体12始终在传感组件30的中心轴线位置做开合动作，以给使用者再现最真实的操作感觉。
进一步地，所述第一活动连杆22与所述第二活动连杆21连接所述传感组件30的一端，分别设有相互啮合的缺齿轮50。可以理解地，通过缺齿轮50传动使得第一止血钳主体11与第二止血钳主体12在做开合运动时更加平稳，进一步提升操作手感。
进一步地，所述电阻板42远离所述第二止血钳主体12的一端设有止挡部60，所述止挡部60用于限位所述电阻板42于所述电阻滑套41内。在本实施例中，所述止挡部60为一限位柱，通过限位柱限位，以防第一止血钳主体11和第二止血钳主体12的开合角度过大，电阻板42从电阻滑套41内滑出，进一步优化止血钳模拟器的整体结构性能。
进一步地，所述传感组件30内部通讯指令中包含器具类型数据，当VR模拟系统发生读取指令时，所述传感组件30则返回器具类型数据以便于所述VR模拟系统辨别器具类型。
在本实施例中，止血钳模拟器相比真实止血钳短10-30mm，真实止血钳的长度在12.5-24cm之间，当连接在视景仿真平台的力触觉反馈系统上时，由于力触觉反馈系统到传感组件30的力反馈点距离是10-30mm左右，使得所述止血钳模拟器力作用长度恰好和真实止血钳力作用长度相等，所述止血钳模拟器在虚拟仿真环境中有着与真实止血钳一样触觉效果。
综上，本发明上述实施例当中的止血钳模拟器，通过将止血钳结合VR模拟系统，模拟练习以增加实习医生临床病例的操作机会，具体的，可以通过VR模拟系统模拟临床病例操作场景，实习医生可持握与真实止血钳结构一致的止血钳模拟器进行相关的实际操作，以进行模拟练习，当操作止血钳模拟器做开合运动时，电阻板与所述电阻滑套相互滑动，生成与开合角度相对应的电阻值数据，上传至止血钳端部的传感组件，再由所述传感组件将电阻值数据上传至VR模拟系统，根据电阻值数据判断操作的熟练程度，进而达到练习的目的，解决了现有技术中缺少提供实习医生模拟练习的设备，导致医学生可以实操练习的机会有限的技术问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多种变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种止血钳模拟器，应用于VR模拟系统，所述止血钳模拟器包括第一止血钳主体和第二止血钳主体，所述第一止血钳主体与所述第二止血钳主体通过转动销交叉转动连接，其特征在于，所述止血钳模拟器还包括传感组件、活动连接结构及检测组件，所述传感组件通过所述活动连接结构活动连接所述第一止血钳主体和所述第二止血钳主体的端部，所述传感组件电性连接所述VR模拟系统；
所述检测组件包括转动设于所述第一止血钳主体中部的电阻滑套、以及转动设于所述第二止血钳主体中部的电阻板，所述电阻滑套滑动连接所述电阻板；
所述电阻板电性连接所述传感组件，当所述第一止血钳主体和所述第二止血钳主体做开合运动时，所述电阻板与所述电阻滑套相互滑动，所述电阻板生成与开合角度相对应的电阻值数据并上传至所述传感组件，再由所述传感组件将所述电阻值数据上传至所述VR模拟系统。
2.根据权利要求1所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述传感组件包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器通过所述活动连接结构设于所述第一止血钳主体和所述第二止血钳主体的端部，所述第二传感器的一端电性连接所述VR模拟系统、另一端与所述第一传感器可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述第一传感器与所述第二传感器相对的一端分别设有第一圆环磁铁与第二圆环磁铁，所述第一圆环磁铁上设有第一电气触点，所述第二圆环磁铁上设有第二电气触点，所述第一电气触点与所述第二电气触点相对设置。
4.根据权利要求3所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述第一传感器的内部设有驱动电路板，所述驱动电路板电性连接所述电阻板与所述第一电气触点，所述第二电气触点电性连接所述VR模拟系统。
5.根据权利要求1所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述活动连接结构包括活动连接所述第一止血钳主体端部和所述传感组件的第一活动连杆、以及活动连接所述第二止血钳主体端部和所述传感组件的第二活动连杆，所述第一活动连杆与所述第二活动连杆相对设置。
6.根据权利要求5所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述第一活动连杆与所述第二活动连杆连接所述传感组件的一端，分别设有相互啮合的缺齿轮。
7.根据权利要求1所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述电阻滑套滑动连接所述电阻板呈剪叉结构。
8.根据权利要求1所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述电阻板远离所述第二止血钳主体的一端设有止挡部，所述止挡部用于限位所述电阻板于所述电阻滑套内。
9.根据权利要求1所述的止血钳模拟器，其特征在于，所述传感组件内部通讯指令中包含器具类型数据。
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