CN202422539U - 虚拟手术操作装置 - Google Patents

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王宏
罗晶
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Abstract

本实用新型提出了一种虚拟手术操作装置，该装置包括底架、滚轮、控制盒、电源插座、手术操作箱、显示器、面板、托盘以及摇杆，安装在所述底架上的所述滚轮位于虚拟手术操作装置的底部，且具有一制动装置；所述手术操作箱位于所述控制盒上方，该手术操作箱的顶部设置所述显示器。本实用新型可以完全模拟手术台上的真实手术情景，提高了虚拟手术的沉浸感。

Description

虚拟手术操作装置
技术领域
本实用新型属于虚拟手术技术领域，特别涉及一种虚拟手术中使用的操作装置。
背景技术
虚拟手术是虚拟现实技术在医学领域的一项重要应用，它通过对实际手术环境的模拟，借助一定的视觉、力觉等交互装置，帮助医生在虚拟环境下进行手术模拟、手术培训等。基于力反馈的虚拟手术系统主要针对虚拟现实中力觉交互途径，结合视觉仿真，为增强手术培训的真实性，满足实际应用需要而设计的。
虚拟手术系统(Virtual Surgery System，VSS)是利用各种医学影像数据，和虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境，医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划、训练，以及在实际手术过程中引导手术的新兴研究领域。虚拟手术系统不仅可以使医务人员沉浸于虚拟手术环境内，通过虚拟手术器械学习如何进行各种手术，培养应对各种突发情况的能力，而且还可以在进行复杂手术前进行各种必要的手术预演，大大提高手术的成功率。虚拟外科手术技术的研究和发展将对培养医学人才，提高整体医疗水平具有得要意义。
虚拟手术系统和其它类型的计算机系统一样，必须通过硬件和软件的相互配合才能正常工作。因此，从总体上来说，一个完整的虚拟手术系统必须包括硬件和软件两个部分。其中，虚拟外科手术系统的硬件组成主要有检测设备、交互设备和主计算机三部分构成：检测设备是操作者和虚拟外科手术系统交互的基础，检测设备必须实时地将这些外部信息传递给系统，系统才能决定下一时刻交互设备的动作；交互设备提供操作者与虚拟外科手术系统进行交互的手段。对于操作者而言，主要的交互来自于视觉和力觉方面。主计算机是构建虚拟手术硬件系统的核心，是实现各种软硬设备的集成及控制人机协调一致的“工作平台”。
现有的虚拟手术操作装置与普通计算机无异，该装置包括：显示器，用来显示3维虚拟器官模型和虚拟手术器械的之间的虚拟交互；主机，运行虚拟手术系统的配套软件；以及具有力反馈装置的虚拟手术器械。使用者握住手术器械，同时观察着显示器中的场景进行操作。
然而，使用这种虚拟手术操作装置进行训练并不能给使用者以“身临其境”的感觉，原因是真实的手术情景往往是病人躺在手术台上，医生站在手术台边进行手术。面对着桌面上的显示器、看着手中握着的虚拟手术器械无法完全模拟真实手术场景中从上往下的观察及操作感受。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述问题，使得虚拟手术可以更加真实的模拟实际情况，本实用新型提出了一种虚拟手术操作装置，该装置包括底架、滚轮、控制盒、电源插座、手术操作箱、显示器、面板、托盘以及摇杆，安装在所述底架上的所述滚轮位于虚拟手术操作装置的底部，且具有一制动装置；所述控制盒位于所述底架上方且与所述底架固定连接，该控制盒为中空，且该控制盒外立面设置有电源插座；所述手术操作箱位于所述控制盒上方，该手术操作箱的顶部设置所述显示器，该显示器的外表面设置可移动的所述面板，所述托盘及所述摇杆位于虚拟手术操作装置侧面。
附图说明
图1是示出了本实用新型的虚拟手术操作装置的背面立体图；
图2是示出了本实用新型的虚拟手术操作装置的正面立体图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
图1是根据本实用新型的虚拟手术操作装置的示意图，虚拟手术操作装置1包括底架2、滚轮3、固定在底架2上的控制盒4、置于控制盒4外表面的电源插座5、手术操作箱6、显示器7、面板8、托盘9以及摇杆10。
其中，安装在底架上的滚轮位于虚拟手术操作装置的底部，且具有一制动装置；控制盒位于底架上方且与底架固定连接，该控制盒为中空，且控制盒外立面设置有电源插座；手术操作箱位于控制盒上方，手术操作箱的顶部设置显示器，显示器的外表面设置可移动的面板，托盘及摇杆位于虚拟手术操作装置侧面。
主机(未示出)中运行的仿真软件可以产生一个虚拟的病人，并显示在显示器7中，使用者握住操作箱6中的虚拟手术器械(未示出)进行操作，同时使用者双手的模型也实时的显示于显示器7中，即使用者通过显示器7和虚拟手术器械完成与虚拟病人的虚拟交互。由于使用者从上向下观察显示器，看到的是显示器中的虚拟病人和显示器中的虚拟手，以及自己实时的操作场景，看不到操作箱内自己真实的手，也看不到带有力反馈装置的手术器械，所以能够给使用者以“身临其境”的手术操作体验。
控制箱内可管理虚拟手术器械，使用不同的虚拟手术器械时，可将其数据线及电源线连接至控制箱内的接口，以将数据信号实时送往主机。控制箱通过有线连接至主机及电源，另外，也可将主机集成于虚拟手术操作装置内。
侧面的摇杆10可以控制操作箱的升降，操作箱顶部的面板8在虚拟手术操作装置未使用时盖住显示器7，以保护显示器。底部的滚轮3使得虚拟手术操作装置便于移动。
本实用新型的有益之处在于：完全模拟病人躺在手术台上，医生站在手术台边进行手术的真实手术情景，提高了虚拟手术的沉浸感。这对于选择最佳手术路径、减小手术损伤、减少对临近组织损害、提高操作定位精度、执行复杂外科手术和提高手术成功率等具有十分重要的意义。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种虚拟手术操作装置，该装置包括底架、滚轮、控制盒、电源插座、手术操作箱、显示器、面板、托盘以及摇杆；
安装在所述底架上的所述滚轮位于虚拟手术操作装置的底部，且具有一制动装置；
所述控制盒位于所述底架上方且与所述底架固定连接，该控制盒为中空，且该控制盒外立面设置有电源插座；
所述手术操作箱位于所述控制盒上方，该手术操作箱的顶部设置所述显示器，该显示器的外表面设置可移动的所述面板；
所述托盘及所述摇杆位于虚拟手术操作装置侧面。
2.根据权利要求1所述的虚拟手术操作装置，其特征在于：所述手术操作箱中设置带有力反馈装置的手术器械。
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