TWI835355B - 泌尿系統擬真手術教具 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種泌尿系統擬真手術教具，包含有一組合式泌尿模組、複數壓力感測單元、複數流速感測單元、一影像辨識單元、一底盤模組以及一處理模組，該組合式泌尿模組係依病患之泌尿系統製造而成，而該等壓力感測單元與該等流速感測單元設置於該組合式泌尿模組內，使該處理模組藉由該等壓力感測單元、該等流速感測單元與該影像辨識單元來偵測與辨識手術練習的程序是否正確，不僅可藉由該泌尿系統擬真手術教具來增加練習的次數，而且透過該影像辨識單元與該處理模組的辨識判別而減少手術造成的併發症。
Description
本發明有關於一種擬真手術教具，特別是指針對泌尿系統進行模擬手術練習之泌尿系統擬真手術教具。
傳統醫生的手術訓練大多是透過教學影片進行學習，或者是透過現場觀摩其他醫生的手術進行學習，更甚者透過對大體老師進行手術進行練習，然而無論是透過教學影片、現場手術觀摩或者是對大體老師進行實務手術練習，均不是對真正的病患的患部進行手術練習，特別是人體泌尿系統的相關手術，其血管或輸尿管進行縫合時，若縫合不當會造成血管的管徑變小，進而造成血液或尿液通過的阻力變大，或者是進行縫合血管時，其縫合線操作手法並未被正確操作，進而造成進行血管縫合時縫合線未確實縫合血管，使得術後可能會造成內部出血狀態。
再者，拜現今3D列印科技的蓬勃發展，醫界並已開始嘗試透過3D列印科技來建立人體的各項器官，並進一步透過不同的列印材料，而建構出極為擬真的人體器官模型，然而，如何使這些擬真人體器官模型更具有擬真效果，讓醫生進行練習時更具有擬真效果實有其必要。
本發明之目的在於提供一種手術模擬練習教學的教具，特別是指一種泌尿系統擬真手術教具。
為達上述目的，本發明提供一種泌尿系統擬真手術教具，其包含有一組合式泌尿模組、複數壓力感測單元、複數流速感測單元、一底盤模組以及一處理模組，其中，該組合式泌尿模組係包含有二腎臟單元、一第一血管單元、一第二血管單元、一膀胱單元、複數設於該等腎臟單元之腎臟連接口、複數設於該膀胱單元之膀胱連接口，而該第一血管單元並具有一第一血管輸入口及複數第一血管連接口，該第二血管單元亦具有一第二血管輸出口及複數第二血管連接口，且該等第一血管連接口分別連接每一該腎臟單元的其中之一該腎臟連接口與該膀胱單元的其中之一該膀胱連接口，而該等第二血管連接口分別連接每一該腎臟單元的另一該腎臟連接口與該膀胱單元的另一該膀胱連接口；該等壓力感測單元係分別設置於該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元內；該等流速感測單元係分別設置於該第一血管單元與該第二血管單元內；該底盤模組係設有複數容置單元、複數排水孔及一匯流孔，其中，該等容置單元係對應人體之泌尿系統，並分別容置該組合式泌尿模組之該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元，而該等排水孔並連通該匯流孔；以及，該處理模組係具有一處理單元、一液體迴路單元及一警示單元，其中，該處理單元係分別電性連接該等壓力感測單元、該等流速感測單元、該液體迴路單元及該警示單元，該液體迴路單元係具有一模擬血液並分別連接該第一血管單元之該第一血管輸入口及該第二血管輸出口；其中，該等流速感測單元係分別設置於該第一血管單元之該等第一血管連接口和該第二血管單元之該等第二血管連接口其分別鄰接該等腎臟連接口與該等膀胱連接口處，而該處理單元控制該液體迴路單元提供該模擬血液經由該第一血管單元輸入至該等腎臟單元與該膀胱單元，再由該第二血管單元輸出回收至該液體迴路單元。
進一步地，該處理模組之該處理單元並連接有一影像辨識單元及一手術縫合影像資料庫，該手術縫合影像資料庫儲存有複數特別縫合影像，該處理單元自該影像辨識單元截取手術縫合之影像，再與該手術縫合影像資料庫所儲存之該等特別縫合影像進行比對，當該處理單元比對該影像辨識單元所截取之該第一血管的該等第一血管連接口進行縫合之手術縫合之影像未見於該手術縫合影像資料庫之該等特別縫合影像之一者時，該處理單元會控制該警示單元產生警示訊號。
進一步地，當對該組合式泌尿模組進行擬真手術時，該底盤模組之該等排水孔係收集自該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元或該膀胱單元所流出的該模擬血液，該液體迴路單元並連接該匯流口回收該模擬血液。
進一步地，該等流速感測單元偵測該第一血管單元之該等第一血管連接口之該模擬血液之通過流速未在一血液流速範圍值時，該等流速感測單元會提供一感測訊號至該處理單元，該處理單元會控制該警示單元產生警示訊號。
進一步地，當該等壓力感測單元偵測到該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元之壓力不在一血液壓力範圍值，該處理單元會控制該警示單元產生警示訊號。
是以，本發明所提供之該泌尿系統擬真手術教具較先前技術有以下有益功效：
本發明之該泌尿系統擬真教具的該組合式泌尿模組係透過3D列印技術完成，因此，該組合式泌尿模組可以依病患的病灶位置而列印出對應病患的泌尿系統之該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元，並透過該等壓力感測單元、該等流速感測單元及該影像辨識單元將偵測之壓力數值、流速數值與該影像資料提供給該處理單元，經該處理單元之運算處理而判斷其壓力數值、流速數值是否超過範圍值，或其手術縫合手法是否正確，若超過範圍值或手法不正確時，該處理單元會透過該警示單元產生警示訊號，是以，該泌尿系統擬真手術教具可以依病患的病灶而設計對應的該組合式泌尿液模組，提供醫生進行術前的擬真手術的模擬練習，如此，不僅可藉由該泌尿系統擬真手術教具來增加練習的次數，而且透過該影像辨識單元與該處理模組的辨識判別而減少手術造成的併發症。
茲就本申請案的技術特徵暨操作方式舉數個較佳實施態樣，並配合圖示說明謹述於后，俾提供審查參閱。再者，本發明中之圖式，為便於說明其比例未必按實際比例繪製，圖式中之比例並不用以限制本發明所欲請求保護之範圍。
關於本發明之技術，請參照第1圖至第5圖所示，其係為本發明所提供之一種泌尿系統擬真手術教具100，其包含有一組合式泌尿模組10、複數壓力感測單元20、複數流速感測單元30、一底盤模組40以及一處理模組50，其中：
該組合式泌尿模組10，請先參閱第1圖與第3圖所示，該組合式泌尿模組10係依人體之泌尿系統設置其係包含有二腎臟單元11、一第一血管單元12、一第二血管單元13及一膀胱單元14，而該等腎臟單元11並設有複數腎臟連接口111、該膀胱單元14則設有複數膀胱連接口141，其中，該第一血管單元12並具有一第一血管輸入口121及複數第一血管連接口122，該第二血管單元13亦具有一第二血管輸出口131及複數第二血管連接口132，而該等第一血管連接口122分別連接每一該腎臟單元11的其中之一該腎臟連接口111，與該膀胱單元14的其中之一該膀胱連接口141，而該等第二血管連接口132分別連接每一該腎臟單元11的另一該腎臟連接口111，與該膀胱單元14的另一該膀胱連接口141；
該等壓力感測單元20，請先參閱第4圖與第5圖所示，該等壓力感測單元20係分別設置於該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13及該膀胱單元14內；
該等流速感測單元30，係分別設置於該第一血管單元12與該第二血管單元13內，其進一步係使該等流速感測單元30分別設置於該第一血管單元12之該等第一血管連接口122和該第二血管單元13之該等第二血管連接口132其分別鄰接該等腎臟連接口111與該等膀胱連接口141處；
該底盤模組40，請再參閱第2圖至第5圖所示，該底盤模組40係設有複數容置單元41、複數排水孔42及一匯流孔43，其中，該等容置單元41係對應人體之泌尿系統，並分別容置該組合式泌尿模組10之該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13及該膀胱單元14，而該等排水孔42並連通該匯流孔43；
該處理模組50，係具有一處理單元51、一液體迴路單元52、一警示單元53、一影像辨識單元54及一手術縫合影像資料庫55，其中，該處理單元51係分別電性連接該等壓力感測單元20、該等流速感測單元30、該液體迴路單元52、該警示單元53、該影像辨識單元54及該手術縫合影像資料庫55，該液體迴路單元52係具有一模擬血液56並分別連接該第一血管單元12之該第一血管輸入口121及該第二血管輸出口131，而該手術縫合影像資料庫55儲存有複數特別縫合影像，該處理單元51自該影像辨識單元54截取手術縫合之影像，再此截取手術縫合之影像與該手術縫合影像資料庫55所儲存之該等特別縫合影像進行比對，當該處理單元51比對該影像辨識單元54所截取之該第一血管單元12的該等第一血管連接口122進行縫合手術縫合之影像未見於該手術縫合影像資料庫55之該等特別縫合影像之一者時，該處理單元51會控制該警示單元53產生警示訊號。
其中，該處理單元51控制該液體迴路單元52提供該模擬血液56經由該第一血管單元12輸入至該等腎臟單元11與該膀胱單元14，而該底盤模組40之該等排水孔42係收集自該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13或該膀胱單元14所流出的該模擬血液56，且再由該第二血管單元13輸出回收至該液體迴路單元52。
其中，該等流速感測單元30偵測該第一血管單元12之該等第一血管連接口122之該模擬血液56其通過流速未在一血液流速範圍值時，該等流速感測單元30會提供一感測訊號至該處理單元51，該處理單元51會控制該警示單元53產生警示訊號，且當該等壓力感測單元20偵測到該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13及該膀胱單元14之壓力不在一血液壓力範圍值，該處理單元51會控制該警示單元53產生警示訊號。
請再第1圖與第5圖所示，該組合式泌尿模組10之該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13及該膀胱單元14係依病患的泌尿系統列印製造而成，本實施例係利用3D列印方式製造，因此，該組合式泌尿模組10係可顯示病人的病灶相關位置，而該第一血管單元12之該等第一血管連接口122係分別連接每一該腎臟單元11之其中之一該腎臟連接口111，且連接該膀胱單元14其中之一該膀胱連接口141，而該第二血管單元13之該等第二血管連接口132係分別連接每一該腎臟單元11之另一該腎臟連接口111，且連接該膀胱單元14之另一該膀胱連接口141，而該第一血管輸入口121與該第二血管輸出口131並分別連接該液體迴路單元52，用以構成該模擬血液56於該組合式泌尿模組10的循環路徑，該處理單元51控制該液體迴路單元52將該模擬血液56由該第一血管輸入口121輸入至該第一血管單元12，使該模擬血液56沿該第一血管輸入口121進入該等腎臟單元11與該膀胱單元14，再由該第二血管單元13經該第二血管輸出口131將該模擬血液56輸送回到該液體迴路單元52，藉此，醫生對病灶進行模擬手術時，該模擬血液56於過程中自該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13或該膀胱單元14流出時，該模擬血液56可以由該底盤模組40之該等排水孔42收集，再由該匯流孔43回送至該液體迴路單元52而可重複使用。
再者，當該等壓力感測單元20偵測到該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13及該膀胱單元14之壓力數值未在設定之血液壓力範圍值，或該等流速感測單元30偵測到該第一血管單元12與該第二血管單元13之血液流速值未在血液流速範圍值，則該處理單元51會使控制該警示單元53產生警示訊號，又，該手術縫合影像資料庫55儲存有該等特別縫合影像，藉此，該處理單元51自該影像辨識單元54截取手術縫合之影像，再與該手術縫合影像資料庫55所儲存之該等特別縫合影像進行比對，當該處理單元51比對該影像辨識單元54所截取之該第一血管單元12的該等第一血管連接口122進行縫合之手術縫合之影像未見於該手術縫合影像資料庫55之該等特別縫合影像之一者時，該處理單元51會控制該警示單元53產生警示訊號。
綜上所述，本發明之該泌尿系統擬真手術教具100之該組合式泌尿模組10係透過3D列印技術完成，因此，該組合式泌尿模組10可以依病患的病灶位置而列印出對應病患的該等腎臟單元11、該第一血管單元12、該第二血管單元13及該膀胱單元14，並透過該等壓力感測單元20、該等流速感測單元30及該影像辨識單元54將偵測之壓力數值、流速數值與該影像資料提供給該處理單元51，經該處理單元51之運算處理而判斷其壓力數值、流速數值是否超過範圍值，或其手術縫合手法是否正確，若超過範圍值或手法不正確時，該處理單元51會透過該警示單元53產生警示訊號，是以，該泌尿系統擬真手術教具100可以依病患的病灶而設計對應的該組合式泌尿液模組10，提供醫生進行術前的擬真手術的模擬練習，如此，不僅可藉由該泌尿系統擬真手術教具來增加練習的次數，而且透過該影像辨識單元54與該處理模組50的辨識判別而減少手術造成的併發症。
以上已詳細說明本發明之內容，惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。
100:泌尿系統擬真手術教具
10:組合式泌尿模組
11:腎臟單元
111:腎臟連接口
12:第一血管單元
121:第一血管輸入口
122:第一血管連接口
13:第二血管單元
131:第二血管輸出口
132:第二血管連接口
14:膀胱單元
141:膀胱連接口
20:壓力感測單元
30:流速感測單元
40:底盤模組
41:容置單元
42:排水孔
43:匯流孔
50:處理模組
51:處理單元
52:液體迴路單元
53:警示單元
54:影像辨識單元
55:手術縫合影像資料庫
56:模擬血液
第1圖：為本發明之泌尿系統擬真手術教具之方塊示意圖。
第2圖：為本發明之泌尿系統擬真手術教具之立體分解示意圖。
第3圖：為本發明之泌尿系統擬真手術教具之組合示意圖。
第4圖：為第3圖之沿A-A剖線之組合式泌尿液模組未組合於底盤模組之剖面示意圖。
第5圖：為第3圖之沿A-A剖線之組合式泌尿液模組組合於底盤模組之剖面示意圖。
100:泌尿系統擬真手術教具
10:組合式泌尿模組
20:壓力感測單元
30:流速感測單元
40:底盤模組
50:處理模組
51:處理單元
52:液體迴路單元
53:警示單元
54:影像辨識單元
55:手術縫合影像資料庫
Claims (5)
- 一種泌尿系統擬真手術教具，係包含有： 一組合式泌尿模組，其係包含有二腎臟單元、一第一血管單元、一第二血管單元、一膀胱單元、複數設於該等腎臟單元之腎臟連接口、複數設於該膀胱單元之膀胱連接口，其中，該第一血管單元並具有一第一血管輸入口及複數第一血管連接口，該第二血管單元亦具有一第二血管輸出口及複數第二血管連接口，而該等第一血管連接口分別連接每一該腎臟單元的其中之一該腎臟連接口，與該膀胱單元的其中之一該膀胱連接口，而該等第二血管連接口分別連接每一該腎臟單元的另一該腎臟連接口，與該膀胱單元的另一該膀胱連接口； 複數壓力感測單元，係分別設置於該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元內； 複數流速感測單元，係分別設置於該第一血管單元與該第二血管單元內； 一底盤模組，係設有複數容置單元、複數排水孔及一匯流孔，其中，該等容置單元係對應人體之泌尿系統，並分別容置該組合式泌尿模組之該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元，而該等排水孔並連通該匯流孔；以及 一處理模組，係具有一處理單元、一液體迴路單元及一警示單元，其中，該處理單元係分別電性連接該等壓力感測單元、該等流速感測單元、該液體迴路單元及該警示單元，該液體迴路單元係具有一模擬血液並分別連接該第一血管單元之該第一血管輸入口及該第二血管輸出口； 其中，該等流速感測單元係分別設置於該第一血管單元之該等第一血管連接口和該第二血管單元之該等第二血管連接口其分別鄰接該等腎臟連接口與該等膀胱連接口處； 其中，該處理單元控制該液體迴路單元提供該模擬血液經由該第一血管單元輸入至該等腎臟單元與該膀胱單元，再由該第二血管單元輸出回收至該液體迴路單元。
- 如請求項1所述之泌尿系統擬真手術教具，進一步地，該處理模組之該處理單元並連接有一影像辨識單元及一手術縫合影像資料庫，該手術縫合影像資料庫儲存有複數特別縫合影像，該處理單元自該影像辨識單元截取手術縫合之影像，再與該手術縫合影像資料庫所儲存之該等特別縫合影像進行比對，當該處理單元比對該影像辨識單元所截取之該第一血管單元的該等第一血管連接口進行縫合之手術縫合之影像未見於該手術縫合影像資料庫之該等特別縫合影像之一者時，該處理單元會控制該警示單元產生警示訊號。
- 如請求項1所述之泌尿系統擬真手術教具，其中，當對該組合式泌尿模組進行擬真手術時，該底盤模組之該等排水孔係收集自該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元或該膀胱單元所流出的該模擬血液，該液體迴路單元並連接該匯流口回收該模擬血液。
- 如請求項1所述之泌尿系統擬真手術教具，進一步地，該等流速感測單元偵測該第一血管單元之該等第一血管連接口之該模擬血液之通過流速未在一血液流速範圍值時，該等流速感測單元會提供一感測訊號至該處理單元，該處理單元會控制該警示單元產生警示訊號。
- 如請求項1所述之泌尿系統擬真手術教具，進一步地，當該等壓力感測單元偵測到該等腎臟單元、該第一血管單元、該第二血管單元及該膀胱單元之壓力不在一血液壓力範圍值，該處理單元會控制該警示單元產生警示訊號。
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