A retractable force feedback method and system in a puncture virtual teaching and training system includes: controlling the output force of retractable feedback during puncture according to the change of force sense during the process of puncture needle penetrating into skin, controlling the output torque of motor to simulate the output force of retractable feedback of puncture needle; and controlling the output torque of motor to simulate the change of output force of retractable feedback of puncture needle. The retractable force feedback method in the puncture virtual teaching and training system and the puncture virtual teaching and training system control the output force change of retractable feedback during the puncture of the puncture needle according to the change of the force sense during the puncture process, so as to improve the authenticity of the force feedback, and control the return of the puncture needle by controlling the output torque of the motor. The change of output force of retractable feedback is simple, the device system is simple and easy to control, and the needle has only one degree of freedom. It is not restricted by the needle posture in the simulation process of puncture, and can be applied in various scenarios.
【技术实现步骤摘要】
穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法及该系统
本专利技术涉及医疗教学训练系统,特别涉及一种穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法及该穿刺虚拟教学训练系统。
技术介绍
在现实生活中,医护人员常常通过穿刺向人体注入所需的血液、药液、营养液或其他流体。医护人员学习穿刺的过程中,可以通过穿刺模拟装置,来减少医护人员学习穿刺的时间,提高医护人员的穿刺技能。现有仿真穿刺设备结构比较复杂,设备体积较大,需要使用较大的空间来放置反馈装置,成本较高,需要使用很复杂的力反馈装置,使得教学设备的研发及生产成本很高。由于大多使用多自由度的力反馈装置,控制复杂,且控制时要考虑惯性力平衡,以及多自由度力的协同,且功能受限,很多力感无法实现。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种能提高反馈真实性的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法。同时,提供一种提高反馈真实性的穿刺虚拟教学训练系统。一种穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,包括如下步骤:根据穿刺针刺入皮肤过程的力感变化控制仿真穿刺针穿刺时回缩式反馈输出力的变化,通过控制马达输出力矩控制仿真穿刺针的回缩式反馈输出力的变化。在优选的实施例中,穿刺针刺入皮肤过程的力感变化根据刺入深度与受力分析经验模型用高斯曲线进行拟合:其中x表示刺入深度,f(x)为受力大小。在优选的实施例中,根据不同年龄人群对拟合高斯曲线的参数进行配置。在优选的实施例中,根据年龄分为老年人、青年人、小孩对拟合高斯曲线的参数进行配置。在优选的实施例中,所述马达通过传送带或传输线带动动力缸往返直线运动从而模拟控制仿真穿刺针的回缩式反馈输出力的变化。在优选的实施例中,动力缸 ...
【技术保护点】
1.一种穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,包括如下步骤:根据穿刺针刺入皮肤过程的力感变化控制仿真穿刺针穿刺时回缩式反馈输出力的变化,通过控制马达输出力矩控制仿真穿刺针的回缩式反馈输出力的变化。
【技术特征摘要】
1.一种穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,包括如下步骤:根据穿刺针刺入皮肤过程的力感变化控制仿真穿刺针穿刺时回缩式反馈输出力的变化,通过控制马达输出力矩控制仿真穿刺针的回缩式反馈输出力的变化。2.根据权利要求1所述的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,穿刺针刺入皮肤过程的力感变化根据刺入深度与受力分析经验模型用高斯曲线进行拟合:其中x表示刺入深度,f(x)为受力大小。3.根据权利要求2所述的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,根据不同年龄人群对拟合高斯曲线的参数进行配置。4.根据权利要求2所述的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,根据年龄分为老年人、青年人、小孩对拟合高斯曲线的参数进行配置。5.根据权利要求1至4任意一项所述的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,所述马达通过传送带或传输线带动动力缸往返直线运动从而模拟控制仿真穿刺针的回缩式反馈输出力的变化。6.根据权利要求5所述的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,动力缸通过管道与仿真穿刺针连通,管道中装设有力传导介质,动力缸直线运动通过力传导介质传导给仿真穿刺针形成回缩式反馈力。7.根据权利要求6所述的穿刺虚拟教学训练系统中回缩式力反馈方法,其特征在于,所述动力缸为液压缸,所述力传导介质为液压油。8.一种穿刺虚拟教学训练系统,其特征在于,包括:主控模块、与所述主控模块连接并接收主控模块控制的回缩式反馈力组件、受所述回缩式反馈力组件驱动的仿真穿刺针组件,所述回缩式反馈力组件与仿真穿刺针组件通过管道相通连接,所述管道中设置有力传导介质,所述回缩式反馈力组件通过所述力传导介质将输出动力传导给...
【专利技术属性】
技术研发人员:于福东,刘平,
申请(专利权)人:苏州敏行医学信息技术有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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