用于虚拟手术系统的仿真人体技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于虚拟手术系统的仿真人体，包括由透明或者半透明薄膜形成的仿真人体表皮，所述仿真人体表皮内部形成空腔；填充在所述空腔内的弹性填充物，通过黏胶黏贴在空腔的内表面；在所述空腔内设置的、并由所述弹性填充物包裹的复数个气囊；其中，所述气囊设置有充气口，与外部的气泵连接；所述气泵配置有控制器，控制气泵通过充气口对气囊内部的压力进行调节。本实用新型专利技术通过对气囊充放气以调整仿真人体内气囊所占体积，改变仿真人体框架内弹性填充物的密度，使仿真人体能够动态调整触觉。

【技术实现步骤摘要】
用于虚拟手术系统的仿真人体
本技术涉及虚拟实验仿真
，具体而言涉及一种具有气囊装置的虚拟手术用的仿真人体。
技术介绍
在目前的虚拟仿真实验中，尤其是医学的仿真中，以往的训练和模拟是通过人体石膏模型或者浸泡后的人体器官(福尔马林浸泡)实现，难以模拟出诸如需要按压、回弹、提拉或者其他手术效果。尤其是在中医的模拟中，诸如望闻问切对模型的仿真度要求相对比较高。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种具有气囊装置的手术人体触觉模拟系统，尤其是涉及其中的仿真人体，一方面采用弹性填充物增加拟真手术器械和望闻问切过程中的触感、回弹和反馈，另一方面通过对气囊充放气以调整仿真人体内气囊压力，同时可改变所占体积，改变仿真人体框架内弹性填充物的密度，使仿真人体能够动态调整触觉感受。为实现上述目的，本技术所采用的的技术方案如下：一种虚拟手术系统的仿真人体，包括：由透明或者半透明薄膜形成的仿真人体表皮，所述仿真人体表皮内部形成空腔；填充在所述空腔内的弹性填充物，通过黏胶黏贴在空腔的内表面；在所述空腔内设置的、并由所述弹性填充物包裹的复数个气囊；其中，所述气囊设置有充气口，与外部的气泵连接；所述气泵配置有控制器，控制气泵通过充气口对气囊内部的压力进行调节。优选地，所述充气口经由一软管连接到气泵，所述软管穿过仿真人体表皮。优选地，所述气囊为尼龙材质的气囊。优选地，所述气囊至少部分地与弹性填充物粘结。优选地，所述弹性填充物为凝胶，一方面凝胶具有良好的触感并且可回收利用，另一方面凝胶本身具有一定的张力和回弹力，能够自行提供回弹和恢复，模拟皮肤和组织在受力或者外部按压、提拉、点触等操作后的体验，增强模拟仿真的真实性。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本技术的各个方面的实施例，其中：图1是具有气囊装置的手术人体触觉模拟系统的模块示意图。图2是本技术仿真人体内的气囊模块连接方式示意图。图3是本技术仿真人体内的气囊模块的另一连接方式示意图。具体实施方式为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。图1的示例中表示了一种基于仿真人体的虚拟手术系统的示意，包括操作台10以及设置在操作台10上的仿真人体11、拟真手术器械12以及虚拟影像显示装置20。虚拟影像显示装置20采用头戴式显示方式，佩戴在操作者头部，用以供用户查看虚拟现实影像或者图片。图1的实施例中，操作台10为升降式操作台。仿真人体11以限制边缘区域的方式放置在操作台上，操作台面下方设置有升降机构，例如电驱动升降杆机构、液/气压驱动升降机构或者手摇式操作等升降机构，用以携带操作台面升降。同时，为了适应不同仿真实验和手术的姿势的不同，操作台10的支撑脚下方分布安装多个高度调节部，例如旋转式高度调节部，通过正转或者反转来实现高度微调和修正，以进一步调整整个操作台面的高度和/或倾斜度。拟真手术器械12被设置成供操作人员手持，并可以通过操作者的腕部、手部运动来在仿真人体11上进行仿真手术操作。拟真手术器械12采用钝化的真实手术器械，例如钝化的剪、手术刀、镊等，实现剪、切割、提拉等操作。结合图1和图2所示，仿真人体11包括一个透明或者半透明薄膜形成的仿真人体表皮11a，在仿真人体表皮内部形成空腔。本实施例中，弹性填充物被填充在空腔内的，通过黏胶黏贴在空腔的内表面；弹性填充物尤其优选为凝胶。结合图2、3实施例，在空腔内设置由弹性填充物包裹的复数个气囊11b，气囊可选为尼龙材质的气囊，以保证气囊的柔韧性、耐疲劳度，延长使用，减少频繁体积变化带来的开裂、褶皱等寿命问题。其中，气囊11b设置有充气口11c，与外部的气泵22连接。气泵配置有控制器18，控制气泵通过充气口对气囊内部的压力进行调节。优选地，充气口经由一软管16连接到气泵22，软管穿过仿真人体表皮。图2的实施例中，多个气囊通过软管连接带一个公用的气泵22，实现同步抽放气。优选地，气囊至少部分地与弹性填充物粘结，例如通过黏胶进行部分黏贴，使得气囊在空腔内不会随意变化位置。优选地，所述仿真人体表皮所形成的空腔内部中，每个仿真人体器官所对应填充的凝胶的填充量为固定值。如此，仿真人体内的填充物的填充量相对固定，在仿真人体，尤其是其不同的仿真人体器官内设置多个气囊，通过调整气囊内的充气量，以调整气囊内部的压力，影响其体积，以改变仿真人体框架内弹性填充物的密度，使仿真人体能够动态调整触觉参数。如此，一方面，为了快速改变仿真人体框架内弹性填充物的密度，调整仿真人体的触觉参数，另一方面，采用部分气囊模拟人体器官，通过快速调整气囊内的气体量，使气囊模拟的“人体器官”能够具备一定的运动特征，使仿真人体“活”起来，以模拟真实人体的触觉。在更加优选的实施例中，如图3的示例中，每个气囊对应设置一气泵，并通过对应的软管连接到对应的气囊。尤其是，在对应的软管中设置流量阀15，以控制抽吸气的流量，可以实现对“多个人体器官”(多个气囊)的协调控制。还可以通过动态调节充气量，实现仿真人体的真实生物反应，如呼吸、肌肉僵硬、肌肉松弛等等，使用户能够从仿真实验中获取类似触感，增强用户体验。虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本技术。本技术所属
中具有通常知识者，在不脱离本技术的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本技术的保护范围当视权利要求书所界定者为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于虚拟手术系统的仿真人体，其特征在于，包括：/n由透明或者半透明薄膜形成的仿真人体表皮，所述仿真人体表皮内部形成空腔；/n填充在所述空腔内的弹性填充物，通过黏胶黏贴在空腔的内表面；/n在所述空腔内设置的、并由所述弹性填充物包裹的复数个气囊；/n其中，所述气囊设置有充气口，与外部的气泵连接；所述气泵配置有控制器，控制气泵通过充气口对气囊内部的压力进行调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟手术系统的仿真人体，其特征在于，包括：
由透明或者半透明薄膜形成的仿真人体表皮，所述仿真人体表皮内部形成空腔；
填充在所述空腔内的弹性填充物，通过黏胶黏贴在空腔的内表面；
在所述空腔内设置的、并由所述弹性填充物包裹的复数个气囊；
其中，所述气囊设置有充气口，与外部的气泵连接；所述气泵配置有控制器，控制气泵通过充气口对气囊内部的压力进行调节。


2.根据权利要求1所述的用于虚拟手术系统的仿真人体，其特征在于，所述充气口经由一软管连接到气泵，所述软管穿过仿真人体表皮。


3.根据权利要求1所述的用于虚拟手术系统的仿真人体，其特征在于，所述气囊为尼龙材质的气囊。


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【专利技术属性】
技术研发人员：谢海春，陆郝凌，
申请(专利权)人：南京钟山虚拟现实技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32