用于医疗程序培训的模拟器系统技术方案

实施方式涉及用于医疗程序培训的医疗模拟。在一些实施方式中，系统包括模拟处理部件，模拟处理部件包括至少一个处理器并且使用位置信号生成虚拟环境，该位置信号描述物理外科器械相对于物理外科部位的位置和配置中的至少一个。模拟处理部件根据位置信号的变化和根据对应于系统的用户的输入的控制信号来更新虚拟环境。更新包括在虚拟环境内移动虚拟外科器械，其中虚拟外科器械与虚拟外科部位的相互作用由物理外科器械与物理外科部位之间的物理关系至少部分限定。模拟处理部件输出指示虚拟环境的当前状态的模拟状态信号的表示。

【技术实现步骤摘要】
用于医疗程序培训的模拟器系统本申请是于2014年12月19日提交的名称为“用于医疗程序培训的模拟器系统”的中国专利申请2014800760760(PCT/US2014/071521)的分案申请。
公开的特征涉及医疗培训设备和方法，并且更具体地涉及用于培训微创外科程序和技术的医疗培训设备和方法。
技术介绍
作用于患者的医疗程序能够涉及由一个或多个医疗人员进行的各种不同的任务。一些医疗程序是使用一个或多个装置(包括遥控医疗装置)执行的微创外科程序。在一些这类系统中，外科医生经由操控台操作控制装置，该操控台远程地且精确地控制与患者相互作用的外科器械以执行外科手术和其它程序。在一些系统中，系统的各种其它部件也能够被用于执行程序。例如，外科器械能够被提供在靠近患者或在患者之上定位的分离器械装置或推车上，并且视频输出装置以及其它设备和装置能够被提供在一个或多个附加单元上。已经开发出在遥控医疗系统的使用中提供某些类型的培训的系统。例如，模拟器单元能够被耦接到外科医生操控台而不是实际的其它系统部件，从而向外科医生提供执行程序的模拟。通过这类系统，外科医生能够学习模拟的器械如何响应操控台控制装置的操纵。然而，外科医生和各种其它人员在医疗程序期间可以在遥控医疗系统的其它部件上执行任务。例如，助理可以将器械单元的遥控臂和器械移动和定位到正确位置，这能够对程序产生显著影响。助理在程序期间也能够快速发现所需信息是有益的。此外，将由外科医生和助理对这类任务的培训和执行进行量化是有益的，从而使这类人员能够追踪进程和改进执行。
技术实现思路
本申请的实施方式涉及用于医疗程序培训的医疗模拟。在一些示例实施方式中，系统包括模拟处理部件，所述模拟处理部件包括至少一个处理器并且使用位置信号生成虚拟环境，所述位置信号描述物理外科器械相对于物理外科部位的位置和配置中的至少一个。所述模拟处理部件根据所述位置信号的变化并且根据对应于所述系统的用户的输入的控制信号来更新所述虚拟环境。所述虚拟环境的更新包含在所述虚拟环境内移动虚拟外科器械，其中所述虚拟外科器械与所述虚拟环境的虚拟外科部位的相互作用由所述物理外科器械与所述物理外科部位之间的物理关系至少部分地限定。所述模拟处理部件输出指示所述虚拟环境的当前状态的模拟状态信号的表示。各种实施方式能够包括虚拟器械、解剖模型、控制操控台、显示装置、可遥控医疗装置和/或其它变体。在一些示例实施方式中，一种方法包括通过使用模拟处理部件来协调模拟的医疗程序，并且在所述模拟的医疗程序期间接收位置信号，所述位置信号基于由至少一个受训者移动的可遥控医疗装置的元件的一个或更多个位置。所述元件相对于物理外科部位是物理可定位的，以便执行所述模拟的医疗程序。基于所述位置信号确定模拟状态信号，其中所述模拟状态信号指示所述模拟的医疗程序的当前状态，所述模拟状态信号包括来自所述可遥控医疗装置的位置信号的集成。所述模拟状态信号被发送到至少一个输出装置，至少一个输出装置可操作以输出所述模拟状态信号的表示。所述方法的各种实施方式能够包括在用于由受训者所执行的准备/设置(setup)任务的模拟的准备程序中和/或在所述模拟的准备程序之后的模拟的外科手术中接收所述位置信号、向执行任务的至少一个受训者输出实时反馈信息以及其它变体。在一些示例实施方式中，一种方法包括在模拟的医疗程序中接收指示一个或更多个物理外科器械相对于物理模拟的外科部位的位置的位置信号。基于所述位置信号更新虚拟环境，其中所述虚拟环境实现对应于所述物理外科部位的虚拟外科部位。控制信号从控制操控台被接收并且指示由用户进行的控制操控台的一个或更多个输入控制装置的操纵。所述方法基于所述控制信号更新所述虚拟环境，所述更新包括在所述虚拟环境内移动一个或更多个虚拟外科器械。所述虚拟器械与所述虚拟外科部位的相互作用基于所述一个或更多个物理外科器械相对于所述物理外科部位的位置。模拟状态信号被输出到至少一个输出装置以引起所述模拟状态信号的表示的输出，其中所述模拟状态信号指示所述虚拟环境的当前状态。所述方法的各种实施方式能够包括物理外科器械被耦接到遥控医疗装置的关联操纵器臂，或物理外科器械相对于物理解剖模型由一个或更多个用户手动操作以及其它变体。附图说明图1是根据一些实施方式的包括遥控医疗系统的示例模拟系统的图解说明；图2是图示说明与模拟系统的其它部件通信的模拟处理部件的示例的框图；图3是根据本文所述的一种或多种实施方式图示说明用于提供模拟的准备程序的示例方法的流程图；图4是根据本文所述的一种或多种实施方式图示说明用于提供模拟的外科手术的示例方法的流程图；图5是能够用于自动评价模拟的医疗程序的示例系统的各方面的图解说明；图6A和图6B是能够被显示在模拟系统的一个或更多个显示屏上的培训图像屏幕的示例；图7A示出包括本文所述的若干部件的示例的一个示例模拟系统；图7B示出图7A的外科医生操控台上所提供的示例显示屏；图8是示例遥控医疗装置和解剖模型的透视图；图9A示出包括本文所述的若干部件的示例的另一个示例模拟系统；图9B示出图9A的外科医生操控台上所提供的示例显示屏；图10A到图10C图示说明与解剖模型内的追踪器械有关的示例；图11A和图11B是在模拟的医疗程序中使用解剖模型的一个示例的图解说明，该模拟的医疗程序包括使用遥控外科器械和手动外科器械两者；图12是图示说明使用关于图11A到图11B的解剖模型的示例方法的流程图；图13A和图13B是在模拟的医疗程序中使用解剖模型的第二示例的图解说明，该模拟的医疗程序包括使用手动外科器械；以及图14是图示说明使用关于图13A到图13B的解剖模型的示例方法的流程图。具体实施方式本申请公开关于模拟的外科程序和培训训练的特征。模拟系统和方法的各种公开的实施方式提供和教导用于定位、放置特定外科程序的模拟设备的现实准备程序，以及提供和教导实际外科手术的这类设备的现实使用。模拟能够涉及在实际医疗程序的每个阶段中涉及的一些部件或所有部件，并且能够涉及在这类程序中的任何人员，从而提供高度现实的培训。在所有这些模拟的医疗程序期间执行的各种任务能够被记录和评价，其中提供关于执行的合适反馈，从而允许高度分析程序的细节，以及对医疗程序的每个功能，使受训者能够更有效地改进其技能。本文描述的各种模拟特征能够允许用户学习和实践，并且能够允许量化用户执行和追踪用户进程。使用遥控医疗系统描述一些实施方式，诸如由加利福尼亚州Sunnyvale的IntuitiveSurgical,Inc.商售的da外科系统(例如，作为daSiTMHDTM外科系统销售的型号IS3000)。然而，本领域技术人员将会理解本文公开的特征可以以各种方式被呈现和实施，包括遥控和(如果适用)非遥控(例如，手动)实施例和实施方式。da外科系统(例如，型号IS3000；作为daSTMHDTM外科系统商售的型号IS2000)的实施方式仅是示例性的并且不被视为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含模拟处理部件的系统，所述模拟处理部件包括至少一个处理器，/n其中所述模拟处理部件使用位置信号生成虚拟环境，所述位置信号描述物理外科器械相对于物理外科部位的位置和配置中的至少一个；/n其中所述模拟处理部件根据所述位置信号的变化和根据对应于所述系统的用户的输入的控制信号来更新所述虚拟环境，所述虚拟环境的更新包含在所述虚拟环境内移动虚拟外科器械，其中所述虚拟外科器械与所述虚拟环境的虚拟外科部位的相互作用由所述物理外科器械与所述物理外科部位之间的物理关系至少部分地限定；以及/n其中所述模拟处理部件输出指示所述虚拟环境的当前状态的模拟状态信号的表示。/n

【技术特征摘要】
20131220 US 61/919,6311.一种包含模拟处理部件的系统，所述模拟处理部件包括至少一个处理器，
其中所述模拟处理部件使用位置信号生成虚拟环境，所述位置信号描述物理外科器械相对于物理外科部位的位置和配置中的至少一个；
其中所述模拟处理部件根据所述位置信号的变化和根据对应于所述系统的用户的输入的控制信号来更新所述虚拟环境，所述虚拟环境的更新包含在所述虚拟环境内移动虚拟外科器械，其中所述虚拟外科器械与所述虚拟环境的虚拟外科部位的相互作用由所述物理外科器械与所述物理外科部位之间的物理关系至少部分地限定；以及
其中所述模拟处理部件输出指示所述虚拟环境的当前状态的模拟状态信号的表示。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述物理外科器械包含无全部功能的假器械。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述物理外科部位包含解剖模型。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述解剖模型包含至少一个传感器，所述至少一个传感器可操作以向所述模拟处理部件输出指示所述物理外科器械相对于所述解剖模型的位置的传感器信号。


5.根据权利要求3所述的系统，其中所述解剖模型包含至少一个传感器，所述至少一个传感器可操作以向所述模拟处理部件输出指示套管相对于所述解剖模型的位置的传感器信号。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·杰瑞科，J·周，B·E·米列尔，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国;US