一种耳内镜虚实结合手术培训系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种耳内镜虚实结合手术培训系统及其工作方法，该系统包括机身、显示模块、VR眼镜装置、力反馈装置以及手柄装置，机身内设置有处理单元，显示模块、VR眼镜装置以及力反馈装置分别连接于机身上，手柄装置与力反馈装置连接；处理单元包括信号采集模块、控制模块、虚拟仿真模块以及真实视频模块，信号采集模块与VR眼镜装置连接，信号采集模块、虚拟仿真模块以及真实视频模块分别与控制模块连接；手柄装置上设有力觉识别单元，力觉识别单元与控制模块连接。通过实施本发明专利技术实施例的系统可实现无需使用大量的尸体解剖以及其他器械如手套和刀片等，且培训过程的安全性高，增强培训效果。增强培训效果。增强培训效果。

【技术实现步骤摘要】
一种耳内镜虚实结合手术培训系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及手术培训系统
，尤其涉及一种耳内镜虚实结合手术培训系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]耳内镜手术技术的发展使得手术过程变得更加安全与快捷，同时也大大加快了病人手术后的康复过程，但这些新的手术方式的技术难度很大，对医生的手术技巧和应变能力提出了新的要求，因此，对耳内镜手术培训要求也越来越高。
[0003]传统的耳科手术采用显微镜手术，从显微镜手术到耳内镜手术，存在着立体感差、出血难控制、传递器械会导致镜头起雾等问题，需要经过大量的练习，因此，需要进行耳内镜手术的培训，而传统耳内镜手术的培训方式是通过解剖示教、手术直播、专题讲座、操作演示、尸体解剖训练等方式进行耳内镜手术教学；需要使用大量的尸体解剖以及其他器械如手套和刀片等，带来大量经济的损耗；同时，对医务人员来说，较危险的手术解剖操作，可能会带来感染的风险；而传统的手术解剖示教、手术直播，只能从感官上进行学习，不能亲自操作耳内镜手术，这样会对培训效果大打折扣。
[0004]因此，有必要设计一种新的系统，实现无需使用大量的尸体解剖以及其他器械如手套和刀片等，且培训过程的安全性高，增强培训效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种耳内镜虚实结合手术培训系统及其工作方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种耳内镜虚实结合手术培训系统，包括机身、显示模块、VR眼镜装置、力反馈装置以及手柄装置，所述机身内设置有处理单元，所述显示模块、VR眼镜装置以及力反馈装置分别连接于所述机身上，所述手柄装置与所述力反馈装置连接；所述处理单元包括信号采集模块、控制模块、虚拟仿真模块以及真实视频模块，所述信号采集模块与所述VR眼镜装置连接，所述信号采集模块、虚拟仿真模块以及真实视频模块分别与所述控制模块连接；所述手柄装置上设有力觉识别单元，所述力觉识别单元与所述控制模块连接；所述真实视频模块，用于存储耳内镜手术的真实手术视频数据；所述虚拟仿真模块，用于当进行耳内镜手术的培训时产生的虚拟手术数据；所述控制模块，用于根据所述真实手术视频数据以及所述虚拟手术数据进行叠加处理，以得到处理结果；所述显示模块，用于显示所述处理结果；所述力反馈装置，用于接收所述处理结果，且与所述手柄装置配合，进行耳内镜手术的训练。
[0007]其进一步技术方案为：所述力反馈装置包括第一姿态轴、第二姿态轴、第三姿态轴以及姿态位置连接件，所述姿态位置连接件分别连接有第三位置轴、第二位置轴以及第一位置轴连接，所述姿态位置连接件与所述第三姿态轴连接，所述第一位置轴、第二位置轴以及第三位置轴的另一端分别连接有力反馈基座，所述手柄装置与所述第一姿态轴连接。
[0008]其进一步技术方案为：所述手柄装置包括与耳内镜手术培训的操作杆把手连接的夹具组件，所述夹具组件包括夹具上壳与夹具下壳，所述夹具上壳与夹具下壳通过固定组件连接，所述夹具上壳以及所述夹具下壳之间围合形成供操作杆把手插设在内的转轴；所述夹具组件与所述第一姿态轴通过紧固件连接。
[0009]其进一步技术方案为：所述力反馈装置通过底座连接在所述机身上。
[0010]其进一步技术方案为：所述机身的下方连接有若干个万向可锁定脚轮。
[0011]另外，本专利技术要解决的技术问题是还在于提供一种根据上述的耳内镜虚实结合手术培训系统的工作方法，包括：
[0012]获取耳内镜手术的真实手术视频数据；
[0013]当进行耳内镜手术的虚拟仿真时，获取虚拟手术数据；
[0014]将所述虚拟手术数据与所述真实手术视频数据进行叠加处理，以得到处理结果；
[0015]将所述处理结果输入至所述力反馈装置，以进行耳内镜手术训练。
[0016]其进一步技术方案为：所述获取耳内镜手术的真实手术视频数据，包括：
[0017]获取历史的耳内镜手术录制所得的视频数据，并视频数据进行剪辑处理，以形成耳内镜手术的真实手术视频数据。
[0018]其进一步技术方案为：所述当进行耳内镜手术的虚拟仿真时，获取虚拟手术数据，包括：
[0019]对所述真实手术视频数据内的手术患者的CT图像数据或MR图像数据进行三维重建，对重建后的数据的表面进行文理处理，以得到虚拟手术数据。
[0020]其进一步技术方案为：所述对所述真实手术视频数据内的手术患者的CT图像数据或MR图像数据进行三维重建，对重建后的数据的表面进行文理处理，以得到虚拟手术数据，包括：
[0021]对所述真实手术视频数据内的手术患者的CT图像数据或MR图像数据进行3D建模，以得到3D模型；
[0022]对所述3D模型设置弹性形变模型；
[0023]对所述3D模型的表面进行碰撞检测；
[0024]将所述3D模型以及所述弹性形变模型导入力反馈模型；
[0025]对所述3D模型、弹性形变模型以及力反馈模型进行视觉力觉渲染，以得到虚拟手术数据。
[0026]其进一步技术方案为：所述对所述真实手术视频数据内的手术患者的CT图像数据或MR图像数据进行3D建模，以得到3D模型，包括：
[0027]对所述真实手术视频数据内的手术患者的CT图像数据或MR图像数据采用VTK进行体绘制，以得到3D模型。
[0028]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术通过设置机身、显示模块、VR眼镜装置、力反馈装置以及手柄装置，处理单元中的控制模块将虚拟仿真模块以及真实视频模块的数据进行合成处理，形成处理结果导入至力反馈装置，借助VR眼镜装置、力反馈装置以及手柄装置，便可进行耳内镜手术的培训，实现无需使用大量的尸体解剖以及其他器械如手套和刀片等，且由于力反馈装置以及手柄装置，且手柄装置上设置力觉识别单元，使得培训过程的安全性高，增强培训效果。
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的一种耳内镜虚实结合手术培训系统的示意性框图；
[0032]图2为本专利技术实施例提供的一种耳内镜虚实结合手术培训系统的结构示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例提供的力反馈装置的结构示意图；
[0034]图4为本专利技术实施例提供的手柄装置的结构示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例提供的耳内镜虚实结合手术培训系统的工作方法的流程示意图；
[0036]图6为本专利技术实施例提供的耳内镜虚实结合手术培训系统的工作方法的子流程示意图；
[0037]图7为本专利技术实施例提供的体绘制中的体数据示意图；
[0038]图中标识说明：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耳内镜虚实结合手术培训系统，其特征在于，包括机身、显示模块、VR眼镜装置、力反馈装置以及手柄装置，所述机身内设置有处理单元，所述显示模块、VR眼镜装置以及力反馈装置分别连接于所述机身上，所述手柄装置与所述力反馈装置连接；所述处理单元包括信号采集模块、控制模块、虚拟仿真模块以及真实视频模块，所述信号采集模块与所述VR眼镜装置连接，所述信号采集模块、虚拟仿真模块以及真实视频模块分别与所述控制模块连接；所述手柄装置上设有力觉识别单元，所述力觉识别单元与所述控制模块连接；所述真实视频模块，用于存储耳内镜手术的真实手术视频数据；所述虚拟仿真模块，用于当进行耳内镜手术的培训时产生的虚拟手术数据；所述控制模块，用于根据所述真实手术视频数据以及所述虚拟手术数据进行叠加处理，以得到处理结果；所述显示模块，用于显示所述处理结果；所述力反馈装置，用于接收所述处理结果，且与所述手柄装置配合，进行耳内镜手术的训练。2.根据权利要求1所述的一种耳内镜虚实结合手术培训系统，其特征在于，所述力反馈装置包括第一姿态轴、第二姿态轴、第三姿态轴以及姿态位置连接件，所述姿态位置连接件分别连接有第三位置轴、第二位置轴以及第一位置轴连接，所述姿态位置连接件与所述第三姿态轴连接，所述第一位置轴、第二位置轴以及第三位置轴的另一端分别连接有力反馈基座，所述手柄装置与所述第一姿态轴连接。3.根据权利要求2所述的一种耳内镜虚实结合手术培训系统，其特征在于，所述手柄装置包括与耳内镜手术培训的操作杆把手连接的夹具组件，所述夹具组件包括夹具上壳与夹具下壳，所述夹具上壳与夹具下壳通过固定组件连接，所述夹具上壳以及所述夹具下壳之间围合形成供操作杆把手插设在内的转轴；所述夹具组件与所述第一姿态轴通过紧固件连接。4.根据权利要求3所述的一种耳内镜虚实结合手术培训系统，其特征在于，所述力反馈装置通过底座连接在所述机身上。5.根据权利要求1所述的一种耳内镜虚实结合手术培训系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶源，张柏云，杨媛媛，周雅琪，杨炜强，
申请(专利权)人：深圳市比邻星精密技术有限公司，
类型：发明
国别省市：