专利名称：一种采用于活体动物的腔镜训练器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于外科腔镜手术训练的器械，具体地说， 是可将活体动物用于腔镜手术训练的新型腔镜训练装置。
背景技术：
腔镜手术临床外科的应用已经非常普及，涉及胆囊、胃、结直肠、 食管、肺脏及妇科等诸多领域，其具有创伤小、恢复快、手术时间短等优点、甚 至某些常规手术不能完成的疾病(如超低位直肠癌根治术等)均可在腔镜下完成。目前，发达国家，总手术的70%左右是通过腔镜完成；在中国的高等级医院，亦 有30%-40%的手术是通过腔镜完成，而且这种比例呈迅速上升的趋势。腔镜手术的操作与常规手术操作的原理和目的基本相同，但远距离通过长杆 操作及非直视手眼配合却是常规手术操作所不具备的技能。至今，受传统外科教 学的影响及昂贵的腔镜系统的限制，医科学生在大学期间仅能进行常规的手术缝 合、结扎等基本功训练，没有进行腔镜下基本功训练的机会。在临床实践中，经 常是没有腔镜基本功的医师，在上级医师带领下直接在患者身上进行腔镜手术操 作和训练。究其原因是因为医学院校及临床，缺乏一种能较好地模拟腔镜手术的 训练器械。目前，巿场上的腔镜训练器(如美国Immersion公司及北京贝德思达公司的 腹腔镜虛拟训练系统)，有机箱、光源、监视级液晶显示器、电源，通过电脑模 拟手术操作过程，依靠三维传感技术，在虛拟的海绵、人体器官等物体上，练习 基本缝合、打结及手术搡作，但对实际手术操作中的牵拉张力、出血等不能模拟 出来，与实际人体腔镜手术中的感觉、出现的困难和操作技巧相去甚远，故不能 非常真实地模拟腔镜手术过程。又如，美国3DMed公司的腔镜训练器，仅限于 在海绵上练习基本缝合、打结技术，不能模拟人体手术搡作，故也缺乏实用性。本实用新型是基于如下思路的启发而得以完成的动物实验是外科基本功 训练的重要手段。常规训练中多用狗做动物实验，狗的价格较贵，且体积太大， 不适合置于腔镜训练器内；家兔便宜、容易获得，其解剖结构和狗及人体等哺乳 动物类似，虽然可以置于腔镜训练器内，但家兔内脏器官太小，不适合做常规外 科手术学习使用。能否？本实用新型的目的，在于克服已有训练设备存在的不足，设计一种腔镜训练 器一一采用微距摄像装置、电脑、软件，达到适当放大家兔的内脏器官，通过家 兔逼真地模拟人体腔镜手术的实际情况，练习腔镜手术的基本功，熟练及提高腔 镜手术操作技能。本实用新型是这样实现的主要由图像采集高清晰摄像头、图像釆集卡、图 像放大及录制用计算机一体机、监视级液晶显示器、机箱、光源、放置动物转盘、 图像釆集及编辑软件、电源构成。箱体底板上有托盘进入的滑轨；在托盘上安装 放置动物转盘、该转盘通过轴承可在托盘上自由旋转；当转盘旋转到理想位置时， 转盘可通过控制钮装置固定之。腔镜训练器机箱内，有可调角度和放大倍数的 内置髙清晰摄像头及控制台，经过对图像采集、适度放大后投放到显示器上一一 实现了逼真模拟人体腔镜手术的目的。使用时打开电源及光源后，将已麻醉并开腹的兔子放置到手术训练用的放 置动物转盘上，四肢及颈部用转盘上所带的锁扣固定。旋转转盘至合适角度，使 用锁转盘的控制钮装置将转盘固定。再调整高清晰摄像头至显示手术野的角度。 从两恻搡作孔中置入腔镜，用牵引分离钳或通过箱体内壁的弹簧挂钩，牵开家兔 腹壁及肠管，暴露手术野后。从中央主搡作孔中置入腔镜钳、剪等开始训练。摄 像头将图像传送到图像釆集卡，再经转换后进入计算机，经图像采集及放大软件 的处理后，在液晶显示器上显示出来。就这样，经可旋转调节角度的动物转盘与高清晰摄像头及电脑一体机配合使用，训练者可以从显示器直接观察自己搡作的 手术情况，达到逼真模拟人体腔镜手术的目的。本实用新型可用活体家兔进行常规腔镜手术的全套操作过程训练。通过内置 可调节的摄像头，可以全方位调节摄像头的角度，以模仿腔镜显像系统的可活动 性。通过电脑固化一体机和图像采集及搡控软件，可以调节图像大小，使动物活 体器官与人体真实腔镜手术所见极其相似；并且，可播放录制好的搡作和腔镜手 术示范录像。该腔镜训练器，创造性的将活体动物应用于和真实手术用腔镜系统 同样原理及结构的腔镜训练装置，除了能在活体动物上练习基本腔镜技能外，更 能完成多种模拟手术操作过程，如胃切除、'胆囊切除、肺脏切除、食管切除、肺 脏切除、子宫及卵巢切除等手术。显然，操作者如果能在该腔镜训练器上熟练操 作，就能在人体腔镜手术时的腔镜缝合、打结等基本技能和常规腔镜手术的方法、 技巧上，达到熟练掌握的目的。
图1.是腔镜训练器的外形示意图；图2.图l箱体部分之侧面截面图；图3.图2之动物托盘及滑轨示意图；图4.本实用新型的工作流程图。 图中l为监视级液晶显示器；2为内置电脑系统的操作键盘；3为操作孔； 4为动物转盘及托盘的轨道滑入孔；5为照明系统；6为内置高清晰摄像头及控 制台；7为放置动物转盘；8为旋转轴承；9为控制钮装置；10为托盘；11为托 盘的滑入轨道；12为内置电脑系统及电源仓。
具体实施方式
以下结合附图叙述一个本实用新型的实施例图l是腔镜训练器的外形图。l为监视级液晶显示器；2为内置电脑系统的 操作键盘；3为操作孔；4为动物转盘及托盘的轨道滑入孔。外壳尺寸为长度约4化ra,宽度(深度)约55cm，高约2化m (放下显示器状态)及"cm (打开 显示器状态)。该外壳的材质为喷砂PVC板材，厚度为2mffl。图2是训练器箱体的A-A截面图。5为照明系统；6为内置高清晰摄像头及 控制台；7为放置动物转盘，圆形，转盘上有固定家兔颈部及四肢的锁扣；8为 旋转轴承；9为可锁住转盘的控制钮装置；IO为承载动物转盘的方形托盘；11 为托盘的滑入轨道；12为内置电脑系统及电源仓。图3是图1之动物托盘及滑轨部分。放置动物转盘(7)为圆形，上面有固 定家兔四肢及颈部的锁扣。转盘通过旋转轴承(8)与方形托盘(10)连接；方 形托盘(10)下面装有滑轨的内轴，箱体底面装有滑轨的外套。方形托盘以类似 抽屉进入的方式通过滑轨(11)经箱体的侧窗(4)置入箱体内。当放置动物转 盘旋转至合适位置时，控制钮装置(9)使转盘固定住；该控制钮装置是由固定 钮、弹簧、摩擦橡胶片前后固定连接成一体。调整摄像头(6)至显示手术野的 角度。从两侧操作孔(3)中置入腔镜，用牵引分离钳(两人操作训练时)，或通 过箱体内壁的弹簧挂钩(一人搡作训练时)牵开家兔腹壁及肠管等，暴露手术野 后，从中央主操作孔(3)中置入腔镜钳、剪等，开始手术搡作训练。图4显示了本实施例的工作流程打开电源(12)及光源(5)后，将已麻醉并开腹的家兔放到动物转盘(7) 上，用转盘上所带的锁扣面定家兔的颈部及四肢。转盘通过旋转轴承(8)与方 形托盘(10)连接，将方形托盘通过滑轨(11)置入箱体内。通过摄像头控制台 (6)调节摄像头角度，并旋转托盘至理想的手术操作视野。摄像头将图像传送 到计算机一体机U2)的图像采集卡及计算机软件系统。操作者通过键盘及鼠标 (2)控制图像采集及放大软件，将视野放大到模拟人体情况后，在液晶显示器 (1)上显示出来。训练者可以从显示器直接观察自己操作的手术情况。
权利要求1.一种采用活体动物的腔镜训练器，有机箱、光源(5)、监视级液晶显示器(1)，其特征在于由高清晰摄像头及控制台(6)、图像采集、放大及录制用计算机一体机(12)、放置动物转盘(7)、图像采集及编辑软件(12)构成；机箱内置可调角度和放大倍数的内置高清晰摄像头及控制台(6)；放置动物转盘(7)通过轴承(8)在方形托盘(10)上自由旋转，并通过固定钮装置(9)固定；在机箱底板上有方形托盘(10)进入的滑轨(11)。
2. 根据权利要求l所述的腔镜训练器，其特征在于放置动物转盘(7)为 园形，转盘上有固定家兔颈部及四肢的锁扣。
3. 根据权利要求l所述的腔镜训练器，其特征在于固定钮装置(9)是由 固定钮、弹簧、摩擦橡胶片前后固定连接成一体。
专利摘要本实用新型涉及一种可用活体家兔作为模拟腔镜手术的外科腔镜训练器。高清晰摄像头及控制台、图像采集卡、图像放大及录制用计算机一体机，通过对图像采集、适度放大后投放到显示器上。高清晰摄像头及操控台，可以全方位调节摄像头的角度，以模仿腔镜显像系统的可活动性；通过电脑固化一体机和图像控制软件系统，可使图像拉近或够远，完美放大家兔的内脏，使其活体器官图像的实际大小与人体真实腔镜手术所见极其相似。本实用新型，对医科学生和临床医生的腔镜基本功和常规腔镜手术操作、技巧的提高，有极佳的实用意义。
文档编号G09B23/28GK201417550SQ200920033609
公开日2010年3月3日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者宋永春, 罡 曹, 马振华 申请人:宋永春;曹 罡;马振华