经肛门大肠内视镜训练器的制作方法

本发明涉及医疗辅助技术领域，尤其涉及经肛门大肠内视镜训练器。

背景技术：

内镜于术特别是胃肠道的内镜于术需要将胃肠镜设备的软管式镜体插入患者的消化道中进行检查及各种治疗。一个新手从陌生到熟练，需要长期、反复的训练。由于胃肠镜设备的镜体插入人体的消化道过程，在非镇静及麻醉情况下会使患者有异物感，并且感到紧张，以致患者普遍对做胃肠镜下手术的年轻医生有排斥感。因此有必要在使这些年轻医生在正式从事胃肠镜于术前通过模拟训练，熟练掌握胃肠道各种不同部位于术操作原则及注意事项。使他们在临床手术中以娴熟的操作和精准的处置迅速消除患者的排斥感，同时减轻患者的痛苦、提高于术安全性及于术效果。

经检索，中国专利号201520115548.0公开了该实用新型内镜手术训练器，它具有一个尺度大于人体躯干部的三维框架、一组弹簧和一块托板：该框架上两个相对的立端面上部的横梁中部分别设置可夹持市售猪的消化道入口端及出口端的夹持器，其中至少一个夹持器配有可套接市售猪的消化道入口端的插管，且该插管被该夹持器的夹持部可分离地夹持着；这一组弹簧安装在该框架内并可振荡地连接该托板。虽然该专利以最简单的结构使用猪的消化道模拟出人体中的消化道，训练效果逼真，无需助于陪练就可大大提高年轻医生胃肠镜手术技能，并缩短训练的时间；但是，该装置智能化水平不高，无法对操作过程进行全程录像呈现，没法对操作过程中的质量进行评估；仿真消化道的材质取材不便，训练效果不佳，且该装置的训练时的操作体位调节不便，影响训练的效果，为此我们提出一种经肛门大肠内视镜训练器。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的经肛门大肠内视镜训练器，以解决肛门大肠内视镜训练器的训练效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

经肛门大肠内视镜训练器，包括主体部分、显示器和人脸识别模组，所述主体部分由箱体和支撑架组成，所述箱体的两端通过齿轮机构转动连接在支撑架的两端，所述支撑架内还设有驱动箱体进行转动的驱动机构，所述箱体的内部上端设有多个高清全景记录摄像头，所述箱体的上端还设有控制主板，所述箱体的内部设有高仿真肠道组织模型，所述高仿真肠道组织模型的下端设有若干个拉力传感器和若干个压力传感器，所述箱体的底部设有集成器，所述拉力传感器和压力传感器均连接集成器，所述集成器连接控制主板，所述高仿真肠道组织模型内设有两个息肉模型放置点(a点和b点)，用于模拟息肉切割手术；所述箱体的一侧面设有用作内视镜插入口的肠道仿肛门，所述箱体位于肠道仿肛门处设有可拆卸挡板，所述肠道仿肛门和高仿真肠道组织模型的一端连接，所述箱体的侧面设有多功能接口，所述箱体的外侧面上设有扬声器、5g/wifi信号接收口、硬盘usb插口和麦克风，所述扬声器、5g/wifi信号接收口、硬盘usb插口和麦克风均连接控制主板。

进一步地，所述人脸识别模组包括红外测温装置、识别摄像头和触摸屏，所述红外测温装置、识别摄像头均设置在触摸屏的上端面，所述触摸屏通过连接线连接在箱体的多功能接口上。

进一步地，所述齿轮机构包括设置在箱体两端的连接齿轮，所述支撑架的上端内侧设有支撑槽，所述箱体的两端分别通过连接齿轮插入支撑架两端的支撑槽内，所述支撑架的支撑槽内对称设有转向助力齿轮，所述转向助力齿轮和连接齿轮相啮合。

进一步地，所述驱动机构包括旋转动力马达、竖向锥齿轮和横向锥齿轮，所述竖向锥齿轮连接在箱体的正面中间，所述横向锥齿轮设置在支撑架上端内部，所述竖向锥齿轮和横向锥齿轮之间啮合传动，所述旋转动力马达设置在支撑架的下端，所述横向锥齿轮通过传动杆和旋转动力马达的输出端连接。

进一步地，所述竖向锥齿轮和箱体的连接处设有固定架，所述固定架固定连接在箱体上，增加竖向锥齿轮和箱体的受力面积，方便箱体的转动。

进一步地，所述高仿真肠道组织模型采样类硅胶/类橡胶合成材质的柔软材料制作的肠道3d模型。

进一步地，所述箱体的上端面设有散热孔板。

进一步地，所述支撑架的下部侧面上分别设有usb接口、电源接口、翘板开关和高清线接口。

进一步地，所述人脸识别模组通过视频高清线和支撑架上的usb接口连接。

进一步地，所述显示器通过视频高清线和支撑架上的高清线接口连接。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明的产品为大肠内视镜在大肠及部分小肠内进镜观察及手术训练的训练用机器，高度模仿人体大肠构造及内视镜插入感觉并能够提供接近真实手术体验的机器装置，通过大肠内部传感器来监测训练时肠道内部的压力变化，以及内视镜的插入时间，在电脑程序当中通过特殊算法设定，得出操作水平的综合评分，如压力过大说明手术的质量较低，反之则较高，从而增加训练的有效性。

2、本发明的机器内置5g网络连接器及wifi接收器，可以远程和指导者用对话进行远程训练指导，也可以将摄像头的录制视频，传感器的所有数据，语音和声音整体保存在系统硬盘或云服务当中。

3、本发明中内置和外置摄像头，针对全部大肠肠道及部分小肠肠道进行肠道全程训练以及操作者动作录像。

4、本发明在训练过程中，可在系统设置，对手术模拟训练操作者进行远程真人实时正确操作步骤提醒。

5、本发明通过自动语音识别和驱动机构实现机器旋转体位改变功能，即左卧位，仰卧位，右卧位，方便训练者操作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器的整体结构示意图；

图2为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器的俯视图；

图3为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器的左视图；

图4为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器的右视图；

图5为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器的正视图；

图6为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器中齿轮机构的结构示意图；

图7为本发明提出的经肛门大肠内视镜训练器中驱动机构的结构示意图；

图8为本发明中高仿真肠道组织模型上息肉模型的分布结构示意图；

图9为本发明中高仿真肠道组织模型上拉力传感器和压力传感器的分布正面结构示意图；

图10为本发明中高仿真肠道组织模型上压力传感器的分布背面结构示意图；

图11为本发明的系统结构框图。

图中：1、主体部分101、箱体1011、可拆卸挡板1012、扬声器1013、肠道仿肛门1014、5g/wifi信号接收口1015、硬盘usb插口1016、麦克风1017、连接齿轮102、支撑架1021、usb接口1022、电源接口1023、翘板开关1024、高清线接口1025、固定架1026、转向助力齿轮1027、旋转动力马达1028、竖向锥齿轮1029、横向锥齿轮103、高清全景记录摄像头104、控制主板105、高仿真肠道组织模型106、多功能接口107、散热孔板108、集成器2、显示器3、人脸识别模组301、红外测温装置302、识别摄像头303、触摸屏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-11，经肛门大肠内视镜训练器，包括主体部分1、显示器2和人脸识别模组3，主体部分1由箱体101和支撑架102

组成，箱体101的两端通过齿轮机构转动连接在支撑架102的两端，支撑架102内还设有驱动箱体101进行转动的驱动机构，箱体101的内部上端设有多个高清全景记录摄像头103，箱体101的上端还设有控制主板104，箱体101的内部设有高仿真肠道组织模型105，具备肠道各部分的相关形状及特征；高仿真肠道组织模型105的下端设有若干个拉力传感器和若干个压力传感器，如图9和图10所示，其中о表示：压力传感器的分布位置，→表示：拉力传感器的分布位置和方向；箱体101的底部设有集成器108，拉力传感器和压力传感器均连接集成器108，集成器108连接控制主板104，高仿真肠道组织模型105内设有两个息肉模型放置点(a点和b点)，用于模拟息肉切割手术；箱体101的一侧面设有用作内视镜插入口的肠道仿肛门1013，箱体101位于肠道仿肛门1013处设有可拆卸挡板1011，肠道仿肛门1013和高仿真肠道组织模型105的一端连接，箱体101的侧面设有多功能接口106，箱体101的外侧面上设有扬声器1012、5g/wifi信号接收口1014、硬盘usb插口1015和麦克风1016，扬声器1012、5g/wifi信号接收口1014、硬盘usb插口1015和麦克风1016均连接控制主板104。

人脸识别模组3包括红外测温装置301、识别摄像头302和触摸屏303，红外测温装置301、识别摄像头302均设置在触摸屏303的上端面。

齿轮机构包括设置在箱体101两端的连接齿轮1017，支撑架102的上端内侧设有支撑槽，箱体101的两端分别通过连接齿轮1017插入支撑架102两端的支撑槽内，支撑架102的支撑槽内对称设有转向助力齿轮1026，转向助力齿轮1026和连接齿轮1017相啮合。

驱动机构包括旋转动力马达1027、竖向锥齿轮1028和横向锥齿轮1029，竖向锥齿轮1028连接在箱体101的正面中间，横向锥齿轮1029设置在支撑架102上端内部，竖向锥齿轮1028和横向锥齿轮1029之间啮合传动，旋转动力马达1027设置在支撑架102的下端，横向锥齿轮1029通过传动杆和旋转动力马达1027的输出端连接。

竖向锥齿轮1028和箱体101的连接处设有固定架1025，固定架1025固定连接在箱体101上，增加竖向锥齿轮1028和箱体101的受力面积，方便箱体101的转动。

高仿真肠道组织模型105采样类硅胶/类橡胶合成材质的柔软材料制作的肠道3d模型。

箱体101的上端面设有散热孔板107。

支撑架102的下部侧面上分别设有usb接口1021、电源接口1022、翘板开关1023和高清线接口1024。

人脸识别模组3通过视频高清线和支撑架102上的usb接口1021连接。

显示器2通过视频高清线和支撑架102上的高清线接口1024连接。

本发明的工作原理及使用流程：本发明的产品为大肠内视镜在大肠及部分小肠内进镜观察及手术训练的训练用机器，高度模仿人体大肠构造及内视镜插入感觉并能够提供接近真实手术体验的机器装置，通过在箱体101内部设置高仿真肠道组织模型105，并通过在箱体101内设置多个高清全景记录摄像头103，针对全部大肠肠道及部分小肠肠道进行肠道全程训练以及操作者动作录像；在高仿真肠道组织模型105上设置设有若干个拉力传感器和若干个压力传感器，来检测高仿真肠道组织模型105训练时的压力变化，并将传感器检测数据传递给控制主板104，由系统对训练结果进行评估和评分，从而增加训练的有效性；通过机器内置5g网络连接器及wifi接收器，可以远程和指导者用对话进行远程训练指导；在训练过程中，可在系统设置，对手术模拟训练操作者进行远程真人实时正确操作步骤提醒；同时通过自动语音识别和驱动机构实现机器旋转体位改变功能，由旋转动力马达1027转动，通过传动轴带动横向锥齿轮1029转动，横向锥齿轮1029转动带动竖向锥齿轮1028转动，竖向锥齿轮1028转动带动箱体101进行转动，从而方便实现训练者对机器的体位进行改变，提高训练者操作质量；通过人脸识别模组3可以对训练操作者进行人脸识别和体温检测，确认操作者本人以及相关信息后，可进行操作，当操作者操作不当或不合格时，产品系统会自动发出提示音。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。