一种练习用电子手术刀的制作方法

本实用新型涉及医学用手术刀领域，尤其是涉及一种练习用电子手术刀。

背景技术：

目前在学校教学过程中，医学的学生学习外科手术中初期实操训练模拟较少，其主要原因在于，一是受限于医学领域提供的模拟素材大部分为器官的模型，切口创口等都是固定位置，只能针对某个位置进行练习，模拟范围小，限制了学员的自由度；二是学生手术模拟过程中容易出错，容易损坏一些比较接近真实的模拟素材，补充素材成本较高，进一步限制了模拟素材的数量，导致大部分外科手术的前期模拟都是采用观摩形式，学生动手少，学习机会少。目前虽然有了基于VR的手术模拟方式，但是目前技术水平中，即使是2K屏，也无法使VR达到真正的手术模拟要求，同时手术过程中对于下刀的精度要求比较高，在VR状态下距离和角度与裸眼距离存在很大差别，达不到训练效果。

技术实现要素：

述为了弥补上述学员学习过程中练习外科手术机会少，素材成本高的缺陷，本实用新型提出一种练习用电子手术刀。

实现上述有益效果的技术方案为，一种练习用电子手术刀，包括刀柄和与刀柄插接到一起的刀头，所述刀柄呈筒状结构，其内部由下到上依次活动安装有前端陀螺仪、前端信号发射器、电池、后端信号发射器和后端陀螺仪，所述前端信号发射器和所述后端信号发射器与外界的接收设备无线连接，所述前端陀螺仪与所述前端信号发射器连接，所述后端陀螺仪与所述后端信号发生器连接，且所述前端陀螺仪、所述前端信号发射器、所述后端信号发射器和所述后端陀螺仪均与所述电池电连接到一起。

所述刀柄还设有软塞，所述刀柄内部还设有衬套，所述衬套末端露出所述刀柄并套接在刀柄上，所述软塞塞接到所述衬套内。

述接收设备包括接收单元和与所述接收单元连接的处理单元，所述接收单元与所述处理单元分别与电源连接。

所述处理单元为电脑。

所述接收单元还包括UWB接收模块，所述前端信号发射器和所述后端信号发射器均内设有UWB信号发射机构，所述UWB发射机构与所述UWB接收模块连接构成UWB定位结构。

所述UWB接收模块包括固定在手术台四个边角的立柱，所述每个立柱上下两端均设有UWB信号接收器，所述UWB信号接收器通过所述UWB接收模块连接到所述处理单元。

本技术方案中，采用电子模拟方式，不用真实素材，纠正学员初期用刀错误，提高更多的外科手术模拟训练机会，本实用新型根据前、后陀螺仪的运行状态判断手术刀的走向，通过前、后信号发射器随时将陀螺仪的信号发送到接收设备，由接收设备根据收到的信号为学员手术过程进行打分，同时将模拟手术中手术刀的运行路线生成模型，以便后期学员回溯纠正错误。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型图1的A位置结构放大示意图；

图3为本实用新型UWB接收模块与手术刀的信号传输方式示意图；

图4为手术刀与UWB接收模块的另一种实施方式的结构示意图；

图5为接收设备的一种实施方式的框型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

结合图1，本实用新型的一种实施方式。一种练习用电子手术刀，包括刀柄1和与刀柄插接到一起的刀头2，所述刀柄呈筒状结构，其内部由下到上依次活动安装有前端陀螺仪11、前端信号发射器12、电池13、后端信号发射器14和后端陀螺仪15，所述前端信号发射器和所述后端信号发射器与外界的接收设备无线连接，所述前端陀螺仪、所述前端信号发射器、所述后端信号发射器和所述后端陀螺仪均与所述电池电连接到一起。

结合图2，所述刀柄还设有软塞16，所述刀柄内部还设有衬套17，所述衬套末端露出所述刀柄并套接在刀柄上，所述软塞塞接到所述衬套内。本技术方案中，为了提高陀螺仪的稳定性，防止其在刀柄内晃动，采用弹性衬套将其包裹固定到刀柄内，避免其颤抖带来的定位误差，同时衬套末端露出刀柄，方便将内部零件如电池等拉出更换，提高产品安装拆卸的灵活度。

参照图5，述接收设备包括接收单元和与所述接收单元连接的处理单元，所述接收单元与所述处理单元分别与电源连接。

所述处理单元为电脑。

结合3和图4，图4中，箭头线表示信号传输。所述接收单元还包括UWB接收模块，所述前端信号发射器和所述后端信号发射器均内设有UWB信号发射机构，所述UWB发射机构与所述UWB接收模块连接构成UWB定位结构。本实施例中，接收单元除去采用GPRS/蓝牙/红外/wifi等通讯协议用来接收陀螺仪信号的信号接收模块外，还设置了采用超带宽定位的UWB接收模块，通过超带宽定位进一步提高精度。

如图3所示，所述UWB接收模块包括固定在手术台四个边角的立柱3，所述每个立柱上下两端均设有UWB信号接收器31，所述UWB信号接收器通过所述UWB接收模块连接到所述处理单元。

本实用新型在使用的时候，采用陀螺仪配合UWB共同定位的方式，目前高级手机如Ipone、mate9以及一些高级的运动检测手环、手表中采用的陀螺仪已经可以达到0.1毫米级别定位，而UWB超宽带定位在较小范围内定位也可以达到0.1毫米级，二者共同配合提升本产品的定位精度，使其达到手术模拟精度。本实用新型在使用的时候，用可重复利用的硅脂或凝胶构成手术素材，用本新型的手术刀对其进行手术练习。在练习过程中，前端陀螺仪和后端陀螺仪共同记录刀柄的前、后两端的运动轨迹，同时将信号传送到接收设备，接收设备的控制器则根据前、后端陀螺仪的数据分析计算出刀柄的运行姿态及运行轨迹，同时将这些轨迹与在先保存的素材进行匹配，分析出手术刀的运行轨迹，判断其是否存在操作失误。本专利为了进一步提高精度，还引入了超带宽定位方式，在手术台四角安装立柱，立柱上安装UWB接收器，在刀柄内安装UWB信号发射机构，通过UWB定位方式由设备计算刀柄的运行轨迹。UWB和陀螺仪二者共用，提高本产品的精度。

以上所述，为本实用新型的较佳实施案例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。