多工具医学模拟系统和方法技术方案

一种医学模拟系统和方法，包括：壳套装置，所述壳套装置具有至少一个开口并且包括至少三个可选择的工作站，其中至少一个工作站包括选路器；至少一个操作工具，所述至少一个操作工具包括能够从所述操作工具弹出的至少两个被压紧工具；以及至少一个传感器，其中所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具被配置为插入到所述至少一个开口中并且通过至少一个工作站；其中所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具被配置为经过所述选路器并且通过所述选路器分路；并且其中作为模拟医学程序的部分，控制器被配置为从所述至少一个传感器接收数据并生成表示所述工具在所述壳套装置内的姿态的输出。所述壳套装置内的姿态的输出。所述壳套装置内的姿态的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多工具医学模拟系统和方法


[0001]本专利技术涉及医学模拟系统的领域，更明确地说，涉及被配置为提供触觉反馈的多工具医学模拟系统。

技术介绍

[0002]多种医学程序，诸如血管内程序，甚至对最有经验的医生都可能会提出挑战。为了进行血管内程序，医生可能会插入并操纵若干操作工具。血管内程序，诸如用于去除血管中的病变的球囊血管成形术、动脉内/静脉内手术修补、电生理标测或结构心脏修补，需要将导丝、导管和鞘插入到患者的动脉或静脉系统中，直到到达操作点(即，病变点或其他修补区域)为止。在患者的血管系统内导航期间，可使用各种成像手段来向医生提供关于工具在患者器官内的进程的信息。此类成像可通过医生向血管系统中注射造影液来获得以允许在显示器(例如，在连续X射线辐射下的荧光显示器)上对所插入工具的姿态(即，定位、取向、操作状态等)进行视觉检查。操作工具可包括若干部件，例如，在导管内部同轴定位的导丝，所述导管又在鞘内部同轴地定位。
[0003]医学程序，诸如球囊血管成形术，可能涉及在血管系统内操纵操作工具的同时远程地控制所述操作工具。此类操纵可由熟练且协调的手部移动来进行，其中通过在显示器上显示的图像来监测所述操纵。熟练且协调的手部移动自身与在视频监视器上接收到的远程控制的操作工具的视图在空间上是不相关的。该部分表示可能会提出一些挑战。例如，在平面视频显示器上缺少深度感知，因此，通过所述空间任意链接来学习控制工具不是个容易的任务。在复杂程序期间犯错可能是危险的，因此，需要高的技能水平，并且这些专家的现实训练是必要的任务。训练可包括例如训练者或指导者可引导受训者在可能患上心脏病的患者或心脏病发作的患者的动脉网络内部操纵操作工具。
[0004]图像引导的程序，诸如血管导管插入术、血管成形术和支架置入，特别适合于模拟，因为此类程序的实际操作通常使医生在操纵操作工具以及在视频监视器上观看他的动作时远离手术部位。已开发出用于在血管成形术中训练医生的若干系统。例如，美国专利10,176,727或美国申请13/952,681公开了一种可折叠的医学模拟系统，所述可折叠的医学模拟系统包括可折叠的基部，所述可折叠的基部具有包括站单元的至少两个部分，而操作工具以及其同轴工具被配置为插入到所述站单元中。每个可折叠的基部部分被配置为收纳操作工具，所述操作工具包括与其一起被储存的高达两个同轴工具。每个站单元包括力反馈机构，所述力反馈机构包括杆，所述杆根据预定的模拟参数并且根据工具测量和特性对操作工具以及其中的任何同轴工具施加交替的力。
[0005]需要提供一种先进的医学模拟系统，所述先进的医学模拟系统使得能够同时使用大量工具，并且提供更现实、敏锐和准确的反馈机制，以便提高对医学程序的准确模拟。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种医学模拟系统，所述医学模拟系统解决了向医务人员提供即时、
高准确性训练的需要，所述即时、高准确性训练提供视觉与触觉反馈以便真实地模拟医学程序。
[0007]本专利技术使得能够选择使用对多个真实生活的工具的手动、物理操纵来处理各种模拟的医学场景，因此重建有效的训练经验，从而让医生为治疗具有真实医学状况的患者做好准备。
[0008]本专利技术还通过使用触觉力反馈机构来实现，所述触觉力反馈机构被配置为提供对所操纵工具施加的交替阻力水平，因此提供成功治疗医学状况必需的重要反馈。
[0009]本专利技术提出一种有效且可靠的模拟系统，所述系统实现各种训练场景，因此提高医务人员的专业化和专业技能，同时降低在真实生活的医学程序期间发生的医疗过错的风险。
[0010]结合系统、装置和方法来描述和说明以下实施方案及其方面，所述系统、装置和方法意欲是示例性和说明性的，并未限制范畴。在各种实施方案中，已减少或消除上述问题中的一者或多者，而其他实施方案涉及其他优点或改进。
[0011]根据一个方面，提供一种医学模拟系统，所述医学模拟系统包括：壳套装置，所述壳套装置具有至少一个开口并且包括至少三个工作站，其中至少一个工作站包括选路器；至少一个操作工具，所述至少一个操作工具包括能够从所述操作工具弹出的至少两个被压紧工具；以及至少一个传感器。
[0012]根据一些实施方案，所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具被配置为插入到所述至少一个开口中并且通过至少一个工作站。
[0013]根据一些实施方案，所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具被配置为经过所述选路器并且通过所述选路器分路。
[0014]根据一些实施方案，控制器被配置为从所述至少一个传感器接收数据并生成表示所述工具在所述壳套装置内的姿态的输出。
[0015]根据一些实施方案，所述壳套装置包括传感器，所述传感器被配置为追踪所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具的所述姿态。
[0016]根据一些实施方案，所述操作工具被配置为插入到所述选路器中并且在所述至少两个被压紧工具中的至少一个弹出工具继续可移动并且可朝向所要路线导航时停下。
[0017]根据一些实施方案，所述选路器包括旋转臂，所述旋转臂用于使所述操作工具或至少一个弹出的被压紧工具分路。
[0018]根据一些实施方案，所述选路器包括电机，所述电机用于使所述操作工具或至少一个弹出的被压紧工具分路。
[0019]根据一些实施方案，至少一个工作站被配置为包括至少两个站单元，每个站单元能够容纳至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具。
[0020]根据一些实施方案，所述选路器被配置为使所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具分路到至少一个站单元中。
[0021]根据一个方面，提供一种站单元，所述站单元包括：导管，所述导管可以是弹性管并且能够容纳至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具；以及触觉力反馈机构，所述触觉力反馈机构被配置为对所述导管施加力。
[0022]根据一些实施方案，所述触觉力反馈机构被配置为对所述导管施加交替水平的压
力并且因此对容纳所述导管的所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具施加交替水平的压力。
[0023]根据一些实施方案，所述交替水平的力中的至少一者是通过至少一个寻的传感器来测量，并且测量结果由所述控制器使用来调整所述交替水平的力以便模拟医学程序。
[0024]根据一些实施方案，由所述触觉力反馈机构施加的垂直力转变为对所述导管的纵向压力，从而影响容纳所述导管的所述至少一个操作工具或所述至少一个弹出的被压紧工具的移动。
[0025]根据一些实施方案，直径识别传感器被配置为识别容纳所述站单元的所述操作工具或所述弹出的被压紧工具的直径，所述直径识别传感器可以是光学传感器。
[0026]根据一些实施方案，追踪传感器被配置为检测关于所述至少一个操作工具或所述弹出的被压紧工具在所述站单元内部的姿态的信息，所述追踪传感器可以是光学导航传感器并且可以通过自校准过程来校准。
[0027]根据一些实施方案，所述触觉力反馈机构包括通过交替水平的垂直力对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医学模拟系统，所述医学模拟系统包括：(i)壳套装置，所述壳套装置具有至少一个开口并且包括至少三个工作站，其中至少一个工作站包括选路器；(ii)至少一个操作工具，所述至少一个操作工具包括能够从所述操作工具弹出的至少两个被压紧工具；以及(iii)至少一个传感器，其中所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具被配置为插入到所述至少一个开口中并且通过至少一个工作站；其中所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具被配置为经过所述选路器并且通过所述选路器分路；并且其中控制器被配置为从所述至少一个传感器接收数据并生成表示所述工具在所述壳套装置内的姿态的输出。2.如权利要求1所述的系统，其中所述壳套装置包括传感器，所述传感器被配置为追踪所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具的所述姿态。3.如权利要求1所述的系统，其中所述操作工具被配置为插入到所述选路器中并且在所述至少两个被压紧工具中的至少一个弹出的工具继续能够朝向所要路线移动和导航时停下。4.如权利要求1或3中任一项所述的系统，其中所述选路器包括旋转臂，所述旋转臂用于使所述操作工具或至少一个弹出的被压紧工具分路。5.如权利要求1或3中任一项所述的系统，其中所述选路器包括电机，所述电机用于使所述操作工具或至少一个弹出的被压紧工具分路。6.如权利要求1所述的系统，其中至少一个工作站被配置为包括至少两个站单元，每个站单元能够容纳至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具。7.如权利要求1所述的系统，其中所述选路器被配置为使所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具分路到至少一个站单元中。8.如权利要求6所述的站单元，所述站单元包括：(i)导管，所述导管能够容纳至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具；以及(ii)触觉力反馈机构，所述触觉力反馈机构被配置为对所述导管施加力，其中所述触觉力反馈机构被配置为对所述导管施加交替水平的压力并且因此对容纳所述导管的所述至少一个操作工具或至少一个弹出的被压紧工具施加交替水平的压力；其中所述交替水平的力是由至少一个传感器测量；并且其中所述测量结果由所述控制器使用来调整所述交替水平的力以便模拟医学程序。9.如权利要求8所述的站单元，其中由所述触觉力反馈机构施加的垂直力转变为对所述导管的纵向压力，所述纵向压力影响容纳所述导管的所述至少一个操作工具或所述至少一个弹出的被压紧工具的移动。10.如权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：西姆博尼克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：