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申请/专利权人：上海褚信医学科技有限公司

摘要：本发明公开了一种用于插管类手术模拟训练的装置，包括前端结构件、光电传感器、磁铁结构、霍尔传感器、姿态传感器、触摸结构件和气泵结构，光电传感器固定在所述前端结构件上，所述前端结构件上设有凹槽，所述磁铁结构通过插销的方式固定在所述前端结构件的凹槽内，所述霍尔传感器平行地固定在所述磁铁结构上，所述姿态传感器水平固定在所述前端结构件的底部，所述触摸结构件固定安装在所述前端结构件的尾部，所述气泵结构与所述触摸结构件相连，并在衔接处密封。本发明给消化学、护理学专业的模拟训练提供了智能化解决方案，可以实时检测自身的摆动角度，是否有置入软管，实时跟踪软管在模型内的位置深度，并在插管的过程提供实时力反馈。

主权项：1.一种用于插管类手术模拟训练的装置，其特征在于，包括前端结构件1、光电传感器2、磁铁结构3、霍尔传感器4、姿态传感器5、触摸结构件6和气泵结构，所述光电传感器2固定在所述前端结构件1上，所述前端结构件1上设有凹槽，所述磁铁结构3通过插销的方式固定在所述前端结构件1的凹槽内，所述霍尔传感器4平行地固定在所述磁铁结构3上，当进行插管类手术模拟训练时，插入所述模拟训练装置的导管移动带动磁铁结构（3）转动，从而使得霍尔传感器（4）检测到插入的导管的行程，所述姿态传感器5水平固定在所述前端结构件1的底部，所述触摸结构件6固定安装在所述前端结构件1的尾部，所述气泵结构与所述触摸结构件6相连，并在衔接处密封。

全文数据：一种用于插管类手术模拟训练的装置技术领域本发明涉及插管术模拟器技术领域，具体是一种用于插管类手术模拟训练的装置。背景技术插管类手术属于侵入式医学操作，患者很难忍受，需要操作人员快速和小心地进行。患者对插管类手术的难以忍受，而他她的由于病理状态而变弱的一些生命机能和常量心率和血液氧合的持续改变使得必须进行介入，因此，需要实施这个过程的操作人员初步和反复的训练。由于该训练难以在患者身上进行，因而有必要提供在解剖模型上进行该类训练的方案。以导尿术为例，在当前技术条件下，受训学员主要在仿真模型上进行训练，传统模型只能提供男女性生殖器的仿真结构，使用临床上真实的导尿管进行插管训练。缺陷在于使用传统的仿真模型人训练时，设备无法实时监测学员的消毒及插管的手法是否规范；无法检测插管过程中导尿管进入的深度；无法模拟在插入导尿管过程中受到的阻力；由于使用的是临床真实的导尿管进行操作，导尿管也无法反复使用，会造成资源浪费。发明内容本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于插管类手术模拟训练的装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于插管类手术模拟训练的装置，包括前端结构件、光电传感器、磁铁结构、霍尔传感器、姿态传感器、触摸结构件和气泵结构，所述光电传感器固定在所述前端结构件上，所述前端结构件上设有凹槽，所述磁铁结构通过插销的方式固定在所述前端结构件的凹槽内，所述霍尔传感器平行地固定在所述磁铁结构上，所述姿态传感器水平固定在所述前端结构件的底部，所述触摸结构件固定安装在所述前端结构件的尾部，所述气泵结构与所述触摸结构件相连，并在衔接处密封。对上述方案进一步，所述气泵结构包括气泵结构外壳、气泵结构导管和硅胶软管，将所述硅胶软管套在所述气泵结构导管上，再将所述气泵结构导管和所述硅胶软管整体放入所述气泵结构外壳内，所述硅胶软管与所述气泵结构外壳的衔接处密封。对上述方案进一步，所述光电传感器、霍尔传感器和姿态传感器通过信号线连接至控制板，将所述触摸结构件焊接屏蔽线连接至所述控制板。对上述方案进一步，所述控制板通过电源信号线与模型人主体设备连接。上述插管类手术模拟训练装置，同时包括模拟系统，所述模拟系统包含主控程序，所述控制板上烧写所述主控程序，所述主控程序被设计为考虑插管时所述硅胶软管的进出位置深度和实时的力反馈，且力反馈的时长、强度均可进行调节。上述插管类手术模拟训练装置的应用在于监测学员在模拟训练过程的操作手法；所述插管类手术是指导尿术、鼻饲术、气管插管或上下消化道置管术中的一种。应用上述装置模拟训练男性导尿术插管的方法，是通过模拟系统提供的如下信号实现：a触摸检测信号：当用户手触碰导尿模型的阴茎时，生物触摸信号通过屏蔽线传送至控制板，控制板将该生物触摸信号转换为电信号以判定导尿模型的阴茎是否被触摸；b器械检测信号：光电传感器工作时，能够检测是否有导尿管插入模型结构内，该信号被主控程序定义为器械检测信号；c导尿管进出量检测信号：在导尿管插入模型结构时，导尿管移动带动磁铁结构转动，从而使得霍尔传感器检测到导尿管的行程，控制板将该信号解析并上传给上位机，上位机通过导尿管进出量信号实时模拟软件模型的进出状态；d空间姿态信号：系统检测到人手部触摸阴茎模型时，姿态传感器实时解算阴茎部位的空间姿态，控制板将该信号解算并上传给上位机，上位机在模拟系统的软件里实时模拟阴茎模型的抬起角度；e气泵控制信号：软件接收导尿管的进出量信号后，通过判断导尿管的具体位置，控制气泵的进气量提供不同的阻力，从而模拟插管时的手感。本发明设计实现了用于插管类手术模拟训练的装置，能够检测硅胶软管的位置深度检测和提供实施力反馈。该装置能够实时检测在插管类手术训练中，受训学员的操作手法是否规范，置管时软管的进出位置深度，以及在置管过程中装置提供实时的力反馈，力反馈的时长、强度均可由系统软件进行调节。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：1.给消化学、护理学专业的模拟训练提供了智能化的解决方案，本装置可以实时检测自身的摆动角度，是否有置入软管，实时跟踪软管在模型内的位置深度，并在插管的过程提供实时力反馈。2.通过仿真的机械结构和模型外观，软硬件结合，可很好地为用户提供虚实相结合的训练环境。3.该设计可结合消化学、护理学模拟教学系统，给学员提供视觉和触觉上的真实感受，并记录训练过程的有效数据生成训练报告。对学员在训练过程的实操动作予以量化评估，供学员改进临床操作技巧，实现学员的自主高效实训，同时也对教学计划的制订提供数据支持。4.无耗材，提升资源的利用率。附图说明图1男性导尿结构整体外观图；图2本发明整体结构外观线条图；图3本发明整体结构半剖视图；图4本发明整体结构爆炸拆分图；图1-4标记含义如下：1-前端结构件，2-光电传感器，3-磁铁结构，4-霍尔传感器，5-姿态传感器，6-触摸结构件，7-气泵结构外壳，8-气泵结构导管，9-硅胶软管。具体实施方式在本发明的描述中，有必要理解的是，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，目标仅为便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指部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。下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。一种用于插管类手术模拟训练的装置，如图1-4所示，包括前端结构件1、光电传感器2、磁铁结构3、霍尔传感器4、姿态传感器5、触摸结构件6和气泵结构，所述光电传感器2固定在所述前端结构件1上，所述前端结构件1上设有凹槽，所述磁铁结构3通过插销的方式固定在所述前端结构件1的凹槽内，所述霍尔传感器4平行地固定在所述磁铁结构3上，所述姿态传感器5通过胶水水平固定在所述前端结构件1的底部，所述触摸结构件6用胶水固定安装在所述前端结构件1的尾部，所述气泵结构与触摸结构件6相连，并在衔接处用胶水密封。所述气泵结构包括气泵结构外壳7、气泵结构导管8和硅胶软管9，将所述硅胶软管9套在所述气泵结构导管8上，再将所述气泵结构导管8和所述硅胶软管9整体放入所述气泵结构外壳7内，所述硅胶软管9与所述气泵结构外壳7的衔接处用胶水密封。所述光电传感器2、霍尔传感器4和姿态传感器5通过信号线连接至控制板，将所述触摸结构件6焊接屏蔽线连接至所述控制板。将上述各部件安装完成后的整体结构置于男性导尿橡胶模型内。所述控制板通过电源信号线与模型人主体设备连接。上述插管类手术模拟训练装置，同时包括模拟系统，所述模拟系统包含主控程序，所述控制板上烧写所述主控程序，所述主控程序被设计为考虑插管时所述硅胶软管9的进出位置深度和实时的力反馈，并且力反馈的时长、强度均可进行调节。用户通过软硬件相结合，完成模拟手术的完整操作流程。以男性导尿术为例，用户通过软件模拟完成手术的前序步骤后，扶起阴茎插入导尿管，此时系统可以检测用户是否触摸到了阴茎、阴茎抬起的角度，在插管过程中，系统可以检测导尿管进入的深度并在不同位置提供不同的阻力，从而模拟插管的手感。应用上述装置模拟训练男性导尿术插管的方法，具体是通过模拟系统提供的如下信号实现：a触摸检测信号：当用户手触碰导尿模型的阴茎时，生物触摸信号通过屏蔽线传送至控制板，控制板将该生物触摸信号转换为电信号以判定导尿模型的阴茎是否被触摸；b器械检测信号：光电传感器2工作时，能够检测是否有导尿管插入模型结构内，该信号被主控程序定义为器械检测信号；c导尿管进出量检测信号：在导尿管插入模型结构时，导尿管移动带动磁铁结构3转动，从而使得霍尔传感器4检测到导尿管的行程，控制板将该信号解析并上传给上位机，上位机通过导尿管进出量信号实时模拟软件中模型的进出状态；d空间姿态信号：系统检测到人手部触摸阴茎模型时，姿态传感器5实时解算阴茎部位的空间姿态，控制板将该信号解算并上传给上位机，上位机在模拟系统的软件里实时模拟阴茎模型的抬起角度；e气泵控制信号：软件接收导尿管的进出量信号后，通过判断导尿管的具体位置，控制气泵的进气量提供不同的阻力，从而模拟插管时的手感。上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

权利要求：1.一种用于插管类手术模拟训练的装置，其特征在于，包括前端结构件1、光电传感器2、磁铁结构3、霍尔传感器4、姿态传感器5、触摸结构件6和气泵结构，所述光电传感器2固定在所述前端结构件1上，所述前端结构件1上设有凹槽，所述磁铁结构3通过插销的方式固定在所述前端结构件1的凹槽内，所述霍尔传感器4平行地固定在所述磁铁结构3上，所述姿态传感器5水平固定在所述前端结构件1的底部，所述触摸结构件6固定安装在所述前端结构件1的尾部，所述气泵结构与所述触摸结构件6相连，并在衔接处密封。2.根据权利要求1所述的一种用于插管类手术模拟训练的装置，其特征在于，所述气泵结构包括气泵结构外壳7、气泵结构导管8和硅胶软管9，将所述硅胶软管9套在所述气泵结构导管8上，再将所述气泵结构导管8和所述硅胶软管9整体放入所述气泵结构外壳7内，所述硅胶软管9与所述气泵结构外壳7的衔接处密封。3.根据权利要求2所述的一种用于插管类手术模拟训练的装置，其特征在于，所述光电传感器2、霍尔传感器4和姿态传感器5通过信号线连接至控制板，将所述触摸结构件6焊接屏蔽线连接至所述控制板。4.根据权利要求3所述的一种用于插管类手术模拟训练的装置，其特征在于，所述控制板通过电源信号线与模型人主体设备连接。5.根据权利要求4所述的一种用于插管类手术模拟训练的装置，其特征在于，包括模拟系统，所述模拟系统包含主控程序，所述控制板上烧写所述主控程序，所述主控程序被设计为考虑插管时所述硅胶软管9的进出位置深度和实时的力反馈，并且力反馈的时长、强度均可进行调节。6.权利要求1～5任意的一项所述装置在插管类手术模拟训练过程中的应用，其特征在于：用于监测学员在模拟训练过程中的操作手法。7.如权利要求6所述装置在插管类手术模拟训练过程中的应用，其特征在于，所述插管类手术是指导尿术、鼻饲术、气管插管或上下消化道置管术中的一种。8.一种应用权利要求5所述的装置模拟训练男性导尿术插管的方法，其特征在于，通过模拟系统提供的如下信号实现：a触摸检测信号：当用户手触碰导尿模型的阴茎时，生物触摸信号通过屏蔽线传送至控制板，控制板将该生物触摸信号转换为电信号以判定导尿模型的阴茎是否被触摸；b器械检测信号：光电传感器2工作时，能够检测是否有导尿管插入模型结构内，该信号被主控程序定义为器械检测信号；c导尿管进出量检测信号：在导尿管插入模型结构时，导尿管移动带动磁铁结构3转动，从而使得霍尔传感器4检测到导尿管的行程，控制板将该信号解析并上传给上位机，上位机通过导尿管进出量信号实时模拟软件中模型的进出状态；d空间姿态信号：系统检测到人手部触摸阴茎模型时，姿态传感器5实时解算阴茎部位的空间姿态，控制板将该信号解算并上传给上位机，上位机在模拟系统的软件里实时模拟阴茎模型的抬起角度；e气泵控制信号：软件接收导尿管的进出量信号后，通过判断导尿管的具体位置，控制气泵的进气量提供不同的阻力，从而模拟插管时的手感。

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