一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置

本发明涉及眼科手术模拟训练，尤其涉及一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置。

背景技术：

1、虚拟现实技术，又称虚拟实境或灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术，其基本实现方式是以计算机技术为主，利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果，借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

2、虚拟现实技术的应用范围很广，其中包括在医疗领域的应用，大多用于模拟疾病以及对医生进行训练。而一般的虚拟现实技术的手术模拟装置的手柄大多为单一的圆柱状，并通过该手柄直接模拟多个手术器械使用，由此，当使用模拟装置进行手术模拟训练时，器械操作方面则较为单一，仅通过握把的方式来进行手术操作，导致模拟训练的真实度不够。

技术实现思路

1、本发明公开一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，旨在解决当使用模拟装置进行手术模拟训练时，器械操作方面则较为单一，仅通过握把的方式来进行手术操作，导致模拟训练的真实度不够的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，包括操作台和头戴式显示器，所述操作台上同时连接有支撑机构和虚拟器械模拟机构，且支撑机构上设置有模拟感应机构；

4、虚拟器械模拟机构包括第一刀柄和第二刀柄，且第一刀柄和第二刀柄相互铰接，第一刀柄的一端连接有第一刀头，且第二刀柄的相同一端连接有第二刀头，第一刀头和第二刀头相互卡接，且第一刀头和第二刀头的中心位置分别设置有第一vr定位器，第二刀头的底端外壁同时固定连接有勾头和电动伸缩杆，且电动伸缩杆的输出端连接有第二vr定位器；

5、第一刀柄和第二刀柄的相对一侧内壁分别设置有电磁铁，且第一刀柄和第二刀柄的相向一侧内壁分别连接有梯形支撑壳体，两个梯形支撑壳体的相对一侧内壁分别安装有第一电动滑槽，每个第一电动滑槽内活动连接有第一电动滑块，两个第一电动滑块的相对一侧外壁分别连接有斜面支撑板，两个斜面支撑板之间同时连接有多节伸缩管，且多节伸缩管的外部套接有弹簧，弹簧的一端固定连接在其中一个斜面支撑板的一侧外壁。

6、通过设置有虚拟器械模拟机构，通过虚拟器械模拟机构来模拟操作器械，当两个电磁铁通电并紧密吸附时，第一刀柄和第二刀柄呈合并状态，结合勾头使用，则可模拟眼科手术中使用的钩的器械，此时切换第二vr定位器进行定位，当电磁铁断电，使第一刀柄和第二刀柄可随意开合时，可模拟剪类器械，同时通过第一vr定位器定位，若在此时使第一电动滑块沿着第一电动滑槽移动，带动多节伸缩管回缩，同步使弹簧压缩，通过弹簧提供的阻力，即可模拟镊类器械，在此结构下，可通过同一结构模拟不同操作类器械使用，具有一定的形变多样性，进一步优化模拟真实度。

7、在一个优选的方案中，所述操作台的一侧连接有显示屏，操作台的另一侧连接有控制台，控制台上设置有摇杆，且摇杆用于控制支撑机构，所述支撑机构包括第二电动滑槽，且第二电动滑槽固定在操作台上，第二电动滑槽内活动连接有第二电动滑块，所述第二电动滑块的一侧固定连接有底座，且底座的顶端活动连接有转盘，转盘的顶端中心位置通过撑杆固定连接有支板，模拟感应机构安装在支板上。

8、通过设置有支撑机构，支撑机构中，可直接通过摇杆控制物理移动带动训练模型的定位移动，从而适应性改变头戴式显示器和显示屏所显示的影像，方便模拟过程中对不同位置的虚拟影像进行观察。

9、在一个优选的方案中，所述模拟感应机构包括定位球体，且定位球体外活动套接有眼皮模拟套，眼皮模拟套上设置有模拟睫毛，所述定位球体的底端通过铰接座连接有支座，且支座固定在支板的顶端，铰接座的一侧外壁通过支轴固定连接有大齿轮，所述大齿轮的外壁活动啮合有小齿轮，小齿轮的一侧外壁固定连接有步进电机，大齿轮和小齿轮的一侧同时连接有轴承座，所述支板的顶端固定连接有支撑台，且轴承座固定在支撑台的底端，支板的顶端连接有硅胶罩，且硅胶罩覆盖在支撑台和眼皮模拟套外。

10、通过设置有模拟感应机构，模拟感应机构中，通过定位球体、眼皮模拟套和模拟睫毛的设置可模拟眼球状态，提高训练真实性，同时，通过带动定位球体在眼皮模拟套内移动，定位球体移动可模拟手术过程中眼球移动以及震颤场景，从而可完成用户特殊情况下的反应程度训练。

11、由上可知，一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，包括操作台和头戴式显示器，所述操作台上同时连接有支撑机构和虚拟器械模拟机构，且支撑机构上设置有模拟感应机构；虚拟器械模拟机构包括第一刀柄和第二刀柄，且第一刀柄和第二刀柄相互铰接，第一刀柄的一端连接有第一刀头，且第二刀柄的相同一端连接有第二刀头，第一刀头和第二刀头相互卡接，且第一刀头和第二刀头的中心位置分别设置有第一vr定位器，第二刀头的底端外壁同时固定连接有勾头和电动伸缩杆，且电动伸缩杆的输出端连接有第二vr定位器；第一刀柄和第二刀柄的相对一侧内壁分别设置有电磁铁，且第一刀柄和第二刀柄的相向一侧内壁分别连接有梯形支撑壳体，两个梯形支撑壳体的相对一侧内壁分别安装有第一电动滑槽，每个第一电动滑槽内活动连接有第一电动滑块，两个第一电动滑块的相对一侧外壁分别连接有斜面支撑板，两个斜面支撑板之间同时连接有多节伸缩管，且多节伸缩管的外部套接有弹簧，弹簧的一端固定连接在其中一个斜面支撑板的一侧外壁。本发明提供的结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置具有一定的形变多样性，进一步优化模拟真实度的技术效果。

技术特征：

1.一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，包括操作台(2)和头戴式显示器(1)，其特征在于，所述操作台(2)上同时连接有支撑机构(4)和虚拟器械模拟机构(3)，且支撑机构(4)上设置有模拟感应机构(5)；

2.根据权利要求1所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述操作台(2)的一侧连接有显示屏(6)，操作台(2)的另一侧连接有控制台(7)，控制台(7)上设置有摇杆(8)，且摇杆(8)用于控制支撑机构(4)。

3.根据权利要求2所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述支撑机构(4)包括第二电动滑槽(401)，且第二电动滑槽(401)固定在操作台(2)上，第二电动滑槽(401)内活动连接有第二电动滑块(402)。

4.根据权利要求3所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述第二电动滑块(402)的一侧固定连接有底座(406)，且底座(406)的顶端活动连接有转盘(405)，转盘(405)的顶端中心位置通过撑杆(404)固定连接有支板(403)，模拟感应机构(5)安装在支板(403)上。

5.根据权利要求4所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述模拟感应机构(5)包括定位球体(501)，且定位球体(501)外活动套接有眼皮模拟套(502)，眼皮模拟套(502)上设置有模拟睫毛(512)。

6.根据权利要求5所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述定位球体(501)的底端通过铰接座(503)连接有支座(504)，且支座(504)固定在支板(403)的顶端，铰接座(503)的一侧外壁通过支轴(511)固定连接有大齿轮(510)。

7.根据权利要求6所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述大齿轮(510)的外壁活动啮合有小齿轮(509)，小齿轮(509)的一侧外壁固定连接有步进电机(507)，大齿轮(510)和小齿轮(509)的一侧同时连接有轴承座(508)。

8.根据权利要求7所述的一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置，其特征在于，所述支板(403)的顶端固定连接有支撑台(505)，且轴承座(508)固定在支撑台(505)的底端，支板(403)的顶端连接有硅胶罩(506)，且硅胶罩(506)覆盖在支撑台(505)和眼皮模拟套(502)外。

技术总结本发明公开了一种结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置包括操作台和头戴式显示器，所述操作台上同时连接有支撑机构和虚拟器械模拟机构，且支撑机构上设置有模拟感应机构；虚拟器械模拟机构包括第一刀柄和第二刀柄，且第一刀柄和第二刀柄相互铰接，第一刀柄的一端连接有第一刀头，且第二刀柄的相同一端连接有第二刀头，第一刀头和第二刀头相互卡接，且第一刀头和第二刀头的中心位置分别设置有第一VR定位器，第二刀头的底端外壁同时固定连接有勾头和电动伸缩杆，且电动伸缩杆的输出端连接有第二VR定位器；本发明公开的结合虚拟现实技术的眼科手术模拟训练装置具有一定的形变多样性，可模拟多种器械形态，进一步优化模拟真实度的效果。技术研发人员：黄熙,陈莹莹,傅燕艳受保护的技术使用者：四川大学华西医院技术研发日：技术公布日：2024/5/12