技术论文
外科模拟器
发表于03/23/2018
赋予实际表演手术感的手术模拟器提供了明显的培训效益。这是一家公司如何帮助临床医生完善这种做法。
浸入医疗(Gaithersburg,MD)设计和制造手术模拟器。与飞行员的飞行模拟器类似的想法类似,手术模拟器允许医学学生练习整个外科手术而不妨碍患者的威胁。也发现模拟器培训,因为程序和教练节省了培训成本,减少了误差,导致了更少的并发症,并促进了更快的时间来实现能力和减少设备损坏。
该公司在其仿真线路中提供的最新产品是LaparoscopyVR™(LAPVR)虚拟现实手术模拟器。LaparoscopyVR手术模拟器为虚拟现实培训提供了对腹腔镜内窥镜外科医生的腹腔镜内窥镜外科医生辅导的腹腔镜外科内窥镜外科医生的基本面。系统的硬件和软件界面模拟了腹腔镜手术,并以腹腔镜程序所需的基本技能提供虚拟现实培训。模拟器包装为具有所选软件模块和高度可调节推车,监控,脚踏板,相机和工具的完整系统。
LAPVR手术模拟器的录制性能指标允许医疗机构评估个人和团队的表现。该模拟器支持三个完全仪表用的工具 - 两个具有可互换模拟工具提示的套管和具有0,30和45度镜头的内窥镜摄像头和高速光学跟踪技术,以准确监测工具运动。
沉浸地完成整个设计并从地下建造,只在必要时从其他供应商购买组件。基础腹腔镜手术模拟器包括一个基本技能模块,具有十五种技能练习,腹腔镜胆囊切除术(Lapchole)模块,具有十八个案例和提供个性化教学设计和跟踪的管理模块。基本技能模块包括开发相机导航,切割,剪裁,粘合和手工传递技巧的独特练习。Lapchole模块提供了模拟环境,用于去除胆囊,是美国最常见的腹腔镜手术类型之一
使用触觉或强制反馈,达拉帕索多维系统现实地模仿在进行腹腔镜手术时会遇到的力的感觉。这意味着在执行模拟的同时反馈必须尽可能接近现实。沉浸式呼叫这个“参与触摸感”。触觉反馈需要产生具有非常特定的特征所需电机的这种感觉。
在研究市场上可用的各种产品之后,沉浸选择由Maxon精密电机(Fall River,MA)设计和制造的电机。“我们以独特的方式使用电机,而不是使用大部分标准电机的使用方式,”沉浸式经营开发总监Rob Cohen说。大多数直流电动机通过预期产生所需的力,扭矩和旋转载荷所需的力,旋转工具或提供线性致动所需的传动装置,以高速运行。根据Rob,“我们的申请是不同的。我们几乎总是在停滞不前的情况下运行电机。电机没有移动,这是我们需要它产生扭矩的时候。“
此外,该公司没有使用高速比传输的奢侈,因为此类设备也必须重新驱动。这意味着在模拟中的适当时间,用户必须能够移动代理手术器械而不会感到任何阻力或电机齿槽。Maxon的直流电机已知为他们在没有齿槽和低背景摩擦的情况下运行的能力。
Maxon的具有稀土磁铁的MAXON DC电机的其他功能包括菱形移动线圈设计,可提供长寿命,电噪声低,快速加速和高效率。它是无钢转子,允许电机零齿槽和简单的控制。
Maxon Motors也是“扭矩密集”,这意味着对于给定的尺寸电动机和功率,部件产生大量扭矩。这允许MaxON线中的较小电机产生给定的输出,全部采用平滑,非捕获设计。另一个好处,非技术性本质上,使用Maxon组件是公司“......总是按时发出和经常发布,我们从未出现过盒子失败,”Rob说。
LAPAROSCOPYVR虚拟现实模拟器为用户提供了12个自由度,其中十分之一,其中包含在其中的MAXON MOTORS中。大多数电机以零速度和失速扭矩(或最大连续扭矩)操作。
根据Rob,设计的棘手部分是热管理。“使用的电机之一位于塑料手柄内。电机经常越来越靠近其热限。“由于沉浸式医疗在其产生最热量的情况下使用电机,所以在软件中实现了许多热管理方法,以确保电机保持在其操作包围内。
一种改进的一个区域,即浸没医学的吸引力是扭矩密度。也就是说,在较小的包装中有一个电动机,其缺少较少的电流并产生更多的扭矩。至于文件,Rob表示,对于在机电设计技巧中训练的人,Maxon的印刷材料是“......相当不错且易于使用。”