心臟介入手術(shù)過(guò)程復(fù)雜，操作難度高，手術(shù)狀況獲取需查看醫(yī)學(xué)影像，醫(yī)生會(huì)受到輻射影響。為了降低醫(yī)療器械操作培訓(xùn)成本與風(fēng)險(xiǎn)，本項(xiàng)目基于匯禾醫(yī)療K-Clip?器械設(shè)計(jì)了一套專用的手術(shù)模擬系統(tǒng)，以滿足心臟瓣膜手術(shù)的示教與培訓(xùn)需求。

該系統(tǒng)中，在模擬DSA、TEE圖像的引導(dǎo)下，使用者通過(guò)控制模擬器配套的硬件手柄，對(duì)在虛擬環(huán)境中的數(shù)字器械模型各自由度進(jìn)行控制，模擬手術(shù)操作，同時(shí)可通過(guò)連續(xù)體機(jī)器人姿態(tài)直觀觀察鞘管的狀態(tài)。

設(shè)計(jì)模擬器配套的操作手柄。其操作模式與匯禾公司K-Clip^TM經(jīng)導(dǎo)管三尖瓣成形系統(tǒng)保持相對(duì)一致，手柄應(yīng)能夠感知各自由度運(yùn)動(dòng)，將指令傳遞給軟件模擬器。

開(kāi)發(fā)手術(shù)模擬器軟件與圖像界面。手術(shù)模擬器能夠接收配套手柄輸入的指令，在軟件中完成手術(shù)過(guò)程中主要環(huán)節(jié)，并提供反饋。運(yùn)行過(guò)程在用戶界面實(shí)時(shí)顯示模擬手術(shù)過(guò)程的X光、超聲影像，并允許醫(yī)生調(diào)整操作模擬儀器的運(yùn)動(dòng)，切換不同視角。

因此設(shè)計(jì)連續(xù)體機(jī)器人與手術(shù)模擬器進(jìn)行協(xié)同仿真，以展示器械復(fù)雜實(shí)時(shí)形態(tài)。

完成虛擬手術(shù)環(huán)境的搭建與配套外部手柄、聯(lián)合仿真連續(xù)體機(jī)器人的開(kāi)發(fā)與初步功能實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)了手柄內(nèi)部硬件各個(gè)傳感信號(hào)進(jìn)行采集，并將信號(hào)發(fā)送給虛擬手術(shù)環(huán)境；在手術(shù)環(huán)境部分，使用手柄傳遞的信號(hào)控制虛擬手術(shù)環(huán)境中手術(shù)器械各自由度運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了器械與手術(shù)環(huán)境的交互設(shè)計(jì)；在顯像界面部分，基于CT數(shù)據(jù)生成人體X光圖像，基于心臟模型生成心臟超聲圖像，與手術(shù)環(huán)境中的器械模型疊加，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)術(shù)中影像顯示；在聯(lián)合仿真部分，將術(shù)中鞘管運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)信息發(fā)送給繩驅(qū)動(dòng)連續(xù)體機(jī)器人，控制連續(xù)體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，展現(xiàn)手術(shù)器械中的大小鞘管彎曲姿態(tài)。