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外科手術(shù)模擬器

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最后更新：2017-09-19
關(guān) 注度：6379
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產(chǎn)品詳細(xì)介紹隨著計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和小型電傳動(dòng)力反饋設(shè)備的迅速發(fā)展，以及社會(huì)對(duì)于大量高素質(zhì)臨床醫(yī)護(hù)人員的迫切需求，徐州碩博電子科技有限公司在多年虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制了一系列帶有精確力覺視覺體驗(yàn)的醫(yī)學(xué)仿真模擬器。BH-D式手術(shù)模擬器采用雙手六自由度電傳動(dòng)精密力觸覺設(shè)備和實(shí)時(shí)三維圖形繪制方法，通過多項(xiàng)臨床手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，配合大量的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能快速地為醫(yī)護(hù)人員尤其是實(shí)習(xí)醫(yī)護(hù)人員提供一套安全、逼真、多樣性、低成本的學(xué)習(xí)和操作軟硬件環(huán)境，可鍛煉受訓(xùn)人員心理素質(zhì)和手眼協(xié)調(diào)性，強(qiáng)化操作規(guī)范和特情處理能力。
性能評(píng)價(jià)是一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)模擬器走向?qū)嶋H應(yīng)用需要研究的問題。我公司研制了基于力反饋的牙周操作模擬系統(tǒng)，可模擬典型牙周病診斷和治療，例如牙周袋探診、牙石探查和去除等操作�；贕HOST SDK力覺開發(fā)包進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了手術(shù)器械與牙齒/牙齦/牙石等多種組織的實(shí)時(shí)交互，給操作者提供了較逼真的力覺感受。為了綜合評(píng)價(jià)該系統(tǒng)的性能，設(shè)計(jì)了定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過對(duì)比醫(yī)學(xué)院醫(yī)生和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合結(jié)構(gòu)效度（Construct validity）的評(píng)價(jià)思想對(duì)系統(tǒng)的可用性進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。通過評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)明確了牙周操作手術(shù)模擬器中力覺反饋技術(shù)進(jìn)一步研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。
系統(tǒng)功能需求：
牙周組織由牙齦、牙周膜、牙槽骨和牙骨質(zhì)組成。牙周袋是齦溝（游離齦與牙面之間形成的間隙）的病理性加深，其平均深度為1.8mm，正常探診不超過3mm。牙周袋的產(chǎn)生是牙周炎最重要的病理改變之一，正常牙齒和患牙周病的牙齒對(duì)比。牙周袋深度反映了牙周病的嚴(yán)重程度。輕度牙周炎的牙周袋深度一般小于4mm，中度牙周炎的牙周袋深度小于6mm，重度牙周炎的牙周袋深度則大于6mm。通過牙周袋深度探查，醫(yī)生可以斷定病人是否患有牙周炎及其嚴(yán)重程度。
牙菌斑是牙周病的始動(dòng)因子。牙石是一種沉積于牙面或修復(fù)體表面的礦化或正在礦化的菌斑及軟垢，由唾液或齦溝液中的鈣鹽等無機(jī)鹽逐漸沉積而成，形成后不易除去)，必須使用專用器械刮除。牙石根據(jù)其沉積的部位，以齦緣為界，可分為齦上牙石和齦下牙石。齦上牙石直視可見，而齦下牙石的形態(tài)、大小和分布需要醫(yī)生通過探查觸覺做出正確判斷，并完成刮除手術(shù)。
根據(jù)牙周科病理學(xué)，牙周病的診斷及治療的步驟包括：1. 牙周探針探診牙周袋深度，以確定患者是否患有牙周炎；2. 尖探針探查牙石的大小、形態(tài)和分布；3. 通過潔治和/或刮治去除牙石。
醫(yī)生使用專用牙周探針探查牙周袋深度，檢查每個(gè)牙齒其牙周破壞程度，并常規(guī)記錄6個(gè)位點(diǎn)的探診深度。牙周探診時(shí)，器械平行于牙齒長軸并緊貼根面進(jìn)入到牙周袋底部，讀出并記錄每個(gè)部位的探診深度數(shù)值；牙周探診時(shí)醫(yī)生的探查力量需要控制在20－25g。
牙石檢查時(shí)，正常的牙齒表面光滑平整，若牙齒表面較粗糙，則可能存在牙石。牙石的大小、形態(tài)和分布不定，各個(gè)位置都可能有牙石沉積，醫(yī)生需要通過尖探針探查牙石。
去除齦上牙石的工具為專用潔治器，去除齦下牙石的工具為專用刮治器。牙石整塊刮除會(huì)感到突然的力釋放，當(dāng)工作刃的位置和方向不合適時(shí)，工具會(huì)從牙齒表面滑脫。操作中可以控制訓(xùn)練齦下刮治時(shí)器械工作面與牙面的角度范圍為70－90°（80°為宜）。同時(shí)保證刮治器工作部位位于工作端尖端的1－2mm，以避免損傷軟組織。
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：
參照真實(shí)牙周操作手術(shù)操作流程，力覺反饋模擬系統(tǒng)的總體功能包括：
•模型方面：建立模擬牙周病變的全口腔模型，其中牙齦的色、形、質(zhì)需要與病變程度相對(duì)應(yīng)。在不同位置預(yù)設(shè)不同形狀、大小牙石，牙石為黃褐、黑色等多種顏色；牙齦、牙石、牙齒需設(shè)置不同物理屬性，并提供尖探針、牙周探針和各種潔治器和刮治器。
•牙周袋深度探診模擬：牙周袋深度探診過程中，工具從開始進(jìn)入牙周袋到抵達(dá)袋底的過程中，阻力應(yīng)該逐漸增大，直到達(dá)到25克左右，系統(tǒng)需實(shí)時(shí)記錄診斷過程中力的大��；設(shè)定醫(yī)生的探診力量閾值（20－25g）作為探查標(biāo)準(zhǔn)，如果醫(yī)生探診力度超出閾值則給與給予聲音警告以及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作。
•牙石去除：塊狀牙石應(yīng)該整塊刮除，器械工作面與牙面的角度需控制在70－90°，當(dāng)角度不符合限定值則應(yīng)給予提示限制操作；牙石去除時(shí)的力量應(yīng)大于某一閾值才能完成去除動(dòng)作；去除齦下牙石應(yīng)能模擬臨床根面平整的操作手感和效果。
•附加需求：需要提供出血效果模擬；牙齦軟組織應(yīng)能夠產(chǎn)生變形；牙周科后續(xù)手術(shù)主要有切開牙齦軟組織，去除病變?nèi)庋拷M織、牙槽骨成形、縫合等。
功能特點(diǎn)：
•口腔檢查
檢查口腔內(nèi)的軟硬組織，如牙齒、牙齦等，查看其健康狀況。
•雙手操作
左手持口鏡牽拉軟組織，充分暴露操作區(qū)域，右手持尖探針查牙結(jié)石的部分和大小。
•牙周健康情況檢查
用牙周探針檢查牙周袋深度，判斷其健康情況。
•牙周齦上潔治和齦下刮治
結(jié)石去除，用合適的工具將附著于牙齦下的牙結(jié)石去除，使牙周恢復(fù)健康。
•齲齒檢查
用口腔探針檢查牙齒齲壞的范圍、組織軟硬程度、深度等情況。
•牙體缺損充填修復(fù)
將齲壞的牙體組織去除干凈，預(yù)備成一定的洞型以進(jìn)行充填修復(fù)。
•全冠牙體預(yù)備
將牙體表面均勻去除一層牙體組織，用全冠將其恢復(fù)。
•視觸覺融合現(xiàn)實(shí)效果

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