本發(fā)明涉及一種導(dǎo)絲位移信息采集裝置，所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)獒t(yī)學(xué)血管介入手術(shù)模擬教學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

醫(yī)學(xué)教育是非常重視實(shí)踐操作的，沒有臨床實(shí)踐就不能培養(yǎng)出合格的醫(yī)生?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)最大的瓶頸之一就是學(xué)生被迫遠(yuǎn)離了臨床真實(shí)環(huán)境下的操作練習(xí)，特別是血管內(nèi)介入治療這種要求高精確度的手術(shù)技術(shù)，介入醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)陷入了尷尬境地。然而，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模擬技術(shù)的快速發(fā)展為這種困境開辟了新的途徑。學(xué)生可以在血管介入手術(shù)模擬教學(xué)系統(tǒng)上重復(fù)練習(xí)，也可以反復(fù)觀看專家的手術(shù)過程，使得血管介入手術(shù)培訓(xùn)的時(shí)間大為縮短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于配合用于介入手術(shù)培訓(xùn)的血管介入手術(shù)模擬教學(xué)系統(tǒng)，提供一種導(dǎo)絲運(yùn)動檢測與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過導(dǎo)絲位移信息的精確采集與處理、力反饋裝置、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)虛擬手術(shù)軟件系統(tǒng)的連接，為操作者提供一個(gè)極具真實(shí)感和沉浸感的訓(xùn)練環(huán)境，在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行手術(shù)治療訓(xùn)練，不會發(fā)生嚴(yán)重的意外，能夠提高醫(yī)生的協(xié)作能力。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種導(dǎo)絲位移信息采集裝置，其特征在于：所述導(dǎo)絲位移信息采集裝置包括鋼管通道、傳感器電路板、激光位移傳感芯片、基座；激光位移傳感芯片焊接在傳感器電路板上，電路板固定在基座上，帶有凹槽的金屬通道在電路板下穿過，電路板上有采集接口和電源接口分別與外部單片機(jī)引腳和供電電源連接。

導(dǎo)絲位移信息采集裝置為介入手術(shù)醫(yī)生的培訓(xùn)提供了很大的幫助，能夠使得介入手術(shù)培訓(xùn)的時(shí)間大為縮短，從而培訓(xùn)更多的介入手術(shù)醫(yī)生，救治更多的心腦血管病患者。本系統(tǒng)具有一定程度的通用性，以后在對血管介入手術(shù)模擬教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究時(shí)，可以在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)，增加和擴(kuò)展功能，降低研發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。本發(fā)明不僅對于提高現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)的水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也具有良好的市場前景。

附圖說明

圖1是導(dǎo)絲通道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是導(dǎo)絲位移采集裝置結(jié)構(gòu)圖；

具體實(shí)施方式

導(dǎo)絲位移采集裝置的作用是在進(jìn)行介入手術(shù)模擬時(shí)，能夠準(zhǔn)確采集訓(xùn)練者對導(dǎo)絲的推拉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的導(dǎo)絲位移信息，然后單片機(jī)讀取位移信息處理后發(fā)送給上位機(jī)系統(tǒng)。

采用光學(xué)傳感器可以進(jìn)行無接觸式測量和采集信息，但是普通光學(xué)傳感器靈敏度較小，對采集物體的表面也有很高的要求，對小型精細(xì)物體如導(dǎo)管、導(dǎo)絲等的運(yùn)動信息采集不夠精確，所以經(jīng)過對比，本發(fā)明激光位移傳感器芯片采用ADNS-7530，進(jìn)行無接觸式測量，測量精度、耐用性、靈活性等方面得到了很大的提高。

當(dāng)有物體在鏡頭采集距離內(nèi)移動時(shí)，激光發(fā)射器VCSEL向物體表面發(fā)射激光，經(jīng)反射后由傳感器接收，通過光學(xué)原理獲取連續(xù)物體表面圖像，然后根據(jù)前后兩張圖像變化信息，內(nèi)部DSP自動計(jì)算出物體表面移動的方向和增量并存儲在內(nèi)部寄存器里。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)絲通道裝置主要包括鋼管通道1、傳感器電路板2、基座3、激光位移傳感芯片4。

激光位移傳感器芯片4焊接在采集電路板上，電路板固定在基座上，帶有凹槽的金屬通道在電路板下穿過，電路板上有采集接口5和電源接口6分別與外部單片機(jī)引腳和供電電源連接。

位移信息采集裝置中，采集電路主要是激光位移傳感器芯片與單片機(jī)之間的通信電路，包括單片機(jī)對傳感器內(nèi)的寄存器進(jìn)行初始化操作，以及讀取傳感器采集到的導(dǎo)絲實(shí)時(shí)的位移信息；再就是單片機(jī)與上位機(jī)系統(tǒng)的串口通信電路，單片機(jī)將位移信息處理打包后通過串口發(fā)送給上位機(jī)。

激光位移傳感器芯片采集位移信息時(shí)，將位移信息以二進(jìn)制形式存儲在了內(nèi)部寄存器Delta_X_L、Delta_Y_L、Delta_XY_H中，單片機(jī)通過SPI方式讀取上述寄存器中的位移數(shù)據(jù)。激光位移傳感器芯片ADNS-7530要正常工作，準(zhǔn)確采集導(dǎo)絲的位移信息，必須先對其內(nèi)部的寄存器按照一定的順序進(jìn)行配置。

為了安裝方便，本發(fā)明將單片機(jī)電路及相應(yīng)的接口制成PCB電路板安裝在一個(gè)金屬外殼中，只將與導(dǎo)絲受力模擬裝置通信的步進(jìn)電機(jī)控制接口、位移采集板接口、串口、電源、開關(guān)接出。