Kernvoordelen Analyse van endoscoopcameramodule toegepast op VirtaMed RoboS Simulator

Als professioneel platform gericht op de training van robotchirurgieteams, ontleent de VirtaMed RoboS Simulator zijn kernwaarde aan het creëren van een zeer realistische simulatieomgeving die een naadloze overgang van vaardigheidstraining naar klinische toepassing mogelijk maakt. Het endoscoopbeeldvormingssysteem, als de belangrijkste drager van 'visuele feedback' bij gesimuleerde operaties, heeft een directe invloed op de authenticiteit en effectiviteit van training. De endoscoopcameramodule gebouwd met de OmniVision OV02C10 CMOS kleurenbeeldsensor kan kritische ondersteuning bieden voor de trainingsscenario's van de RoboS Simulator, dankzij de hardwareparameters en prestatiekenmerken die nauwkeurig overeenkomen met de behoeften van de simulator. De specifieke voordelen kunnen worden geanalyseerd op basis van de volgende dimensies:

De RoboS Simulator moet 'dynamische operaties'-scenario's bij robotchirurgie simuleren, zoals chirurgen die hechtingen uitvoeren met instrumenten of bedassistenten die de trocarhoeken aanpassen. Deze bewerkingen stellen extreem hoge eisen aan beeldgladheid en detailhelderheid. Deze endoscoopmodule ondersteunt 1080P full HD-resolutie en een maximale framesnelheid van 60FPS. Aan de ene kant kan het het bewegingstraject van instrumenten en details van weefselcontact nauwkeurig vastleggen, waardoor 'dynamische bewegingsonscherpte' wordt vermeden die wordt veroorzaakt door een onvoldoende framesnelheid, en cursisten in staat worden gesteld een visuele beoordelingslogica te ontwikkelen die consistent is met echte operaties. Aan de andere kant kunnen de 2 MP pixels in combinatie met de kleurreproductiecapaciteit van de OmniVision OV02C10-sensor de kleurverschillen van menselijke weefsels werkelijk repliceren, waardoor een nauwkeurige visuele basis wordt geboden voor trainingslinks zoals 'het identificeren van anatomische structuren in het chirurgische gebied' en 'het beoordelen van de nauwkeurigheid van de operatie'. Dit komt overeen met het kerndoel van de RoboS Simulator: het verbeteren van de efficiëntie van de overdracht van vaardigheden door middel van gedetailleerde simulatie.

Een van de belangrijkste trainingsinhouden van de RoboS Simulator is 'minimaal invasieve instrumentbediening', waarbij de beweging en gezichtsveldcontrole van echte endoscopen in nauwe lichaamsholten moeten worden hersteld. Met een lensdiameter van slechts 3,9 mm kan deze module perfect worden ingebed in de minimaal invasieve instrumentensimulatiecomponenten van de RoboS Simulator, waarbij de operationele logica wordt gerepliceerd van klinische endoscopen die via trocars lichaamsholten binnendringen. Ondertussen zorgt de combinatie van het 1/7,25-inch sensorformaat en de maximale beeldcirkel van 2,78 mm ervoor dat, hoewel de lens compact blijft, 'gezichtsveldbeperking' veroorzaakt door een te smal beeldbereik wordt vermeden. Hierdoor kunnen cursisten tijdens gesimuleerde operaties niet alleen 'minimaal invasieve ruimtebeperkingen' ervaren, maar ook belangrijke chirurgische gebieden bestrijken door de lenshoek op de juiste manier aan te passen, wat zeer consistent is met het ontwerpconcept van de RoboS Simulator, namelijk het 'repliceren van echte chirurgische ruimtebeperkingen'.

Het onderscheidende voordeel van de RoboS Simulator ligt in het realiseren van gezamenlijke training tussen 'chirurgen en bedassistenten'. De kernvaardigheden van bedassistenten (zoals buikpositionering en aanpassing van de inbrenghoek van het instrument) zijn afhankelijk van het 'groothoekveld' en 'stabiele verlichting' van de endoscoop. Deze module beschikt over een gezichtsveld van 120°, dat belangrijke gebieden van de 'volledig sensorische buik' in de simulator kan bestrijken, waardoor bedassistenten duidelijk de relatieve positie tussen de trocar en de endoscoop kunnen observeren, evenals de vervormingsfeedback van buikweefsel, waardoor verkeerde inschattingen van de samenwerking als gevolg van smalle gezichtsvelden worden vermeden. Tegelijkertijd kunnen de 6 geïntegreerde 9653 LED-kralen in de lens 'omgevingen met weinig licht' in lichaamsholten simuleren. Door het invullicht aan te passen, repliceert het de verlichtingsverschillen van verschillende operatielocaties, waardoor cursisten de klinische vaardigheid onder de knie krijgen van 'het gezichtsveld aanpassen aan de lichtomstandigheden' en de leemte opvullen in hardwareondersteuning voor 'complexe verlichtingsscenariosimulatie' in de RoboS Simulator.

De 'basisvaardigheidsmodule' van de RoboS Simulator omvat 'precisietraining in de bediening van de endoscoop', waarbij cursisten via handmatige bediening gezichtsscherpstelling moeten bereiken. Deze module ondersteunt handmatig scherpstellen, waardoor cursisten de werking van het 'precies aanpassen van de endoscoopfocus' kunnen oefenen tijdens gesimuleerde training, het vermogen tot 'visueel-handmatige coördinatie' kunnen cultiveren dat consistent is met echte operaties, en de interferentie van autofocus op de 'ontwikkeling van vaardigheden' kunnen vermijden. Bovendien heeft de module meerdere medisch erkende tests en certificeringen doorstaan, zoals FCC, CE, Reach en RoHS, waarmee wordt voldaan aan de nalevingsvereisten van de RoboS Simulator als medische training. apparaat. Het garandeert stabiele beeldprestaties tijdens langdurig hoogfrequent trainingsgebruik en voldoet aan de wereldwijde veiligheidsnormen voor medische apparatuur, waardoor nalevingsrisico's bij het gebruik en onderhoud van de simulator worden verminderd.

De RoboS Simulator moet de hardware-indeling aanpassen aan trainingsscenario's. Deze module heeft een gesplitst ontwerp: hij verzendt MIPI-signalen naar het DSP-bord via een Type-C-interface, voert vervolgens signalen uit met USB 2.0-snelheid en ondersteunt het UVC-protocol. Aan de ene kant kan dit ontwerp zich flexibel aanpassen aan de 'console-gesimuleerde lichaamsholte'-gesplitste architectuur van de RoboS Simulator, waardoor de aanpassing van de installatiepositie van de endoscoopmodule aan de trainingsbehoeften wordt vergemakkelijkt. Aan de andere kant vereenvoudigt de compatibiliteit van het UVC-protocol het koppelingsproces tussen de module en het hoofdbesturingssysteem van de simulator, waardoor 'plug-and-play' mogelijk wordt zonder extra driverontwikkeling, wat de complexiteit van de hardware-integratie van de simulator vermindert. Tegelijkertijd zorgt de stabiele transmissiesnelheid van USB 2.0 voor realtime feedback van beeldgegevens in de simulator, waardoor de impact van signaalvertraging op het trainingsritme wordt vermeden.