Análise das principais vantagens do módulo de câmera endoscópica aplicada ao simulador VirtaMed RoboS

Como uma plataforma profissional focada no treinamento de equipes de cirurgia robótica, o VirtaMed RoboS Simulator obtém seu principal valor na criação de um ambiente de simulação altamente realista que permite uma transição perfeita do treinamento de habilidades para a aplicação clínica. O sistema de imagem endoscópica, como principal portador do “feedback visual” em operações simuladas, afeta diretamente a autenticidade e a eficácia do treinamento. O O módulo de câmera endoscópica construído com o sensor de imagem colorida CMOS OmniVision OV02C10 pode fornecer suporte crítico para os cenários de treinamento do Simulador RoboS, graças aos seus parâmetros de hardware e características de desempenho que atendem com precisão às necessidades do simulador. Suas vantagens específicas podem ser analisadas a partir das seguintes dimensões:

O Simulador RoboS precisa simular cenários de “operação dinâmica” em cirurgia robótica, como cirurgiões realizando suturas com instrumentos ou assistentes de cabeceira ajustando os ângulos dos trocartes. Essas operações têm requisitos extremamente elevados de suavidade de imagem e clareza de detalhes. Este módulo de endoscópio suporta resolução full HD 1080P e uma taxa de quadros máxima de 60FPS. Por um lado, ele pode capturar com precisão a trajetória de movimento dos instrumentos e detalhes do contato com os tecidos, evitando o 'desfoque de movimento dinâmico' causado pela taxa de quadros insuficiente e permitindo que os treinandos desenvolvam uma lógica de julgamento visual consistente com cirurgias reais. Por outro lado, os pixels de 2 MP combinados com a capacidade de reprodução de cores do sensor OmniVision OV02C10 podem realmente replicar as diferenças de cores dos tecidos humanos, fornecendo uma base visual precisa para links de treinamento, como 'identificar estruturas anatômicas na área cirúrgica' e 'avaliar a precisão da operação'.

Um dos principais conteúdos de treinamento do Simulador RoboS é a “operação minimamente invasiva do instrumento”, que requer a restauração do movimento e do controle do campo de visão de endoscópios reais em cavidades corporais estreitas. Com um diâmetro de lente de apenas 3,9 mm, este módulo pode ser perfeitamente incorporado nos componentes de simulação de instrumentos minimamente invasivos do Simulador RoboS, replicando a lógica operacional de endoscópios clínicos que entram nas cavidades do corpo através de trocartes. Enquanto isso, a combinação do tamanho do sensor de 1/7,25 polegadas e do círculo de imagem máximo de 2,78 mm garante que, embora a lente permaneça compacta, a 'limitação do campo de visão' causada por uma faixa de imagem excessivamente estreita seja evitada. Isso permite que os treinandos não apenas experimentem 'restrições de espaço minimamente invasivas' durante operações simuladas, mas também cubram áreas cirúrgicas importantes ajustando o ângulo da lente de forma adequada, o que é altamente consistente com o conceito de design do RoboS Simulator de 'replicar restrições reais de espaço cirúrgico'.

A vantagem diferenciada do Simulador RoboS reside na realização de treinamento colaborativo entre 'cirurgiões e assistentes de cabeceira'. As principais habilidades dos assistentes de cabeceira (como posicionamento abdominal e ajuste do ângulo de inserção de instrumentos) dependem do 'campo de visão grande angular' e da 'iluminação estável' fornecidas pelo endoscópio. Este módulo apresenta um amplo campo de visão de 120°, que pode cobrir áreas-chave do 'abdome totalmente sensorial' no simulador, permitindo que os assistentes de cabeceira observem claramente a posição relativa entre o trocarte e o endoscópio, bem como o feedback de deformação dos tecidos abdominais, evitando assim erros de avaliação de colaboração causados ​​por campos de visão estreitos. Ao mesmo tempo, as 6 contas de LED 9653 integradas na lente podem simular 'ambientes com pouca luz' nas cavidades do corpo. Ao ajustar a luz de preenchimento, ele replica as diferenças de iluminação de diferentes locais cirúrgicos, ajudando os formandos a dominar a habilidade clínica de “ajustar o campo de visão de acordo com as condições de iluminação” e preenchendo a lacuna no suporte de hardware para “simulação de cenários de iluminação complexos” no Simulador RoboS.

O “módulo de habilidade básica” do Simulador RoboS inclui “treinamento de precisão de operação do endoscópio”, que exige que os trainees obtenham foco no campo de visão por meio de controle manual. Este módulo oferece suporte ao foco manual, permitindo que os trainees pratiquem a operação de 'ajuste preciso do foco do endoscópio' durante o treinamento simulado, cultivando a capacidade de 'coordenação visual-manual' consistente com cirurgias reais e evitando a interferência do foco automático no 'desenvolvimento de proficiência de habilidades'. Ele garante um desempenho de imagem estável durante o uso de treinamento de alta frequência e de longo prazo e está em conformidade com os padrões globais de segurança de dispositivos médicos, reduzindo os riscos de conformidade na operação e manutenção do simulador.

O Simulador RoboS precisa ajustar seu layout de hardware de acordo com os cenários de treinamento. Este módulo adota um design dividido: ele transmite sinais MIPI para a placa DSP por meio de uma interface Tipo C, depois emite sinais na velocidade USB 2.0 e suporta o protocolo UVC. Por um lado, esse design pode se adaptar de forma flexível à arquitetura dividida de 'cavidade corporal simulada por console' do Simulador RoboS, facilitando o ajuste da posição de instalação do módulo do endoscópio de acordo com as necessidades de treinamento. Por outro lado, a compatibilidade do protocolo UVC simplifica o processo de acoplamento entre o módulo e o sistema de controle principal do simulador, permitindo “plug-and-play” sem desenvolvimento adicional de driver, o que reduz a complexidade da integração do hardware do simulador. Ao mesmo tempo, a velocidade de transmissão estável do USB 2.0 garante feedback em tempo real dos dados da imagem no simulador, evitando o impacto do atraso do sinal no ritmo do treinamento.