Phân tích ưu điểm cốt lõi của mô-đun camera nội soi được áp dụng cho VirtaMed RoboS Simulator

Là một nền tảng chuyên nghiệp tập trung vào đào tạo nhóm phẫu thuật robot, VirtaMed RoboS Simulator có được giá trị cốt lõi từ việc tạo ra một môi trường mô phỏng có tính thực tế cao cho phép chuyển đổi liền mạch từ đào tạo kỹ năng sang ứng dụng lâm sàng. Hệ thống hình ảnh nội soi, với vai trò là phương tiện truyền tải cốt lõi của 'phản hồi trực quan' trong các hoạt động mô phỏng, ảnh hưởng trực tiếp đến tính xác thực và hiệu quả của quá trình đào tạo. các Mô-đun camera nội soi được tích hợp cảm biến hình ảnh màu OmniVision OV02C10 CMOS có thể cung cấp hỗ trợ quan trọng cho các tình huống đào tạo của Trình mô phỏng RoboS, nhờ các thông số phần cứng và đặc tính hiệu suất khớp chính xác với nhu cầu của trình mô phỏng. Ưu điểm cụ thể của nó có thể được phân tích từ các khía cạnh sau:

Trình mô phỏng RoboS cần mô phỏng các kịch bản 'phẫu thuật động' trong phẫu thuật bằng robot—chẳng hạn như bác sĩ phẫu thuật thực hiện khâu vết thương bằng dụng cụ hoặc trợ lý đầu giường điều chỉnh góc trocar. Những thao tác này có yêu cầu cực kỳ cao về độ mịn của hình ảnh và độ rõ nét đến từng chi tiết. Mô-đun nội soi này hỗ trợ độ phân giải full HD 1080P và tốc độ khung hình tối đa là 60FPS. Một mặt, nó có thể nắm bắt chính xác quỹ đạo chuyển động của các dụng cụ và chi tiết tiếp xúc với mô, tránh hiện tượng 'mờ chuyển động động' do tốc độ khung hình không đủ và cho phép học viên phát triển logic phán đoán trực quan phù hợp với các ca phẫu thuật thực tế. Mặt khác, các pixel 2MP kết hợp với khả năng tái tạo màu của cảm biến OmniVision OV02C10 có thể tái tạo thực sự sự khác biệt về màu sắc của các mô người, cung cấp cơ sở trực quan chính xác cho các liên kết đào tạo như 'xác định cấu trúc giải phẫu trong khu vực phẫu thuật' và 'đánh giá độ chính xác của thao tác.'. Điều này phù hợp với mục tiêu cốt lõi của Trình mô phỏng RoboS—để cải thiện hiệu quả chuyển giao kỹ năng thông qua mô phỏng chi tiết.

Một trong những nội dung đào tạo chính của RoboS Simulator là 'vận hành dụng cụ xâm lấn tối thiểu', yêu cầu khôi phục chuyển động và kiểm soát trường nhìn của máy nội soi thực trong các khoang cơ thể hẹp. Với đường kính thấu kính chỉ 3,9mm, mô-đun này có thể được nhúng hoàn hảo vào các thành phần mô phỏng dụng cụ xâm lấn tối thiểu của Trình mô phỏng RoboS, tái tạo logic hoạt động của máy nội soi lâm sàng đi vào các khoang cơ thể thông qua trocar. Trong khi đó, sự kết hợp giữa kích thước cảm biến 1/7,25 inch và vòng tròn hình ảnh tối đa 2,78 mm đảm bảo rằng mặc dù ống kính vẫn nhỏ gọn nhưng vẫn tránh được 'giới hạn trường nhìn' do phạm vi hình ảnh quá hẹp gây ra. Điều này cho phép học viên không chỉ trải nghiệm 'các hạn chế về không gian xâm lấn tối thiểu' trong các ca phẫu thuật mô phỏng mà còn bao quát các khu vực phẫu thuật quan trọng bằng cách điều chỉnh góc ống kính một cách thích hợp, rất phù hợp với khái niệm thiết kế của RoboS Simulator về việc 'tái tạo các hạn chế về không gian phẫu thuật thực tế'.'

Ưu điểm khác biệt của Trình mô phỏng RoboS nằm ở việc thực hiện đào tạo hợp tác giữa 'bác sĩ phẫu thuật và trợ lý đầu giường.'. Các kỹ năng cốt lõi của trợ lý đầu giường (chẳng hạn như định vị bụng và điều chỉnh góc đưa dụng cụ) dựa vào 'trường nhìn góc rộng' và 'ánh sáng ổn định' do ống nội soi cung cấp. Mô-đun này có trường nhìn rộng 120°, có thể bao phủ các khu vực chính của 'bụng có cảm giác đầy đủ' trong trình mô phỏng, cho phép người trợ giúp đầu giường quan sát rõ ràng vị trí tương đối giữa trocar và ống nội soi, cũng như phản hồi biến dạng của các mô bụng, do đó tránh đánh giá sai về phối hợp do trường nhìn hẹp. Đồng thời, 6 hạt LED 9653 tích hợp trong ống kính có thể mô phỏng 'môi trường ánh sáng yếu' trong các khoang cơ thể. Bằng cách điều chỉnh ánh sáng lấp đầy, nó tái tạo sự khác biệt về ánh sáng của các địa điểm phẫu thuật khác nhau, giúp học viên nắm vững kỹ năng lâm sàng về 'điều chỉnh trường nhìn theo điều kiện ánh sáng' và lấp đầy khoảng trống về hỗ trợ phần cứng cho 'mô phỏng kịch bản ánh sáng phức tạp' trong Trình mô phỏng RoboS.

'Mô-đun kỹ năng cơ bản' của Trình mô phỏng RoboS bao gồm 'đào tạo về độ chính xác khi vận hành nội soi', yêu cầu học viên đạt được khả năng lấy nét theo trường nhìn thông qua điều khiển thủ công. Mô-đun này hỗ trợ lấy nét thủ công, cho phép học viên thực hành thao tác 'điều chỉnh chính xác tiêu điểm nội soi' trong quá trình đào tạo mô phỏng, trau dồi khả năng 'phối hợp thị giác-thủ công' phù hợp với các ca phẫu thuật thực tế và tránh sự can thiệp của tính năng tự động lấy nét vào 'phát triển trình độ kỹ năng'. Ngoài ra, mô-đun này đã vượt qua nhiều bài kiểm tra và chứng nhận được công nhận về mặt y tế như FCC, CE, Reach và RoHS, đáp ứng các yêu cầu tuân thủ của RoboS Simulator như một thiết bị đào tạo y tế. Nó đảm bảo hiệu suất hình ảnh ổn định trong quá trình sử dụng đào tạo tần số cao, lâu dài và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn thiết bị y tế toàn cầu, giảm rủi ro tuân thủ trong vận hành và bảo trì mô phỏng.

Trình mô phỏng RoboS cần điều chỉnh bố cục phần cứng theo các kịch bản đào tạo. Mô-đun này áp dụng thiết kế phân tách: nó truyền tín hiệu MIPI đến bảng DSP thông qua giao diện Type-C, sau đó xuất tín hiệu ở tốc độ USB 2.0 và hỗ trợ giao thức UVC. Một mặt, thiết kế này có thể thích ứng linh hoạt với kiến ​​trúc phân chia 'khoang cơ thể mô phỏng bảng điều khiển' của RoboS Simulator, tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh vị trí lắp đặt mô-đun nội soi theo nhu cầu đào tạo. Mặt khác, khả năng tương thích của giao thức UVC giúp đơn giản hóa quá trình lắp ghép giữa mô-đun và hệ thống điều khiển chính của trình mô phỏng, cho phép 'cắm và chạy' mà không cần phát triển trình điều khiển bổ sung, giúp giảm độ phức tạp của việc tích hợp phần cứng trình mô phỏng. Đồng thời, tốc độ truyền ổn định của USB 2.0 đảm bảo phản hồi dữ liệu hình ảnh theo thời gian thực trong trình mô phỏng, tránh ảnh hưởng của độ trễ tín hiệu đến nhịp luyện tập.