ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ ИНТЕРФЕЙСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ ХИРУРГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

1. Пользовательский интерфейс для выполняемого в компьютерной системе (3) моделирования тактильной обратной связи при эндоскопии, включающий:
инструмент (5), имеющий рукоятку (7) и трубчатый элемент (8),
каркас (10; 110),
опорное приспособление (11; 111), выполненное с возможностью вращения вокруг оси А относительно упомянутого каркаса, а также выполненное с возможностью приема упомянутого трубчатого элемента вдоль упомянутой оси А, при этом упомянутое опорное приспособление включает:
два фрикционных колеса (19а, 19b; 119а, 119b), которые подпружинены по направлению друг к другу, при этом упомянутые фрикционные колеса находятся во фрикционном контакте с противоположными сторонами упомянутого трубчатого элемента, когда упомянутый трубчатый элемент введен в упомянутое опорное приспособление,
первый датчик (25а; 125а) вращения, выполненный с возможностью регистрации вращения по меньшей мере одного из упомянутых двух фрикционных колес, и
по меньшей мере один исполнительный механизм (22а, 22b; 122а), функционально связанный с упомянутыми фрикционными колесами;
при этом упомянутый пользовательский интерфейс дополнительно включает:
датчик (15; 115) усилия, выполненный с возможностью регистрации усилия между упомянутым опорным приспособлением и упомянутым каркасом, и
контроллер (9), выполненный с возможностью приема требуемой тактильной обратной связи от упомянутой компьютерной системы и сигнала измерений от упомянутого датчика усилия, представляющего приложенное усилие, и выполненный с возможностью управления упомянутым исполнительным механизмом (22а, 22b; 122а) для воздействия на упомянутые фрикционные колеса для обеспечения упомянутой требуемой тактильной обратной связи.
2. Пользовательский интерфейс по п. 1, в котором упомянутые два фрикционных колеса (19а, 19b; 119а, 119b) и упомянутый по меньшей мере один исполнительный механизм (22а, 22b; 122а) имеют сопротивление вращению, которое преобразуется в сопротивление продольному перемещению вдоль упомянутой оси А, когда упомянутый трубчатый элемент (8) вводят в упомянутое опорное приспособление (11; 111), и
упомянутый контроллер (9) также выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним исполнительным механизмом для воздействия на упомянутые фрикционные колеса для устранения упомянутого сопротивления продольному перемещению вдоль упомянутой оси А на основе упомянутого сигнала измерений от упомянутого датчика усилия (15; 115), представляющего упомянутое приложенное усилие.
3. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, в котором опорное приспособление включает трубку (17), куда вводят упомянутый трубчатый элемент, при этом упомянутая трубка на противоположных сторонах имеет отверстия (18а, 18b), обеспечивающие доступ к упомянутому трубчатому элементу для упомянутых фрикционных колес.
4. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, в котором каждое из фрикционных колес (19а, 19b; 119а, 119b) установлено на поворотной штанге (20а, 21а, 20b, 21b; 120а, 120b), благодаря чему упомянутое фрикционное колесо может быть приведено в контакт с упомянутым трубчатым элементом.
5. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, также включающий по меньшей мере одну пружину (135), соединяющую упомянутые фрикционные колеса друг с другом таким образом, чтобы упомянутые фрикционные колеса были упруго прижаты к упомянутому трубчатому элементу (8) по направлению друг к другу с заранее заданным усилием, когда упомянутый трубчатый элемент введен в упомянутое опорное приспособление.
6. Пользовательский интерфейс по п. 5, в котором упомянутое заранее заданное усилие, прикладываемое каждым из упомянутых фрикционных колес к упомянутому трубчатому элементу, больше или равно 5 Н, или больше или равно 30 Н.
7. Пользовательский интерфейс по п. 6, в котором упомянутое заранее заданное усилие, прикладываемое каждым из упомянутых фрикционных колес к упомянутому трубчатому элементу, находится в диапазоне 10-50 Н или в диапазоне 35-45 Н, или в диапазоне 38-42 Н.
8. Пользовательский интерфейс по п. 5, в котором упомянутая по меньшей мере одна пружина выполнена с возможностью поддержания расстояния и/или усилия между упомянутыми фрикционными колесами, когда упомянутый трубчатый элемент вводят и, прикладывая усилие, продольно перемещают вдоль упомянутой оси А в упомянутом опорном приспособлении.
9. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, в котором упомянутый каркас (10) дополнительно включает основание (13) и лотковую опору (14) для подвески упомянутого опорного приспособления (11), при этом упомянутый датчик (15) усилия установлен между упомянутым основанием и упомянутой лотковой опорой.
10. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, в котором упомянутый датчик усилия выполнен с возможностью регистрации продольного усилия вдоль оси А между упомянутым опорным приспособлением и упомянутым каркасом.
11. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, в котором упомянутый по меньшей мере один исполнительный механизм (22а, 22b) соединен с упомянутыми фрикционными колесами (19а, 19b) при помощи по меньшей мере одной механической передачи.
12. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, дополнительно включающий второй датчик вращения, выполненный с возможностью регистрации вращения упомянутого опорного приспособления (11) относительно упомянутого каркаса (10), при этом вращательное перемещение упомянутого инструмента вокруг упомянутой оси А передается от упомянутого трубчатого элемента (8) на упомянутое опорное приспособление при помощи упомянутых фрикционных колес (19а, 19b).
13. Пользовательский интерфейс по п. 1 или 2, также включающий дополнительный исполнительный механизм (32), выполненный с возможностью обеспечения обратной связи по усилию для перемещения упомянутого трубчатого элемента (8) вокруг упомянутой оси А.
14. Способ управления тактильной обратной связью в системе для моделирования эндоскопической процедуры, где упомянутая система включает инструмент (5), имеющий трубчатый элемент (8), который вводят в опорное приспособление (11), при этом упомянутый способ включает:
определение требуемого усилия обратной связи,
измерение фактического усилия, приложенного к упомянутому трубчатому элементу (8),
сравнение упомянутого требуемого усилия обратной связи с фактическим усилием, в результате чего получают сигнал отклонения, и,
на основе сигнала отклонения, управление исполнительным механизмом, который функционально связан с фрикционными колесами, находящимися во фрикционном контакте с упомянутым трубчатым элементом, благодаря чему обеспечивают требуемое усилие обратной связи.