An actuator is used in a surgical simulation system that simulates the catheterization of cardiac or peripheral vasculature. The simulation system provides haptic feedback to a user of a catheter or similar elongated object coupled to the system. The actuator includes sensors that generate sense signals indicative of axial translation and rotation of the object by the user. The sense signals are provided to a workstation executing a simulation program. In response to the sense signals, the workstation calculates axial forces and torques to be applied to the object as haptic feedback to the user, and generates drive signals representing the calculated axial forces and torques. Mechanisms within the actuator respond to the drive signals by applying corresponding axial force and torque to a rigid tube that is mechanically coupled to the object. One embodiment of the actuator includes a carriage assembly for holding the rigid tube between a pair of opposed pinch wheels. The carriage assembly rotates to rotate the object about its longitudinal axis, and the pinch wheels rotate to translate the object axially. Another actuator embodiment includes a first bearing mounted on a rotary actuator and a second bearing mounted on a sliding linear actuator. The rigid tube has a square cross section for secure engagement by the second actuator. The linear actuator grips the tube and allows it to freely rotate about its longitudinal axis.

Um atuador é usado em um sistema cirúrgico da simulação que simule o catheterization do vasculature cardiac ou periférico. O sistema da simulação fornece o gabarito haptic a um usuário de um catheter ou de um objeto alongado similar acoplado ao sistema. O atuador inclui os sensores que geram os sinais de sentido indicativos da tradução e da rotação axiais do objeto pelo usuário. Os sinais de sentido são fornecidos a uma estação de trabalho que executa um programa da simulação. Em resposta aos sinais de sentido, a estação de trabalho calcula forças axiais e os torques a ser aplicados ao objeto como o gabarito haptic ao usuário, e gera os sinais de movimentação que representam as forças e os torques axiais calculados. Os mecanismos dentro do atuador respondem aos sinais de movimentação aplicando a força e o torque axiais correspondentes a um tubo rígido que seja acoplado mecanicamente ao objeto. Uma incorporação do atuador inclui um conjunto da carruagem para prender o tubo rígido entre um par das rodas de pinch opostas. O conjunto da carruagem gira para girar o objeto sobre sua linha central longitudinal, e as rodas de pinch giram para traduzir axialmente o objeto. Uma outra incorporação do atuador inclui um primeiro rolamento montado em um atuador giratório e um segundo rolamento montado em um atuador linear deslizante. O tubo rígido tem uma seção transversal quadrada para o acoplamento seguro pelo segundo atuador. O atuador linear prende o tubo e permite que gire livremente sobre sua linha central longitudinal.