CN110638529A - 一种手术远程控制方法、装置、存储介质及终端设备 - Google Patents

一种手术远程控制方法、装置、存储介质及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种手术远程控制方法，包括：实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；通过虚拟现实技术，根据空间三维信息数据构建虚拟手术场景，虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；虚拟手术场景具有移动属性；采集并识别医生在虚拟手术场景中的动作，识别判断虚拟手术设备和虚拟患者的偏移参数；将偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使服务终端控制真实手术室内的手术设备执行偏移参数的动作；本发明通过虚拟现实技术和数据传输技术相结合，生成虚拟手术场景并识别医生动作转化为参数控制真实手术设备进行远程手术操作，实现远程手术操作治疗，避免患者错失最佳的治疗时机，挽救患者生命。

Description

一种手术远程控制方法、装置、存储介质及终端设备
技术领域
本发明涉及远程控制技术领域，尤其涉及一种手术远程控制方法、装置、存储介质及终端设备。
背景技术
手术对于医生的要求非常高，在手术中稍有差池就会给患者造成不可挽救的生命危险，则有些疑难的手术必须由具备相应资格的专家进行操刀；但是，当这些具备资格的专家与患者所在城市相距较远时，这时候就会影响到手术的时效性；专家必须要从外地赶到患者所在城市才能操刀做手术，由于通勤时间和其他因素影响，会使得患者错失最佳的治疗时机，造成患者生命危险。
发明内容
本发明提供了一种手术远程控制方法，通过虚拟现实技术和数据传输技术相结合，生成虚拟手术场景并识别医生动作转化为参数控制真实手术设备进行远程手术操作，以解决异地专家无法实现远程手术操作的技术问题，从而实现远程手术操作治疗，避免患者错失最佳的治疗时机，挽救患者生命。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种手术远程控制方法，包括：
实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；所述空间三维信息数据包括手术设备的三维数据和患者空间的三维数据；
通过虚拟现实技术，根据所述空间三维信息数据构建虚拟手术场景，所述虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；所述虚拟手术场景具有移动属性；
采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数；
将所述偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使所述服务终端控制真实手术室内的手术设备执行所述偏移参数的动作。
作为优选方案，所述采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数，包括：
实时捕捉医生双手并识别计算双手的三维数据；
当所述双手的三维数据与所述虚拟手术设备的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟手术设备发生移动的三维数据，作为所述虚拟手术设备的偏移参数；
当所述虚拟手术设备的三维数据与所述虚拟患者的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟患者发生移动的三维数据，作为所述虚拟患者的偏移参数。
作为优选方案，所述手术远程控制方法还包括：实时获取真实手术室内患者的实际偏移参数，当所述实际偏移参数与所述虚拟患者的偏移参数不一致时，发出警报信号。
作为优选方案，所述发出警报信号，包括：
向所述服务终端发出警报指令；同时；将所述实际偏移参数发送到所述虚拟手术场景并发出警报指令。
作为优选方案，所述偏移参数包括偏移角度、偏移速度和偏移距离。
本发明实施例还提供了一种手术远程控制装置，包括：
数据获取模块，用于实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；所述空间三维信息数据包括手术设备的三维数据和患者空间的三维数据；
场景构建模块，用于通过虚拟现实技术，根据所述空间三维信息数据构建虚拟手术场景，所述虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；所述虚拟手术场景具有移动属性；
识别判断模块，用于采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数；
数据发送模块，用于将所述偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使所述服务终端控制真实手术室内的手术设备执行所述偏移参数的动作。
作为优选方案，所述识别判断模块，包括：
捕捉处理单元，用于实时捕捉医生双手并识别计算双手的三维数据；
第一判断单元，用于当所述双手的三维数据与所述虚拟手术设备的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟手术设备发生移动的三维数据，作为所述虚拟手术设备的偏移参数；
第二判断单元，用于当所述虚拟手术设备的三维数据与所述虚拟患者的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟患者发生移动的三维数据，作为所述虚拟患者的偏移参数。
作为优选方案，所述手术远程控制装置还包括：数据预警模块，用于实时获取真实手术室内患者的实际偏移参数，当所述实际偏移参数与所述虚拟患者的偏移参数不一致时，发出警报信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述任一项所述的手术远程控制方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的手术远程控制方法。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明通过虚拟现实技术和数据传输技术相结合，生成虚拟手术场景并识别医生动作转化为参数控制真实手术设备进行远程手术操作，以解决异地专家无法实现远程手术操作的技术问题，从而实现远程手术操作治疗，避免患者错失最佳的治疗时机，挽救患者生命。
附图说明
图1：为本发明实施例中的手术远程控制方法步骤流程图；
图2：为本发明实施例中的手术远程控制装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明优选实施例提供了一种手术远程控制方法，包括：
S1，实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；所述空间三维信息数据包括手术设备的三维数据和患者空间的三维数据；
对患者所在的真实手术室环境进行三维扫描，获得真实手术室的全面布局情况；其中，包括手术室内部的长、宽、高等数值，手术台及手术设备的外型数值；手术设备的参数可以通过预先设置进行录入，录入的数据还包括各手术设备的功能作用。
S2，通过虚拟现实技术，根据所述空间三维信息数据构建虚拟手术场景，所述虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；所述虚拟手术场景具有移动属性；
通过数据传输技术将上述步骤中获取的空间三维信息数据进行传输过来，并根据该数据进行虚拟重建，利用虚拟现实技术对空间参数进行重整组合，构建与真实手术室内部环境完全相同的虚拟环境；该虚拟环境包括构建手术室内部虚拟环境和虚拟患者体，使得异地专家处于虚拟环境中；应当理解的是，虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。
S3，采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数；
医生在虚拟环境中活动，通过操作虚拟手术设备以模仿控制真实手术设备；其中，对虚拟手术设备的三维数据进行监控，同时，识别医生动作对虚拟手术设备的影响数值；应当理解为：医生的动作控制虚拟手术设备的移动，由于虚拟手术场景具有移动属性，虚拟手术设备随着医生的动作而发生位移，所谓的位移就是虚拟手术设备由于医生产生动作而发生的对应移动，以模仿医生控制手术设备；在对虚拟环境中产生的偏移，记录可能发生的虚拟手术设备偏移参数和虚拟患者偏移参数。
S4，将所述偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使所述服务终端控制真实手术室内的手术设备执行所述偏移参数的动作。
通过网络传输技术将上述步骤中获取的虚拟手术设备偏移参数和虚拟患者偏移参数传输到真实手术室所在的控制服务器，该服务器根据获取到的偏移参数进行计算并生成相应的控制动作指令，将该动作指令发送到真实的手术设备以实现远程手术。
本发明通过虚拟现实技术和数据传输技术相结合，生成虚拟手术场景并识别医生动作转化为参数控制真实手术设备进行远程手术操作，以解决异地专家无法实现远程手术操作的技术问题，从而实现远程手术操作治疗，避免患者错失最佳的治疗时机，挽救患者生命。
在另一实施例中，所述步骤S3，包括：
S31，实时捕捉医生双手并识别计算双手的三维数据；
为了获取更精确的动作参数，对医生的双手进行识别，手部控制虚拟手术设备的动作被实时监测记录并进行识别，通过实时计算医生双手的三维数据以得到医生的动作数据。
S32，当所述双手的三维数据与所述虚拟手术设备的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟手术设备发生移动的三维数据，作为所述虚拟手术设备的偏移参数；
对虚拟手术设备的三维数据进行监控，并结合上述步骤中实时获取的医生手部三维数据判断当前三维数据发出接触至重叠的可能，并确认为控制操作并实现移动，当移动动作结束时，计算得到虚拟手术设备的偏移参数；该偏移参数即该虚拟手术设备在医生的操作下实现偏移的参数。
S33，当所述虚拟手术设备的三维数据与所述虚拟患者的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟患者发生移动的三维数据，作为所述虚拟患者的偏移参数。
对虚拟患者的三维数据进行监控，并结合上述步骤中实时获取的虚拟手术设备发生移动后的三维数据判断当前三维数据发出接触至重叠的可能，并确认为控制操作并实现移动，当移动动作结束时，计算得到虚拟患者的偏移参数；该偏移参数即该虚拟患者在该虚拟手术设备的操作下实现偏移的参数。
在另一实施例中，所述手术远程控制方法还包括：S5，实时获取真实手术室内患者的实际偏移参数，当所述实际偏移参数与所述虚拟患者的偏移参数不一致时，发出警报信号。
为了防止数据传输过程发生偏移或由于其他因素造成的数据偏差，以保障患者生命安全，对患者的实际偏移参数进行实时监测并将实际偏移参数与虚拟偏移参数进行对比判断；当偏移参数不一致时发出警报。在本实施例中，所述发出警报信号，包括：向所述服务终端发出警报指令；同时；将所述实际偏移参数发送到所述虚拟手术场景并发出警报指令。
应当说明的是，在上述任一实施例中，所述偏移参数包括偏移角度、偏移速度和偏移距离。
请参照图2，相应地，本发明实施例还提供了一种手术远程控制装置，包括：
数据获取模块，用于实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；所述空间三维信息数据包括手术设备的三维数据和患者空间的三维数据；
场景构建模块，用于通过虚拟现实技术，根据所述空间三维信息数据构建虚拟手术场景，所述虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；所述虚拟手术场景具有移动属性；
识别判断模块，用于采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数；
数据发送模块，用于将所述偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使所述服务终端控制真实手术室内的手术设备执行所述偏移参数的动作。
在另一实施例中，所述识别判断模块，包括：
捕捉处理单元，用于实时捕捉医生双手并识别计算双手的三维数据；
第一判断单元，用于当所述双手的三维数据与所述虚拟手术设备的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟手术设备发生移动的三维数据，作为所述虚拟手术设备的偏移参数；
第二判断单元，用于当所述虚拟手术设备的三维数据与所述虚拟患者的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟患者发生移动的三维数据，作为所述虚拟患者的偏移参数。
在另一实施例中，所述手术远程控制装置还包括：数据预警模块，用于实时获取真实手术室内患者的实际偏移参数，当所述实际偏移参数与所述虚拟患者的偏移参数不一致时，发出警报信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的手术远程控制方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的手术远程控制方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手术远程控制方法，其特征在于，包括：
实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；所述空间三维信息数据包括手术设备的三维数据和患者空间的三维数据；
通过虚拟现实技术，根据所述空间三维信息数据构建虚拟手术场景，所述虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；所述虚拟手术场景具有移动属性；
采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数；
将所述偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使所述服务终端控制真实手术室内的手术设备执行所述偏移参数的动作。
2.如权利要求1所述的手术远程控制方法，其特征在于，所述采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数，包括：
实时捕捉医生双手并识别计算双手的三维数据；
当所述双手的三维数据与所述虚拟手术设备的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟手术设备发生移动的三维数据，作为所述虚拟手术设备的偏移参数；
当所述虚拟手术设备的三维数据与所述虚拟患者的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟患者发生移动的三维数据，作为所述虚拟患者的偏移参数。
3.如权利要求1所述的手术远程控制方法，其特征在于，还包括：实时获取真实手术室内患者的实际偏移参数，当所述实际偏移参数与所述虚拟患者的偏移参数不一致时，发出警报信号。
4.如权利要求3所述的手术远程控制方法，其特征在于，所述发出警报信号，包括：
向所述服务终端发出警报指令；同时；将所述实际偏移参数发送到所述虚拟手术场景并发出警报指令。
5.如权利要求1所述的手术远程控制方法，其特征在于，所述偏移参数包括偏移角度、偏移速度和偏移距离。
6.一种手术远程控制装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于实时获取患者所在真实手术室的空间三维信息数据；所述空间三维信息数据包括手术设备的三维数据和患者空间的三维数据；
场景构建模块，用于通过虚拟现实技术，根据所述空间三维信息数据构建虚拟手术场景，所述虚拟手术场景包括虚拟手术设备和虚拟患者；所述虚拟手术场景具有移动属性；
识别判断模块，用于采集并识别医生在所述虚拟手术场景中的动作，识别判断所述虚拟手术设备和所述虚拟患者的偏移参数；
数据发送模块，用于将所述偏移参数发送到用以控制患者所在真实手术室内手术设备的服务终端，以使所述服务终端控制真实手术室内的手术设备执行所述偏移参数的动作。
7.如权利要求6所述的手术远程控制装置，其特征在于，所述识别判断模块，包括：
捕捉处理单元，用于实时捕捉医生双手并识别计算双手的三维数据；
第一判断单元，用于当所述双手的三维数据与所述虚拟手术设备的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟手术设备发生移动的三维数据，作为所述虚拟手术设备的偏移参数；
第二判断单元，用于当所述虚拟手术设备的三维数据与所述虚拟患者的三维数据发生移动重叠时，识别并计算所述虚拟患者发生移动的三维数据，作为所述虚拟患者的偏移参数。
8.如权利要求7所述的手术远程控制装置，其特征在于，还包括：数据预警模块，用于实时获取真实手术室内患者的实际偏移参数，当所述实际偏移参数与所述虚拟患者的偏移参数不一致时，发出警报信号。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1～5任一项所述的手术远程控制方法。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1～5任一项所述的手术远程控制方法。
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