CN116983173B - 具备数字孪生技术的多功能集成手术床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备数字孪生技术的多功能集成手术床，包括人体工程床面、多个定位芯片、床面升降机构、定位测距仪、控制终端、过床机构和上肢支架机构，人体工程床面包括依次设置的且安装有定位芯片的头板、颈板、胸板、腹板、两个髋板、两个膝板和两个踝板，床面升降机构用于带动人体工程床面的各部位单独或同时升降，定位测距仪用于探测多个定位芯片的位置数据，控制终端用于接收定位测距仪探测到的位置数据，以及控制人体工程床面的升降，过床机构用于将病患转运，上肢支架机构用于固定上肢。本发明可以实现调整患者的局部姿态，手术床调整姿态操作简单，可以实现对躺在手术床上的患者及手术床本身与所构建的虚拟对象保持实时映射。

Description

具备数字孪生技术的多功能集成手术床

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种具备数字孪生技术的多功能集成手术床。

背景技术

手术床是医疗活动中必备的、且使用最频繁、平均占用时长最长的医疗器械之一。现有的手术床可以提供额外支撑、提升床体高度或姿态调整、提升手术床移动。然而这些手术床设计的功能零散、没有做到有机整合，且从临床实际使用情况来看，还远未达到临床医生与护士对手术床最核心的几个功能诉求。

在临床实践中，目前困扰临床的主要问题在于，一方面，用于控制手术床姿态调整的控制器通常被设计放在手术床旁边受巡回护士控制。由于手术室人员配置常导致手术室巡回护士无法时刻守在控制器旁。手术中经常出现因“等待巡回护士调节床位”而不得不中断手术进程的情况；另一方面，由于现有的手术床的姿态控制针对的是手术床的整体床面，当需要调整患者的局部姿态时，譬如甲状腺手术患者需要抬高颈部、肾脏手术患者需要额外垫高操作侧的腰部，现有手术床的位姿调整功能则难以满足（目前手术室只能采用额外添加垫子的做法，通过垫高局部以达到手术体位要求，这带来了诸多不便，也增加了巡回护士的工作量）；另一方面，随着计算机图形技术的发展，数字孪生、元宇宙等概念与技术开始涌现，未来的医疗也将大量应用这些技术，甚至建立虚拟的元宇宙医院来为患者实现远程诊疗。目前，对现实的患者和手术床构建一个虚拟模型是十分简单的技术。然而，要将躺在手术床上的患者及手术床本身与所构建的虚拟对象保持实时映射，让虚拟对象与手术床本身及手术床上的患者的位姿信息可以双向交互，从而实现“数字孪生”。对此，现有的手术床难以实现这一功能。另一方面，患者在不同病床上进行过床是医疗中十分频繁的行为。现有技术下，患者在麻醉状态下过床时，至少需要4人协同才能实现过床，当遇到大体重患者时过床尤其困难。这对于以女性居多的手术室巡回护士而言，影响十分大，而患者体重普遍增加是未来的趋势。此外，术中由于全麻麻醉的需求，需要对患者设置有静脉麻醉通路的上肢进行支撑。现有的手部支撑架为平面“T”型设置，存在“患者因长时间保持上肢外展状态”所带来的臂丛神经牵拉损伤可能和阻挡医生站位空间的问题。

现有技术水平下的手术床调整姿态操作麻烦，难以调整患者的局部姿态，难以对患者设置有静脉麻醉通路的上肢进行有效的保护性支撑，难以有效解决患者过床时带来的不便，且难以实现对躺在手术床上的患者及手术床本身与所构建的虚拟对象保持实时映射，难以让虚拟对象与手术床本身及手术床上的患者的位姿信息可以双向交互。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具备数字孪生技术的多功能集成手术床，解决现有技术中的手术床调整姿态操作麻烦，难以调整患者的局部姿态，难以对患者设置有静脉麻醉通路的上肢进行有效的保护性支撑，难以有效解决患者过床时带来的不便，难以实现对躺在手术床上的患者及手术床本身与所构建的虚拟对象保持实时映射，难以让虚拟对象与手术床本身及手术床上的患者的位姿信息可以双向交互的问题。

根据本发明第一方面实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，包括：

人体工程床面，包括依次设置的头板、颈板、胸板、腹板、两个髋板、两个膝板和两个踝板；

多个定位芯片，分别设于所述头板、所述颈板、所述胸板、所述腹板、两个所述髋板、两个所述膝板和两个所述踝板上；

床面升降机构，包括多个躯干升降组件和多个腿部升降组件，多个所述躯干升降组件分别连接所述头板、所述颈板、所述胸板和所述腹板，用于带动所述头板、所述颈板、所述胸板和所述腹板升降，多个所述腿部升降组件分别连接两个所述髋板、两个所述膝板和两个所述踝板，用于带动两个所述髋板、两个所述膝板和两个所述踝板升降；

定位测距仪，设于所述人体工程床面一侧，用于探测多个所述定位芯片的位置数据；

控制终端，与所述定位测距仪通讯连接，与所述床面升降机构电性连接，用于接收所述定位测距仪探测到的位置数据，以及控制所述人体工程床面的升降；

过床机构，可拆卸的连接在所述人体工程床面上，用于将病患移至转运床；

上肢支架机构，安装在所述人体工程床面上，用于固定人体上肢部分。

根据本发明实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，至少具有如下有益效果：

设置对应身体各部位的人体工程床面，包括头板、颈板、胸板、腹板、两个髋板、两个膝板和两个踝板，通过床面升降机构带动人体工程床面的各部位单独或同时升降，可以实现调整患者的局部姿态；通过控制终端控制床面升降机构运动，手术床调整姿态操作简单；可以对患者设置有静脉麻醉通路的上肢进行有效的保护性支撑，可以有效解决患者过床时带来的不便；通过在人体工程床面上设置定位芯片，定位测距仪探测定位芯片的位置数据，发送至控制终端，可以实现对躺在手术床上的患者及手术床本身与所构建的虚拟对象保持实时映射，让虚拟对象与手术床本身及手术床上的患者的位姿信息可以双向交互，实现“数字孪生”。

根据本发明的一些实施例，具备数字孪生技术的多功能集成手术床还包括床面支撑机构，所述床面支撑机构包括固定支撑架和两个活动支撑架，两个所述活动支撑架并列设置，两个所述活动支撑架的一端均与所述固定支撑架铰接，多个所述躯干升降组件安装在所述固定支撑架上，多个所述腿部升降组件安装在所述活动支撑架上。

根据本发明的一些实施例，所述活动支撑架包括转筒，所述固定支撑架包括转轴，所述转筒套设在所述转轴上，所述转筒与所述转轴转动连接，所述转筒一端设置有齿圈，所述固定支撑架上转动连接有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述齿圈啮合。

根据本发明的一些实施例，具所述过床机构包括过床支架、过床滑动件、过床绳和过床吊垫，所述过床支架可拆卸的连接在所述人体工程床面上，所述过床吊垫位于所述人体工程床面上，所述过床滑动件滑动连接在所述过床支架上，所述过床滑动件上转动设置有绕线轴，所述绕线轴呈Z形，所述过床绳连接所述过床吊垫和所述绕线轴，所述绕线轴用于通过所述过床绳带动所述过床吊垫升降。

根据本发明的一些实施例，所述过床支架包括滑杆和两个支撑杆，两个所述支撑杆连接在所述滑杆两端，两个所述支撑杆可拆卸的连接在所述人体工程床面上，所述过床滑动件呈筒状，所述过床滑动件套设在所述滑杆上，所述滑杆表面转动设置有多个滚轮，各所述滚轮的轴线方向均与所述滑杆的轴线方向垂直。

根据本发明的一些实施例，所述上肢支架机构包括依次连接的滑块、肩垫、肘垫和腕垫；

所述胸板上设置有滑轨，所述滑块滑动连接在所述滑轨上，所述肩垫、所述肘垫和所述腕垫上设置有用于供绑带穿过的绑带孔，所述腕垫上设置有把手。

根据本发明的一些实施例，所述滑块与所述肩垫之间设置有相铰接的第一旋转杆和第二旋转杆，所述第一旋转杆的另一端与所述滑块铰接，所述第二旋转杆的另一端与所述肩垫铰接；

所述肩垫与所述肘垫之间设置有第一调节杆，所述肩垫上设置有第一卡槽，所述肘垫的一端设置有第二卡槽，所述第一调节杆的两端分别滑动连接在所述第一卡槽和所述第二卡槽内；

所述肘垫与所述腕垫之间设置有第二调节杆，所述肘垫的另一端设置有第三卡槽，所述腕垫一端设置有第四卡槽，所述第二调节杆的两端分别滑动连接在所述第三卡槽和所述第四卡槽内，所述第二调节杆倾斜于所述第一调节杆。

根据本发明的一些实施例，具备数字孪生技术的多功能集成手术床还包括床体支撑机构，所述床体支撑机构包括底座、床体升降油缸、调节地脚和脚轮，所述床体升降油缸安装在所述底座上，所述床体升降油缸的活动端连接所述固定支撑架，所述底座上设置有螺纹孔，所述调节地脚上设置有外螺纹，所述外螺纹与所述螺纹孔螺纹连接，所述脚轮转动连接在所述底座上。

根据本发明的一些实施例，具备数字孪生技术的多功能集成手术床还包括液压传导机构，所述液压传导机构包括液压驱动缸、第一管道、第二管道和液压电磁阀，所述第一管道和所述第二管道均连通所述液压驱动缸，所述第一管道与所述液压驱动缸之间设置有所述液压电磁阀,所述第二管道与所述液压驱动缸之间设置有所述液压电磁阀，所述液压电磁阀与所述控制终端电性连接；

所述躯干升降组件包括躯干升降油缸，所述腿部升降组件包括腿部升降油缸，所述第一管道连通所述躯干升降油缸和所述腿部升降油缸，所述第二管道连通所述床体升降油缸。

根据本发明的一些实施例，所述液压驱动缸包括活塞筒、活塞、活塞杆、驱动电机和第二驱动齿轮，所述活塞活动连接在所述活塞筒内，所述活塞杆一端伸入所述活塞筒与所述活塞连接，另一端伸出所述活塞筒，且伸出部分设置有齿部，所述第二驱动齿轮连接在所述驱动电机的输出轴上，所述第二驱动齿轮与所述齿部啮合，所述驱动电机用于带动所述活塞杆来回移动；

所述液压驱动缸设置有两个，两个所述活塞筒反向对称设置，两个所述活塞筒之间连通有连接管道，所述连接管道上设置有单向阀。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的人体工程床面的结构示意图；

图3为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的床面升降机构和床面支撑机构的结构示意图；

图4为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的床体支撑机构的结构示意图；

图5为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的液压传导机构、固定支撑架和躯干升降组件的结构示意图；

图6为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的过床机构的结构示意图；

图7为图6中A的局部放大图；

图8为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的上肢支架机构的结构示意图；

图9为本发明一种实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床的肘垫的结构示意图。

附图标号：

100、人体工程床面；110、头板；111、固定座；1111、插槽；120、颈板；130、胸板；140、腹板；150、髋板；160、膝板；170、踝板；

200、床面升降机构；210、躯干升降组件；211、躯干升降油缸；220、腿部升降组件；221、腿部升降油缸；

300、定位测距仪；310、定位芯片

400、控制终端；410、计算机；420、显示器；

500、床面支撑机构；510、固定支撑架；520、活动支撑架；521、转筒；5211、齿圈；

600、过床机构；610、过床支架；611、滑杆；6111、滚轮；612、支撑杆；620、过床滑动件；621、绕线轴；622、挂环；630、过床吊垫；631、连接杆；632、布垫；

700、上肢支架机构；710、滑块；711、滑槽；720、肩垫；721、绑带孔；730、肘垫；731、第二卡槽；740、腕垫；741、把手；750、第一旋转杆；760、第二旋转杆；770、第一调节杆；780、第二调节杆；

800、床体支撑机构；810、底座；820、床体升降油缸；830、调节地脚；840、脚轮；

900、液压传导机构；910、液压驱动缸；911、活塞筒；912、活塞杆；913、驱动电机；920、第一管道；930、第二管道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1、图2和图3，根据本发明第一方面实施例的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，包括人体工程床面100、多个定位芯片310、床面升降机构200、定位测距仪300、控制终端400、过床机构600和上肢支架机构700。人体工程床面100包括依次设置的头板110、颈板120、胸板130、腹板140、两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170。多个定位芯片310分别设于头板110、颈板120、胸板130、腹板140、两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170上，其中头板110、颈板120、胸板130和腹板140上均设置有两个定位芯片310，单个髋板150、单个膝板160和单个踝板170上均设置有一个定位芯片310。床面升降机构200包括多个躯干升降组件210和多个腿部升降组件220，多个躯干升降组件210分别连接头板110、颈板120、胸板130和腹板140，多个躯干升降组件210用于带动头板110、颈板120、胸板130和腹板140升降，多个腿部升降组件220分别连接两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170，多个腿部升降组件220用于带动两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170升降。定位测距仪300设于人体工程床面100一侧，定位测距仪300用于探测多个定位芯片310的位置数据。控制终端400与定位测距仪300通讯连接，控制终端400与床面升降机构200电性连接，控制终端400用于接收定位测距仪300探测到的位置数据，以及控制人体工程床面100的升降。过床机构600可拆卸的连接在人体工程床面100上，用于将病患移至转运床。上肢支架机构700安装在人体工程床面100上，用于固定人体上肢部分。

定位芯片310为无线射频芯片，可发出射频信号。定位测距仪300包括多个芯片探测器，可以以空间中任意参照点构建坐标系，通过无线信号可对其覆盖范围内无线射频芯片的进行位置解算，获得各无线射频芯片的空间坐标值，并将定位数据无线传输至控制终端400。

控制终端400包括计算机410、位姿遥控器和显示器420。计算机410可以接收来自定位测距仪300所获得的空间中多个定位芯片310的坐标信息，计算机410内搭载了图像三维重建系统，可以构建三维坐标系。

计算机410将定位测距仪300获得的位姿信息转换为图像信息后显示在显示器420上，计算机410内置有多中预存的床面位姿模式，方便医生一键控制。计算机410和位姿遥控器均与床面升降机构200电性连接，床面升降机构200受到位姿遥控器及计算机410的双重控制，一方面医生可以通过位姿遥控器灵活的控制床面升降机构200，另一方面也可以通过计算机410内预设的床面位姿模式快速的控制床面升降机构200。

设置对应身体各部位的人体工程床面100，包括头板110、颈板120、胸板130、腹板140、两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170，通过床面升降机构200带动人体工程床面100的各部位单独或同时升降，可以实现调整患者的局部姿态。可以对患者设置有静脉麻醉通路的上肢进行有效的保护性支撑，可以有效解决患者过床时带来的不便。通过控制终端400控制床面升降机构200运动，手术床调整姿态操作简单。通过在人体工程床面100上设置定位芯片310，定位测距仪300探测定位芯片310的位置数据，发送至控制终端400，可以实现对躺在手术床上的患者及手术床本身与所构建的虚拟对象保持实时映射，让虚拟对象与手术床本身及手术床上的患者的位姿信息可以双向交互，实现“数字孪生”。

本申请实施例的位姿信息包括位置和姿势信息。

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

在一些实施例中，参阅图1、图2和图3，具备数字孪生技术的多功能集成手术床还包括床面支撑机构500，床面支撑机构500包括固定支撑架510和两个活动支撑架520。两个活动支撑架520并列设置，两个活动支撑架520的一端均与固定支撑架510铰接。多个躯干升降组件210安装在固定支撑架510上，多个腿部升降组件220安装在活动支撑架520上。设置活动支撑架520，带动两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170张开，方便患者腿部张开。

在一些实施例中，参阅图1、图2和图3，活动支撑架520包括转筒521，固定支撑架510包括转轴，转筒521套设在转轴上，转筒521与转轴转动连接。转筒521一端设置有齿圈5211，固定支撑架510上转动连接有第一驱动齿轮，第一驱动齿轮与齿圈5211啮合。转动第一驱动齿轮，带动齿圈5211和转筒521转动，实现活动支撑架520张开，进而实现两个髋板150、两个膝板160和两个踝板170张开，方便患者腿部张开。可以使用电机带动第一驱动齿轮转动，也可以在第一驱动齿轮上连接拨杆，推动拨杆带动第一驱动齿轮转动。

在一些实施例中，参阅图1、图6和图7，过床机构600包括过床支架610、过床滑动件620、过床绳和过床吊垫630。过床支架610可拆卸的连接在人体工程床面100上，头板110上设置有两个固定座111，踝板170上设置有一个固定座111，固定座111上设置有插槽1111，四个固定座111位于人体工程床面100的四个边角位置，方便固定过床支架610。

过床吊垫630位于人体工程床面100上，过床吊垫630包括两个连接杆631和布垫632，布垫632连接在两个连接杆631之间，两个连接杆631两端设置有过线孔，过床绳穿过过线孔。

过床滑动件620滑动连接在过床支架610上，过床滑动件620上转动设置有绕线轴621，过床绳连接过床吊垫630和绕线轴621，绕线轴621用于通过过床绳带动过床吊垫630升降。转动绕线轴621，绷紧过床绳，带动过床吊垫630离开人体工程床面100。

绕线轴621呈Z形，方便手动转动。过床滑动件620上设置有两个挂环622，过床绳穿过两个挂环622连接在绕线轴621上。设置两个挂环622，可以保障绕线轴621带动过床吊垫630离开人体工程床面100时，过床滑动件620到过床吊垫630之间的两条过床绳平行，不会过度挤压过床吊垫630。

过床时，将手术床与转运床并排摆放，使用两个过床支架610，过床支架610的一端插在手术床上，另一端插在转运床上，转动绕线轴621带动过床吊垫630离开人体工程床面100。推动过床滑动件620沿过床支架610移动，带动过床吊垫630移动到转运床上方，反方向转动绕线轴621，带动过床吊垫630到转运床上，实现过床。

在一些实施例中，参阅图1、图6和图7，过床支架610包括滑杆611和两个支撑杆612，两个支撑杆612连接在滑杆611两端，两个支撑杆612可拆卸的连接在人体工程床面100上。两个支撑杆612与滑杆611铰接，方便折叠收纳。滑杆611的长度为至少两个手术床的宽度。转运时，一个支撑杆612插在手术床远离转运床一侧，另一个支撑杆612插在转运床远离手术床的一侧。

过床滑动件620呈筒状，过床滑动件620套设在滑杆611上，滑杆611表面转动设置有多个滚轮6111，各滚轮6111的轴线方向均与滑杆611的轴线方向垂直。设置多个滚轮6111，保障过床滑动件620在滑杆611上滑动顺畅，提高过床的流畅性。

在一些实施例中，参阅图1、图8和图9，上肢支架机构700包括依次连接的滑块710、肩垫720、肘垫730和腕垫740。胸板130上设置有滑轨，滑块710滑动连接在滑轨上，滑块710上设置有滑槽711，滑槽711截面呈T形，滑轨截面呈T形，保障滑轨与滑块710连接稳固。肩垫720、肘垫730和腕垫740上设置有绑带孔721，绑带孔721用于供绑带穿过，腕垫740上设置有把手741，肘垫730呈V形。通过绑带将上肢绑在上肢支架机构700上，避免患者上肢长期处于拉伸状态造成的不良影响，将常规手术中患者上肢呈T型打开的状态变为向上伸展，解决长时间保持此姿势所带来的臂丛神经牵拉问题和阻挡医生站位空间的问题。

在一些实施例中，参阅图1、图8和图9，滑块710与肩垫720之间设置有第一旋转杆750和第二旋转杆760，第一旋转杆750和第二旋转杆760相铰接。第一旋转杆750的另一端与滑块710铰接，第二旋转杆760的另一端与肩垫720铰接。方便折叠收纳上肢支架机构700。

肩垫720与肘垫730之间设置有第一调节杆770，肩垫720上设置有第一卡槽，肘垫730的一端设置有第二卡槽731，第一调节杆770的两端分别滑动连接在第一卡槽和第二卡槽731内。使得肩垫720与肘垫730之间的距离可调，适应不同患者手臂长度。

肘垫730与腕垫740之间设置有第二调节杆780，肘垫730的另一端设置有第三卡槽，腕垫740一端设置有第四卡槽，第二调节杆780的两端分别滑动连接在第三卡槽和第四卡槽内，第二调节杆780倾斜于第一调节杆770。使得肘垫730与腕垫740之间的距离可调，适应不同患者手臂长度。

在一些实施例中，参阅图1、图3和图4，具备数字孪生技术的多功能集成手术床还包括床体支撑机构800，床体支撑机构800包括底座810、床体升降油缸820、调节地脚830和脚轮840。床体升降油缸820安装在底座810上，床体升降油缸820的活动端连接固定支撑架510，床体升降油缸820带动固定支撑架510升降。底座810上设置有螺纹孔，调节地脚830上设置有外螺纹，外螺纹与螺纹孔螺纹连接，脚轮840转动连接在底座810上。床体升降油缸820带动固定支撑架510升降，脚轮840悬空时，调节地脚830支撑。转动调节地脚830，实现调节地脚830升降，调节地脚830悬空后，脚轮840接触地面，方便手术床移动。

在一些实施例中，参阅图1、图3、图4和图5，具备数字孪生技术的多功能集成手术床还包括液压传导机构900，液压传导机构900包括液压驱动缸910、第一管道920、第二管道930和液压电磁阀。第一管道920和第二管道930均连通液压驱动缸910，第一管道920与液压驱动缸910之间设置有液压电磁阀,第二管道930与液压驱动缸910之间设置有液压电磁阀，液压电磁阀与控制终端400电性连接。液压传导机构900还包括信号发射器，信号发射器可以接收和发射信号，液压电磁阀与信号发射器通讯连接，信号发射器与计算机410和位姿遥控器通讯连接。

躯干升降组件210包括躯干升降油缸211，腿部升降组件220包括腿部升降油缸221。躯干升降组件210和腿部升降组件220还可以设置为气缸。

第一管道920连通躯干升降油缸211和腿部升降油缸221，第二管道930连通床体升降油缸820。通过液压电磁阀控制第一管道920和第二管道930的流量和压力大小，进而实现躯干升降油缸211、腿部升降油缸221和床体升降油缸820的升降。第一管道920和第二管道930均设置有多个，单个躯干升降油缸211对应一个第一管道920，单个腿部升降油缸221对应一个第一管道920，床体升降油缸820与第二管道930一一对应。

在一些实施例中，参阅图1、图3、图4和图5，液压驱动缸910包括活塞筒911、活塞、活塞杆912、驱动电机913和第二驱动齿轮。活塞活动连接在活塞筒911内，活塞杆912一端伸入活塞筒911连接活塞，活塞杆912另一端伸出活塞筒911，活塞杆912伸出部分设置有齿部。第二驱动齿轮连接在驱动电机913的输出轴上，第二驱动齿轮与齿部啮合，驱动电机913用于带动活塞杆912来回移动，进而带动活塞在活塞筒911内来回移动。驱动电机913转动，带动第二驱动齿轮转动，带动活塞杆912在来回移动，带动活塞在活塞筒911内来回移动，活塞挤压活塞筒911内的液体，控制活塞筒911内的液体流向（通过液压电磁阀控制第一管道920与活塞筒911的连通状态，控制第二管道930与活塞筒911的连通状态），进而控制躯干升降油缸211、腿部升降油缸221和床体升降油缸820的升降。

液压驱动缸910设置有两个，两个活塞筒911反向对称设置，即活塞筒911并列设置，活塞筒911的敞口方向相反，方便安装活塞杆912和驱动电机913，避免两个驱动电机913干涉。两个活塞筒911之间连通有连接管道，连接管道上设置有单向阀，通过设置连通管道和单向阀，控制两个活塞筒911的液体流向，进而控制躯干升降油缸211、腿部升降油缸221和床体升降油缸820的升降，对人体工程床面100的单个床面，或任意多个床面实现多联动控制。

本申请实施例对手术床各部件进行了科学合理排布，集成了临床急需的使用功能，解决了现有各类手术床在设计时未能充分考虑临床实际使用需求方面的缺陷，大大提高了手术床的综合性能。能够解决手术流程中有关患者体位、移动的一些问题，通过各个部件的组合使用，优化了外科手术从入室到出室的流程，降低了医护人员的劳动强度，同时提高了医生的站位舒适性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，包括：

人体工程床面，包括依次设置的头板、颈板、胸板、腹板、两个髋板、两个膝板和两个踝板；

多个定位芯片，分别设于所述头板、所述颈板、所述胸板、所述腹板、两个所述髋板、两个所述膝板和两个所述踝板上；

床面升降机构，包括多个躯干升降组件和多个腿部升降组件，多个所述躯干升降组件分别连接所述头板、所述颈板、所述胸板和所述腹板，用于带动所述头板、所述颈板、所述胸板和所述腹板升降，多个所述腿部升降组件分别连接两个所述髋板、两个所述膝板和两个所述踝板，用于带动两个所述髋板、两个所述膝板和两个所述踝板升降；

定位测距仪，设于所述人体工程床面一侧，用于探测多个所述定位芯片的位置数据；

控制终端，与所述定位测距仪通讯连接，与所述床面升降机构电性连接，用于接收所述定位测距仪探测到的位置数据，以及控制所述人体工程床面的升降；

过床机构，可拆卸的连接在所述人体工程床面上，用于将病患移至转运床；

上肢支架机构，安装在所述人体工程床面上，用于固定人体上肢部分。

2.根据权利要求1所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，还包括床面支撑机构，所述床面支撑机构包括固定支撑架和两个活动支撑架，两个所述活动支撑架并列设置，两个所述活动支撑架的一端均与所述固定支撑架铰接，多个所述躯干升降组件安装在所述固定支撑架上，多个所述腿部升降组件安装在所述活动支撑架上。

3.根据权利要求2所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，所述活动支撑架包括转筒，所述固定支撑架包括转轴，所述转筒套设在所述转轴上，所述转筒与所述转轴转动连接，所述转筒一端设置有齿圈，所述固定支撑架上转动连接有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述齿圈啮合。

4.根据权利要求1所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，所述过床机构包括过床支架、过床滑动件、过床绳和过床吊垫，所述过床支架可拆卸的连接在所述人体工程床面上，所述过床吊垫位于所述人体工程床面上，所述过床滑动件滑动连接在所述过床支架上，所述过床滑动件上转动设置有绕线轴，所述过床绳连接所述过床吊垫和所述绕线轴，所述绕线轴用于通过所述过床绳带动所述过床吊垫升降。

5.根据权利要求4所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，所述过床支架包括滑杆和两个支撑杆，两个所述支撑杆连接在所述滑杆两端，两个所述支撑杆可拆卸的连接在所述人体工程床面上，所述过床滑动件呈筒状，所述过床滑动件套设在所述滑杆上，所述滑杆表面转动设置有多个滚轮，各所述滚轮的轴线方向均与所述滑杆的轴线方向垂直。

6.根据权利要求1所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，所述上肢支架机构包括依次连接的滑块、肩垫、肘垫和腕垫；

所述胸板上设置有滑轨，所述滑块滑动连接在所述滑轨上，所述肩垫、所述肘垫和所述腕垫上设置有用于供绑带穿过的绑带孔，所述腕垫上设置有把手。

7.根据权利要求6所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，所述滑块与所述肩垫之间设置有相铰接的第一旋转杆和第二旋转杆，所述第一旋转杆的另一端与所述滑块铰接，所述第二旋转杆的另一端与所述肩垫铰接；

所述肩垫与所述肘垫之间设置有第一调节杆，所述肩垫上设置有第一卡槽，所述肘垫的一端设置有第二卡槽，所述第一调节杆的两端分别滑动连接在所述第一卡槽和所述第二卡槽内；

所述肘垫与所述腕垫之间设置有第二调节杆，所述肘垫的另一端设置有第三卡槽，所述腕垫一端设置有第四卡槽，所述第二调节杆的两端分别滑动连接在所述第三卡槽和所述第四卡槽内，所述第二调节杆倾斜于所述第一调节杆。

8.根据权利要求2所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，还包括床体支撑机构，所述床体支撑机构包括底座、床体升降油缸、调节地脚和脚轮，所述床体升降油缸安装在所述底座上，所述床体升降油缸的连接所述固定支撑架，所述底座上设置有螺纹孔，所述调节地脚上设置有外螺纹，所述外螺纹与所述螺纹孔螺纹连接，所述脚轮转动连接在所述底座上。

9.根据权利要求8所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，还包括液压传导机构，所述液压传导机构包括液压驱动缸、第一管道、第二管道和液压电磁阀，所述第一管道和所述第二管道均连通所述液压驱动缸，所述第一管道与所述液压驱动缸之间设置有所述液压电磁阀,所述第二管道与所述液压驱动缸之间设置有所述液压电磁阀，所述液压电磁阀与所述控制终端电性连接；

所述躯干升降组件包括躯干升降油缸，所述腿部升降组件包括腿部升降油缸，所述第一管道连通所述躯干升降油缸和所述腿部升降油缸，所述第二管道连通所述床体升降油缸。

10.根据权利要求9所述的具备数字孪生技术的多功能集成手术床，其特征在于，所述液压驱动缸包括活塞筒、活塞、活塞杆、驱动电机和第二驱动齿轮，所述活塞活动连接在所述活塞筒内，所述活塞杆一端伸入所述活塞筒与所述活塞连接，另一端伸出所述活塞筒，且伸出部分设置有齿部，所述第二驱动齿轮连接在所述驱动电机的输出轴上，所述第二驱动齿轮与所述齿部啮合，所述驱动电机用于带动所述活塞杆来回移动；

所述液压驱动缸设置有两个，两个所述活塞筒反向对称设置，两个所述活塞筒之间连通有连接管道，所述连接管道上设置有单向阀。