CN117426870A - 一种胸外科手术辅助实时控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胸外科手术辅助实时控制系统，具体涉及胸外科手术辅助领域，其包括用于患者医疗病例和患者信息的录入模块、用于患者手术案例方案执行方法储存的云端、用于对患者体征实时监测和分析的监测模块、用于根据患者病例参考云端方案制定初始手术方案的定制模块。本发明通过监测模块根据接入模块所接入的医疗设备，进行数据共享，能够对患者特征进行更好的监测，加上系统本身能够进行患者的体征进行监测，能够更好的确定患者在手术的过程中，是否出现应急情况，而应急单元能够提供相应的应急反应，及时的更换手术方案，可以有效的为患者后续的手术步骤提供一个参考，而若是没有出现应急情况，则会根据初始手术方案进行后续手术步骤。

Description

一种胸外科手术辅助实时控制系统

技术领域

本发明涉及胸外科手术辅助领域，尤其涉及一种胸外科手术辅助实时控制系统。

背景技术

胸外科手术辅助实时控制系统是一种利用先进的技术，为胸外科手术提供实时的辅助和控制功能的系统。这个系统能够在手术过程中，通过实时的图像处理、数据分析和机器学习等技术，提供医生所需的信息和指导，帮助医生做出更准确和精细的操作，但是现有的辅助实时控制系统在实际应用中，虽然能够提供一个较为准确的参考手术方案，但是在实际临床手术中，手术过程中可能会遇到各种各样的意外，但是辅助实时控制系统却无法提供后续手术的手术方案，按部就班的执行本身制定的手术步骤，进而容易影响到医生的判断。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，现有的辅助实时控制系统在实际应用中，虽然能够提供一个较为准确的参考手术方案，但是在实际临床手术中，手术过程中可能会遇到各种各样的意外，但是辅助实时控制系统却无法提供后续手术的手术方案，按部就班的执行本身制定的手术步骤，进而容易影响到医生的判断，而提出的一种胸外科手术辅助实时控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种胸外科手术辅助实时控制系统，包括用于患者医疗病例和患者信息的录入模块、用于患者手术案例方案执行方法储存的云端、用于对患者体征实时监测和分析的监测模块、用于根据患者病例参考云端方案制定初始手术方案的定制模块、用于患者出现应急情况的应急单元、用于建立实时数字模型的建模模块、用于根据数字模型而构造虚拟影像的虚拟现实模块、用于以虚拟影像为参数并根据参数生成后续引导坐标点投射的投影模块和用于记录此次手术方案的记录模块，所述录入模块电性连接有用于与云端执行方案方法匹配的匹配模块，所述定制模块电性连接有用于方案执行的执行模块，所述监测模块电性连接有用于与外界医疗设备数据共享的接入模块，所述建模模块电性连接有用于手术动作捕捉的捕捉模块和用于肝脏器官模拟的模拟模块，所述记录模块电性连接有用于数据上传的上传模块。

通过采用上述技术方案：所述匹配模块根据录入模块所录入的病例与云端手术案例执行方法进行匹配，寻找最为接近的执行方案，由所述定制模块根据匹配模块所选择的手术案例执行方案定制初始手术方案。

通过采用上述技术方案：所述接入模块与外界医疗设备连接，其医疗设备的数据通过所述接入模块与所述监测模块共享，由所述监测模块实时监测患者的生命体征，判定是否出现应急情况。

通过采用上述技术方案：当所述监测模块未监测到出现应急情况时，所述建模模块根据所述捕捉模块所捕捉的手术动作和所述模拟模块所模拟的患者器官建立动态的数字模型，由所述虚拟现实模块根据建模模块所建立的数字模型建立虚拟影像，所述投影模块以虚拟影像为参考依据，生成后续引导坐标点，同时根据建模模块构建的虚拟影像将人体器官所在位置生成器官坐标点，所述投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置。

通过采用上述技术方案：所述记录模块会根据手术流程和手术方案生成手术方案文件并由所述上传模块上传至云端记录。

通过采用上述技术方案：所述应急单元更换初始方案，所述应急单元包括用于应急处理的应急模块、用于根据建模模块提供参数创建虚拟场景的情景模块、用于根据虚拟场景搜索更新初始方案的更换方案、用于模拟新方案执行的虚拟模块和用于分析新方案是否可行的分析模块。

通过采用上述技术方案：当所述监测模块监测到出现应急情况时，所述应急模块实时开启应急方案，所述情景模块根据建模模块建立的实时影像创建新的虚拟场景，所述更换模块搜索云端方案建立新方案，并由虚拟模块模拟该方案的手术方案，所述分析模块会对虚拟模块模拟的方案数据进行分析。

通过采用上述技术方案：所述分析模块认为新方案可以解决应急情况时，由所述投影模块接收新方案，并生成新方案引导坐标点投射于人体表面和器官，当所述分析模块认为新方案无法解决应急情况时，由所述更换模块更换新的方案，当主刀医生认为应急单元提供的方案无法解决应急情况时，由主刀医生自主持刀完成后续手术。

通过采用上述技术方案：所述胸外科手术辅助实时监控系统的使用方法：

所述录入模块录入患者病例和患者的信息，由所述匹配模块与云端内储存的患者手术案例方案执行方法进行匹配，寻找最为合适的手术方案，所述定制模块确定匹配模块所匹配的执行方案，创建初始手术方案，并由所述执行模块执行初始手术方案，接入模块与外围设备连接，由所述监测模块实时监测具体数据，并判定是否出现应急情况。

通过采用上述技术方案：当所述监测模块未监测到出现应急情况时，所述建模模块根据捕捉模块捕捉的手术动作和模拟模块模拟的人体器官建立数字模型，之后所述虚拟现实模块根据数字模型建立虚拟影像，所述投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置；

当所述监测模块监测到出现应急情况时，所述应急模块开启应急模式，所述情景模块根据建模模块所提供的数字模型建立相关的情景影像，所述更换模块根据情景模块制定相关后续手术步骤，所述虚拟模块模拟后续步骤，所述分析模块根据虚拟模块模拟的情况进行分析，分析可行性，当分析模块分析数据可行时，所述投影模块会常见新的引导坐标点，当分析模块分析不行时，则由更换模块重新更换新的后续方案，若是主刀医生不采用更换模块更换的方案，则可以自行进行后续手术步骤；

所述记录模块会将本次手术方案步骤和影像记录，并由所述上传模块上传至云端保存。

本发明的有益效果为：

本发明，监测模块根据接入模块所接入的医疗设备，进行数据共享，能够对患者特征进行更好的监测，加上系统本身能够进行患者的体征进行监测，能够更好的确定患者在手术的过程中，是否出现应急情况，而应急单元能够提供相应的应急反应，及时的更换手术方案，可以有效的为患者后续的手术步骤提供一个参考，而若是没有出现应急情况，则会根据初始手术方案进行后续手术步骤，而应急情况为患者出现紧急情况，无法按照定制模块所定制的初始手术方案，云端中储存有大量的手术案例，基本覆盖所有类型的胸外科手术方案，同时通过匹配模块能够快速的找到类似的案例，并通过定制模块根据此案例定制相关的初始手术方案，由外界医疗设备和自身监测模块实时监测，以防止手术中患者出现紧急情况，需要更换初始手术方案的后续手术步骤，捕捉模块能够提供患者在进行手术的时候，手术实时操作步骤，而模拟模块可以模拟提供患者的器官位置，然后由建模模块建立相关数字模型，并且通过虚拟现实模块根据数字模型进行模拟构造虚拟影像，同时投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影到人体表皮和器官上，并且投影模块会根据捕捉模块所捕捉到的动作实时在建模模块上进行实时变化，进而虚拟现实模块所构造的虚拟影像即为手术实时影响，同时投影模块会根据虚拟影像实时更新引导坐标点，本次手术步骤会通过记录模块进行记录，并通过上传模块上传至云端，而云端的数据记录则会根据手术进行的次数越多而生成更多的参考手术方案。

附图说明

图1为本发明中一种胸外科手术辅助实时控制系统的系统流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。

如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。

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。

如图1所示，一种胸外科手术辅助实时控制系统，包括用于患者医疗病例和患者信息的录入模块、用于患者手术案例方案执行方法储存的云端、用于对患者体征实时监测和分析的监测模块、用于根据患者病例参考云端方案制定初始手术方案的定制模块、用于患者出现应急情况的应急单元、用于建立实时数字模型的建模模块、用于根据数字模型而构造虚拟影像的虚拟现实模块、用于以虚拟影像为参数并根据参数生成后续引导坐标点投射的投影模块和用于记录此次手术方案的记录模块，录入模块电性连接有用于与云端执行方案方法匹配的匹配模块，定制模块电性连接有用于方案执行的执行模块，监测模块电性连接有用于与外界医疗设备数据共享的接入模块，建模模块电性连接有用于手术动作捕捉的捕捉模块和用于肝脏器官模拟的模拟模块，记录模块电性连接有用于数据上传的上传模块；

通过上述实施例，监测模块根据接入模块所接入的医疗设备，进行数据共享，能够对患者特征进行更好的监测，加上系统本身能够进行患者的体征进行监测，能够更好的确定患者在手术的过程中，是否出现应急情况，而应急单元能够提供相应的应急反应，及时的更换手术方案，可以有效的为患者后续的手术步骤提供一个参考，而若是没有出现应急情况，则会根据初始手术方案进行后续手术步骤，而应急情况为患者出现紧急情况，无法按照定制模块所定制的初始手术方案；

匹配模块根据录入模块所录入的病例与云端手术案例执行方法进行匹配，寻找最为接近的执行方案，由定制模块根据匹配模块所选择的手术案例执行方案定制初始手术方案；

通过上述实施例，云端中储存有大量的手术案例，基本覆盖所有类型的胸外科手术方案，同时通过匹配模块能够快速的找到类似的案例，并通过定制模块根据此案例定制相关的初始手术方案；

接入模块与外界医疗设备连接，其医疗设备的数据通过接入模块与监测模块共享，由监测模块实时监测患者的生命体征，判定是否出现应急情况；

通过上述实施例，由外界医疗设备和自身监测模块实时监测，以防止手术中患者出现紧急情况，需要更换初始手术方案的后续手术步骤；

当监测模块未监测到出现应急情况时，建模模块根据捕捉模块所捕捉的手术动作和模拟模块所模拟的患者器官建立动态的数字模型，由虚拟现实模块根据建模模块所建立的数字模型建立虚拟影像，投影模块以虚拟影像为参考依据，生成后续引导坐标点，同时根据建模模块构建的虚拟影像将人体器官所在位置生成器官坐标点，投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置；

通过上述实施例，捕捉模块能够提供患者在进行手术的时候，手术实时操作步骤，而模拟模块可以模拟提供患者的器官位置，然后由建模模块建立相关数字模型，并且通过虚拟现实模块根据数字模型进行模拟构造虚拟影像，同时投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影到人体表皮和器官上，并且投影模块会根据捕捉模块所捕捉到的动作实时在建模模块上进行实时变化，进而虚拟现实模块所构造的虚拟影像即为手术实时影响，同时投影模块会根据虚拟影像实时更新引导坐标点；

记录模块会根据手术流程和手术方案生成手术方案文件并由上传模块上传至云端记录；

通过上述实施例，本次手术步骤会通过记录模块进行记录，并通过上传模块上传至云端，而云端的数据记录则会根据手术进行的次数越多而生成更多的参考手术方案；

应急单元更换初始方案，应急单元包括用于应急处理的应急模块、用于根据建模模块提供参数创建虚拟场景的情景模块、用于根据虚拟场景搜索更新初始方案的更换方案、用于模拟新方案执行的虚拟模块和用于分析新方案是否可行的分析模块，当监测模块监测到出现应急情况时，应急模块实时开启应急方案，情景模块根据建模模块建立的实时影像创建新的虚拟场景，更换模块搜索云端方案建立新方案，并由虚拟模块模拟该方案的手术方案，分析模块会对虚拟模块模拟的方案数据进行分析，当分析模块认为新方案可以解决应急情况时，由投影模块接收新方案，并生成新方案引导坐标点投射于人体表面和器官，当分析模块认为新方案无法解决应急情况时，由更换模块更换新的方案，当主刀医生认为应急单元提供的方案无法解决应急情况时，由主刀医生自主持刀完成后续手术。

胸外科手术辅助实时监控系统的使用方法：

录入模块录入患者病例和患者的信息，由匹配模块与云端内储存的患者手术案例方案执行方法进行匹配，寻找最为合适的手术方案，定制模块确定匹配模块所匹配的执行方案，创建初始手术方案，并由执行模块执行初始手术方案，接入模块与外围设备连接，由监测模块实时监测具体数据，并判定是否出现应急情况；

当监测模块未监测到出现应急情况时，建模模块根据捕捉模块捕捉的手术动作和模拟模块模拟的人体器官建立数字模型，之后虚拟现实模块根据数字模型建立虚拟影像，投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置；

当监测模块监测到出现应急情况时，应急模块开启应急模式，情景模块根据建模模块所提供的数字模型建立相关的情景影像，然后由更换模块根据情景模块制定相关后续手术步骤，并由虚拟模块模拟后续步骤，分析模块根据虚拟模块模拟的情况进行分析，分析可行性，当分析模块分析数据可行时，投影模块会常见新的引导坐标点，当分析模块分析不行时，则由更换模块重新更换新的后续方案，若是主刀医生不采用更换模块更换的方案，则可以自行进行后续手术步骤；

记录模块会将本次手术方案步骤和影像记录，并由上传模块上传至云端保存。

工作原理：本发明在使用时，录入模块录入患者病例和患者的信息，由匹配模块与云端内储存的患者手术案例方案执行方法进行匹配，寻找最为合适的手术方案，定制模块确定匹配模块所匹配的执行方案，创建初始手术方案，并由执行模块执行初始手术方案，接入模块与外围设备连接，由监测模块实时监测具体数据，并判定是否出现应急情况，当监测模块未监测到出现应急情况时，建模模块根据捕捉模块捕捉的手术动作和模拟模块模拟的人体器官建立数字模型，之后虚拟现实模块根据数字模型建立虚拟影像，投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置，当监测模块监测到出现应急情况时，应急模块开启应急模式，情景模块根据建模模块所提供的数字模型建立相关的情景影像，然后由更换模块根据情景模块制定相关后续手术步骤，并由虚拟模块模拟后续步骤，分析模块根据虚拟模块模拟的情况进行分析，分析可行性，当分析模块分析数据可行时，投影模块会常见新的引导坐标点，当分析模块分析不行时，则由更换模块重新更换新的后续方案，若是主刀医生不采用更换模块更换的方案，则可以自行进行后续手术步骤，记录模块会将本次手术方案步骤和影像记录，并由上传模块上传至云端保存。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，包括用于患者医疗病例和患者信息的录入模块、用于患者手术案例方案执行方法储存的云端、用于对患者体征实时监测和分析的监测模块、用于根据患者病例参考云端方案制定初始手术方案的定制模块、用于患者出现应急情况的应急单元、用于建立实时数字模型的建模模块、用于根据数字模型而构造虚拟影像的虚拟现实模块、用于以虚拟影像为参数并根据参数生成后续引导坐标点投射的投影模块和用于记录此次手术方案的记录模块，所述录入模块电性连接有用于与云端执行方案方法匹配的匹配模块，所述定制模块电性连接有用于方案执行的执行模块，所述监测模块电性连接有用于与外界医疗设备数据共享的接入模块，所述建模模块电性连接有用于手术动作捕捉的捕捉模块和用于肝脏器官模拟的模拟模块，所述记录模块电性连接有用于数据上传的上传模块。

2.根据权利要求1所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述匹配模块根据录入模块所录入的病例与云端手术案例执行方法进行匹配，寻找最为接近的执行方案，由所述定制模块根据匹配模块所选择的手术案例执行方案定制初始手术方案。

3.根据权利要求1所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述接入模块与外界医疗设备连接，其医疗设备的数据通过所述接入模块与所述监测模块共享，由所述监测模块实时监测患者的生命体征，判定是否出现应急情况。

4.根据权利要求1所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述监测模块未监测到出现应急情况时，所述建模模块根据所述捕捉模块所捕捉的手术动作和所述模拟模块所模拟的患者器官建立动态的数字模型，由所述虚拟现实模块根据建模模块所建立的数字模型建立虚拟影像，所述投影模块以虚拟影像为参考依据，生成后续引导坐标点，同时根据建模模块构建的虚拟影像将人体器官所在位置生成器官坐标点，所述投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置。

5.根据权利要求1所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述记录模块会根据手术流程和手术方案生成手术方案文件并由所述上传模块上传至云端记录。

6.根据权利要求1所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述应急单元更换初始方案，所述应急单元包括用于应急处理的应急模块、用于根据建模模块提供参数创建虚拟场景的情景模块、用于根据虚拟场景搜索更新初始方案的更换方案、用于模拟新方案执行的虚拟模块和用于分析新方案是否可行的分析模块。

7.根据权利要求6所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，当所述监测模块监测到出现应急情况时，所述应急模块实时开启应急方案，所述情景模块根据建模模块建立的实时影像创建新的虚拟场景，所述更换模块搜索云端方案建立新方案，并由虚拟模块模拟该方案的手术方案，所述分析模块会对虚拟模块模拟的方案数据进行分析。

8.根据权利要求7所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述分析模块认为新方案可以解决应急情况时，由所述投影模块接收新方案，并生成新方案引导坐标点投射于人体表面和器官，当所述分析模块认为新方案无法解决应急情况时，由所述更换模块更换新的方案，当主刀医生认为应急单元提供的方案无法解决应急情况时，由主刀医生自主持刀完成后续手术。

9.根据权利要求1所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于，所述胸外科手术辅助实时监控系统的使用方法：

所述录入模块录入患者病例和患者的信息，由所述匹配模块与云端内储存的患者手术案例方案执行方法进行匹配，寻找最为合适的手术方案，所述定制模块确定匹配模块所匹配的执行方案，创建初始手术方案，并由所述执行模块执行初始手术方案，接入模块与外围设备连接，由所述监测模块实时监测具体数据，并判定是否出现应急情况。

10.根据权利要求9所述的胸外科手术辅助实时控制系统，其特征在于：

当所述监测模块未监测到出现应急情况时，所述建模模块根据捕捉模块捕捉的手术动作和模拟模块模拟的人体器官建立数字模型，之后所述虚拟现实模块根据数字模型建立虚拟影像，所述投影模块会将引导坐标点和器官坐标点投影至人体表皮和人体器官的对应位置；

当所述监测模块监测到出现应急情况时，所述应急模块开启应急模式，所述情景模块根据建模模块所提供的数字模型建立相关的情景影像，所述更换模块根据情景模块制定相关后续手术步骤，所述虚拟模块模拟后续步骤，所述分析模块根据虚拟模块模拟的情况进行分析，分析可行性，当分析模块分析数据可行时，所述投影模块会常见新的引导坐标点，当分析模块分析不行时，则由更换模块重新更换新的后续方案，若是主刀医生不采用更换模块更换的方案，则可以自行进行后续手术步骤；

所述记录模块会将本次手术方案步骤和影像记录，并由所述上传模块上传至云端保存。