CN206675675U - 适合于远程医疗的智能手术平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提出一种适合于远程医疗的智能手术平台。本实用新型设有底座及通过支架支撑于底座上的床体，关键在于所述床体的床板采用碳纤维材料制成；所述支架由滑动座及固定于滑动座上的四个独立的电动推杆构成，所述滑动座通过滑轨安装于底座上，并可相对于底座做水平移动，以实现床体的姿态及位置调整；所述床体设有角度传感器及直线位移传感器，以检测床体倾角及位置；该智能手术平台还设有体征参数采集模块、视频图像采集模块、彩信短信收发模块、同步图像显示模块、运动控制模块、视觉位置反馈模块及用于控制上述模块的控制单元，所述控制单元设有本地控制接口和远程控制接口。

Description

适合于远程医疗的智能手术平台

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及到一种手术平台。

背景技术

传统的手术平台存在设备繁杂、信息不共享、无法和先进手术机器人相配合使用的问题，在远程医疗越来越大普及的今天，已经不再适合使用。远程医疗的最主要的特点就是能够利用现代的通讯技术手段，医生在远程遥控相关的医疗机器人对患者进行手术，这就需要手术平台能够适应手术机器人的工作。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种适合于远程医疗的智能手术平台。

本实用新型的适合于远程医疗的智能手术平台设有底座及通过支架支撑于底座上的床体，关键在于所述床体的床板采用碳纤维材料制成；所述支架由滑动座及固定于滑动座上的四个独立的电动推杆构成，所述电动推杆呈平行四边形分布，且所述平行四边形的四个顶点分别在床体的纵轴轴线及横轴轴线上；所述滑动座通过滑轨安装于底座上，并可相对于底座做水平移动；所述床体设有用于检测床体倾角的角度传感器及用于检测滑动座相对于底座移动距离的直线位移传感器；该智能手术平台还设有体征参数采集模块、视频图像采集模块、彩信短信收发模块、同步图像显示模块、运动控制模块、视觉位置反馈模块及用于控制上述模块的控制单元，所述控制单元设有本地控制接口和远程控制接口；所述运动控制模块分别与角度传感器、直线位移传感器、电动推杆相连。

上述手术平台通过滑动座、电动推杆，使得床体具有水平面内横向移动、垂直升降、俯仰和滚转的4个自由度，以满足手术的需要。当不同的电动推杆伸出时，即可推动床体向相反的一侧倾斜，通过不同电动推杆的配合，即可实现多个自由度的调整。例如说，靠近床头的电动推杆伸出，靠近床尾的电动推杆缩回，即可使床体向床尾方向倾斜；四个电动推杆同时伸出，即可将床体抬升。上述手术平台还集成了体征参数采集模块、视频图像采集模块、彩信短信收发模块、同步图像显示模块、运动控制模块、视觉位置反馈模块，可以与现代的医疗机器人配合，以应用于远程医疗。

进一步地，为了与其他手术机器人实现无缝结合，手术床自身空间需要结构化，需要引入视觉位置反馈模块。本实用新型中的视频图像采集模块由光电定位式双目摄像头与1394视频采集卡连接而构成。手术平台上的位置图像通过双目摄像头采集得到，经过1394视频采集卡输入到PC机中，转换成位置坐标的形式，然后通过UDP协议将采集到的数据以广播的形式在局域内网中发送，使得所有的设备均能得到手术平台上的位置坐标，嵌入式得到坐标后，实现了系统的大闭环视觉反馈。

进一步地，所述底座及支架的轮廓小于床体的轮廓，通过超小型低重心底座，使得医生的操作空间更充足，可透视面积更宽。

进一步地，所述床体的床头部位设有可拆卸的背板，以用于换置安装多功能手术床背板。

进一步地，所述床体的两侧设有标准硬件卡口，以用于外接其他手术设备。

本实用新型的智能手术平台以智能化控制为核心、以智能化手术床为平台，以视频采集、位置采集、体征参数采集等模块为外设，形成适合于远程医疗及医疗机器人的智能化手术平台系统，非常适合于现代医疗的需求。

附图说明

图1是本实用新型的适合于远程医疗的智能手术平台的结构示意图。

附图标示：1、底座；2、床体；3、标准硬件卡口；4、滑动座；5、电动推杆。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图所示（图中未画出传感器、滑轨、各模块及控制单元），本实施例的适合于远程医疗的智能手术平台设有底座1及通过支架支撑于底座1上的床体2，床体2的床板采用碳纤维材料制成；

所述支架由滑动座4及固定于滑动座4上的四个独立的电动推杆5构成，所述电动推杆5呈平行四边形分布，且所述平行四边形的四个顶点分别在床体2的纵轴轴线及横轴轴线上；所述滑动座4通过滑轨安装于底座1上，并可相对于底座1做水平移动；所述床体2设有用于检测床体2倾角的角度传感器及用于检测滑动座4相对于底座1移动距离的直线位移传感器；

该智能手术平台还设有体征参数采集模块、视频图像采集模块、彩信短信收发模块、同步图像显示模块、运动控制模块、视觉位置反馈模块及用于控制上述模块的控制单元，所述控制单元设有本地控制接口和远程控制接口；所述运动控制模块分别与角度传感器、直线位移传感器、电动推杆5相连。

底座1及支架的轮廓小于床体2的轮廓，通过超小型低重心底座1，使得医生的操作空间更充足，可透视面积更宽。

床体2的床头部位设有可拆卸的背板，以用于换置安装多功能手术床背板。

床体2的两侧设有标准硬件卡口3，以用于外接其他手术设备。

为了与其他手术机器人实现无缝结合，手术床自身空间需要结构化，需要引入视觉位置反馈模块。本实用新型中的视频图像采集模块由光电定位式双目摄像头与1394视频采集卡连接而构成。手术平台上的位置图像通过双目摄像头采集得到，经过1394视频采集卡输入到PC机中，转换成位置坐标的形式，然后通过UDP协议将采集到的数据以广播的形式在局域内网中发送，使得所有的设备均能得到手术平台上的位置坐标，嵌入式得到坐标后，实现了系统的大闭环视觉反馈。

运动控制模块：在远程控制时远程机通过UDP协议的方式接收本地机的姿态、体征参数等信息，通过TCP协议接收同步图像，同时通过UDP协议发送控制指令和硬件操作命令来远程控制手术台的运动及图像采集与发送。

在本地状态下，信息岛直接操作系统硬件，同时将系统的自身状态通过网络不停的对外发送。这就要求系统在本地状态下实时打开所有对外硬件接口，对系统的负荷比较大。考虑到在仅执行本地操作没有远程参与的条件下对系统控制的优化。决定将本地信息岛对外数据传输的功能独立出来，即添加一个自身状态广播使能位。当该位使能时，表示系统操作有远程介入，这时本地机系统使能自身数据发送与命令接受，可以接受远程控制。在该位未使能时，信息岛仅作为本地控制核心使用，不对外发送状态和接受控制指令。

运动控制模块是数字化手术床功能的核心模块，通过传感器返回的数据，可以精确移动和显示手术床的位置。运动控制模块主要实现手术床的水平、垂直、左右倾、前后倾的运动和一键复位的运动。复位精度可达到±1mm、±1°

体征信息参数采集模块：多参数监护仪在医疗中被广泛应用，主要为医学临床诊断提供重要的病人信息，包括实时监测人体的心率、血氧、心电信号、血氧饱和度、血压、呼吸率以及体温等重要信息，因此它是监护病人的重要设备。本手术床采用的多参数监护仪模块是BM100，多参数监护仪模块上提供了一路RS232串口数据用于屏幕显示，为了使信息岛可以获得患者的体征参数，采用了四二输入与门74LS08构成信号转换电路，用于将单路串口信号转为两路一路用于多参数监护仪的自身显示，另外一路用于信息岛的数据采集。BM100模块由以下五部分组成，五导联心电+呼吸功能模块、无创血功能模块、双体温功能模块、双有创血压功能模块和血氧功能模块。本手术床主要用到无创血压功能模块和血氧功能模块，分别用于测量无创收缩压、舒张压、平均压和动脉氧饱和度以及脉率。

视频采集模块：数字化信息岛为了和智能化手术室融合，并完成远程手术远程会诊的功能，要求具备实现实时图像、视频的采集和传输的功能。视频在Linux操作系统系统中主要通过v4l2（video 4 Linux 2）进行视频采集。V4l2支持多种设备，主要包括以下几种接口：视频采集接口、视频输出接口、直接传输视频接口、视频间隔消隐信号接口和收音机接口。

短信彩信收发模块：智能手术床引入短信、彩信收发功能主要是为远程医疗和远程会诊提供支持。在这种功能下，数字信息岛采用短信问询的形式，首先发送短信到指定的医生的手机。询问是否能参加会诊，如对方回复为“Yes”，系统将会下发通过摄像头采集的手术图像或手术的CT图像到指定的医生的手机，在这条彩信中将包含病人的体征参数和当前状态。在本报告所述系统中选取GPRS模块SIM300实现短信彩信收发功能。

在本系统中，通过彩信模块和图像采集模块相结合，实现了远端医生一键式问询会诊功能。通过在界面简单的点选，就能发出能否应诊的问询，得到肯定回答后，可将摄像头采集到的图像以彩信的形式发送到医生手机。

同步图像显示模块：该模块主要实现图像的修改及同步传送，在本地修改图像，在远端可实时收到图像并显示，同时在远端修改图像，在本地亦可实时接收到图像并显示。远端与本地通过TCP/IP协议来实现。

上述手术平台通过滑动座4、电动推杆5，使得床体2具有水平面内横向移动、垂直升降、俯仰和滚转的4个自由度，以满足手术的需要。当不同的电动推杆5伸出时，即可推动床体2向相反的一侧倾斜，通过不同电动推杆5的配合，即可实现多个自由度的调整。例如说，靠近床头的电动推杆5伸出，靠近床尾的电动推杆5缩回，即可使床体2向床尾方向倾斜；四个电动推杆5同时伸出，即可将床体2抬升。上述手术平台还集成了体征参数采集模块、视频图像采集模块、彩信短信收发模块、同步图像显示模块、运动控制模块、视觉位置反馈模块，可以与现代的医疗机器人配合，以应用于远程医疗。

Claims (5)

1.一种适合于远程医疗的智能手术平台，设有底座及通过支架支撑于底座上的床体，其特征在于所述床体的床板采用碳纤维材料制成；所述支架由滑动座及固定于滑动座上的四个独立的电动推杆构成，所述电动推杆呈平行四边形分布，且所述平行四边形的四个顶点分别在床体的纵轴轴线及横轴轴线上；所述滑动座通过滑轨安装于底座上，并可相对于底座做水平移动；所述床体设有用于检测床体倾角的角度传感器及用于检测滑动座相对于底座移动距离的直线位移传感器；该智能手术平台还设有体征参数采集模块、视频图像采集模块、彩信短信收发模块、同步图像显示模块、运动控制模块、视觉位置反馈模块及用于控制上述模块的控制单元，所述控制单元设有本地控制接口和远程控制接口；所述运动控制模块分别与角度传感器、直线位移传感器、电动推杆相连。

2.根据权利要求1所述的适合于远程医疗的智能手术平台，其特征在于所述视频图像采集模块由光电定位式双目摄像头与1394视频采集卡连接而构成。

3.根据权利要求1或2所述的适合于远程医疗的智能手术平台，其特征在于所述底座及支架的轮廓小于床体的轮廓。

4.根据权利要求1或2所述的适合于远程医疗的智能手术平台，其特征在于所述床体的床头部位设有可拆卸的背板。

5.根据权利要求1或2所述的适合于远程医疗的智能手术平台，其特征在于所述床体的两侧设有标准硬件卡口。