申请/专利权人：青岛大学附属医院

申请日：2020-09-27

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN112365966B

主分类号：G16H40/60

分类号：G16H40/60;G06F3/01;G06V40/20;A61B34/00;A61B34/35

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.06.04#实质审查的生效;2021.02.12#公开

摘要：本发明公开一种结合VR技术的数字化手术系统，包括：数字总控装置、至少一个数字手术室、影音演示装置以及远程VR控制室，每一个数字手术室包括：中央控制器、一体化手术台、若干个全景摄像头、若干个VR摄像头、无菌液晶显示器、视频通讯装置、以及用于操控手术器械的数控机器人，其中，全景摄像头与中央控制器通信连接以将拍摄的手术过程存储于中央控制器的存储单元，远程VR控制室包括：VR头盔以及控制手柄，所述VR头盔与所述VR摄像头通信连接以实时显示所述数字手术室内的虚拟场景，所述控制手柄与所述数控机器人通信连接以远程控制所述数控机器人的动作。

主权项：1.一种结合VR技术的数字化手术系统，包括：数字总控装置、与所述数字总控装置通信连接的至少一个数字手术室、以及与每一个所述数字手术室通信连接用于演示手术视频的影音演示装置，其特征在于，每一个所述数字手术室包括：通过局域网与所述数字总控装置通信连接的中央控制器、与所述中央控制器通信连接的一体化手术台、与所述中央控制器通信连接以将拍摄手术过程的若干个全景摄像头、布设于所述数字手术室的内部的若干个VR摄像头、与每一个所述全景摄像头通信连接以同步显示手术过程的无菌液晶显示器、与所述影音演示装置通信连接以于手术过程中进行视频交流的视频通讯装置、以及用于操控手术器械的数控机器人，其中，所述全景摄像头与所述中央控制器通信连接以将拍摄的手术过程存储于所述中央控制器的存储单元，所述数字手术室的顶壁设有若干条摄像轨道，每一条所述摄像轨道上设有沿所述摄像轨道的轨迹进行运动的中央悬臂，所述中央悬臂包括自所述摄像轨道向下延伸的滑动端以及与所述滑动端的延伸末端相连接的自由端，所述滑动端的长度可伸缩调节，所述若干个VR摄像头通过旋转接头与所述自由端相连接；所述结合VR技术的数字化手术系统还设置有远程VR控制室，所述远程VR控制室包括：VR头盔以及控制手柄，所述VR头盔与所述VR摄像头通信连接以实时显示所述数字手术室内的虚拟场景，所述控制手柄与所述数控机器人通信连接以远程控制所述数控机器人的动作；进一步包括设置于所述数控机器人的机械手臂上的至少一个压电式传感器以测量所述机械手臂在操作手术器械时所施加的力并将测得的电信号传送至所述中央控制器，所述控制手柄上进一步设置反作用力施加装置以根据所述中央控制器的指令向所述控制手柄施加与所述机械手臂对应的反作用力以增强远程操作人员的VR控制体验；还包括分别设置于所述数控机器人的两条机械手臂上的六个压电式传感器，每条机械手臂的用于抓握手术器械的握持部、腕部及肘部分别设置一个压电式传感器；所述反作用力施加装置包括至少一个偏心轮振动器；进一步包括设置于所述控制手柄上的至少一个陀螺仪传感器以测量所述控制手柄在虚拟操作时的位置移动并将测得的电信号传送至所述中央控制器，所述数控机器人的机械手臂上进一步设置移动跟踪装置以根据所述中央控制器的指令进行与所述控制手柄相应的位置移动；所述数字手术室的顶壁设有视频轨道，所述视频通讯装置通过滑杆安装于所述视频轨道上，所述滑杆内设有感应器，所述视频通讯装置包括：手势识别装置、若干个分散设置于所述视频通讯装置正面的激光发射器、以及若干个设置于两个相邻的所述激光发射器之间的红外传感器，其中，所述手势识别装置与所述滑杆内的感应器通信连接，使得所述滑杆根据所述手势识别装置的反应手势在所述视频轨道上滑动以改变所述视频通讯装置的视频位置和视频角度；所述VR头盔包括用于显示VR虚拟图像的主显示屏、以及设于所述主显示屏一侧的用于显示所述视频通讯装置的图像的小显示屏；所述移动跟踪装置包括至少一个直线运动电机以及至少一个旋转运动电机；所述一体化手术台的两侧分别设置定位保护屏障，每个所述定位保护屏障设置至少三个操作窗口以供所述数控机器人所操控的手术器械穿过；每个所述操作窗口分别设置窗口活动盖板使得仅在需要对相应区域进行操作时才开启对应的操作窗口以增强操作安全性；所述定位保护屏障及所述窗口活动盖板采用聚碳酸酯树脂镜片材料制成；其中，影音演示装置包括设置于医院内的远程会议室以及通过医院局域网登录的所有影音演示单元；数字总控装置设置于一个或多个总控室内，数字总控装置包括若干个手术转播屏及对应的数据输入控制台，以通过若干个手术转播屏同时观看多个数字手术室的实时转播或同时观看一个数字手术室的多方位手术视频转播；一体化手术台上设有用于调节手术台高度的升降按钮、用于水平方向旋转手术台的旋转按钮以及用于调节手术台水平倾角的坡度按钮。

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