一種智能手術室體系結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能化醫療領域，尤其涉及一種智能手術室體系結構。
【背景技術】
[0002]手術室是為病人提供手術及搶救的場所，是醫院的重要技術部門。隨著外科技術的發展，手術室日趨現代化，從簡易型手術室、分散型手術室到集中型手術室。集中型手術室推動了手術室向數字化、一體化和智能化發展。數字化手術室是以信息化為核心，通過信息傳輸系統將各類醫學影像設備或數據采集設備所獲得的數據傳至手術現場，或者在手術室內裝上專用圖像采集設備，以實時獲得術中圖像，指導手術。一體化手術室是以創造手術室高效率、高安全性以及提升手術室對外交流為目的的多系統綜合應用手術平臺。而智能手術室以智能機器人技術為核心，集成計算機網絡技術、自動控制技術、圖像信號處理技術及綜合布線技術，有機融合與手術過程有關的各種醫療設備并進行統籌設計，為整個手術提供更加高效、舒適、安全、便利的環境。智能手術室在以上兩類手術室的基礎上融合了智能手術設備和先進控制方法，是目前手術室的發展趨勢。
[0003]現有的研究，如美國Smith&Nephew公司推出的“CONDOR”系統可以根據具體手術定制控制方案，提高手術室效率和手術質量。德國Karl Storz公司的0R-1TM系統提供一體化手術室方案，為醫生提供充足的患者影像資料，手術規劃信息和手術導航策略，提高手術操作的準確性和可視性。國內積水潭醫院的數字化手術室通過手術導航系統、視訊傳輸系統和醫學影像系統能夠保證精確和微創的手術操作。然而，現有的手術室集成功能仍然不夠完備和智能，不能滿足臨床手術的需要。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種智能手術室體系結構，用以解決現有技術中手術室功能不夠完備和智能化的問題。
[0005]本發明提供一種智能手術室體系結構，其特征在于，它包括網絡拓撲結構、控制系統結構、信息流和功能結構。它們之間的關系是:它們從不同側面描述了智能手術室體系結構，網絡拓撲結構描述了控制系統間的結構關系；控制系統結構描述了控制系統的內部構成；信息流描述了控制系統內部和控制系統間的信息流向；功能結構描述了智能手術室的主要功能。
[0006]所述的網絡拓撲結構是一種網狀拓撲結構，實現控制系統間的信息傳遞。
[0007]所述的控制系統結構包括硬件層、硬件接口層、中間件層、軟件接口層、組件層和應用層；它們之間的相互關系是:硬件接口層連接硬件層與中間件層，軟件接口層連接中間件層與組件層，組件層與應用層連接。該硬件層是智能手術室中的硬件設備，作為優選，可以包括音頻/視頻設備、圖像/數據采集設備、通信設備、運動控制組件、位置定位組件；該硬件接口層用于實現信息在硬件層與中間件層的傳遞，作為優選，該硬件接口層可以包括USB通訊硬件接口、RS232/485通訊硬件接口、CAN總線硬件接口 ；該中間件層是一種邏輯分層，它用于實現信息和數據的處理和傳遞功能；該軟件接口層是一種邏輯分層，它用于實現信息和數據在組件層和中間件層之間傳遞；該組件層是一種邏輯分層，它用于實現模塊功能控制，作為優選，可以包括軟件組件、主節點管理組件和模塊安全監控組件；該應用層是一種邏輯分層，它用于實現控制系統的手術應用，作為優選，可以包括手術定位導航機器人系統，手術復位機器人系統、遠程診療系統和數字化手術平臺。
[0008]所述的信息流包括醫學圖像信息流、人機交互與顯示信息流、運動控制信息流；它們之間的相互關系是:醫學圖像信息流、從控制系統的硬件層通過硬件接口層流向中間件層；人機交互與顯示信息流在控制系統的硬件層與中間件層之間通過硬件接口層雙向流通；運動控制信息流從控制系統的中間件層通過軟件接口層流向組件層與應用層。該醫學圖像信息流是智能手術室中醫學圖像信息的集合，作為優選，可以包括CT圖像信息、MRI數據信息、X射線信息、超聲信息、內窺鏡信息；該人機交互與顯示信息流是硬件層與人交互的接口，作為優選，可以包括醫學數據顯示信息、輸入數據信息、操作信息；該運動控制信息流控制組件層與應用層組件及設備的運動，作為優選，可以包括位置控制信息、速度控制信息、力控制信息。
[0009]所述的功能結構包括機器人輔助手術功能、遠程診療功能、信息集成與處理功能；它們之間的相互關系是:根據患者治療需要，結合信息集成與處理功能，選擇機器人輔助手術功能或遠程診療功能，遠程診療功能可以與機器人輔助手術功能結合；該機器人輔助手術功能是利用機器人輔助患者實施手術，作為優選，可以包括機器人輔助手術定位功能、機器人輔助手術導航功能、機器人輔助手術操作功能；該遠程診療功能是通過網絡對智能手術室內患者進行遠程診治，作為優選，可以包括遠程診斷功能和遠程治療功能；該信息集成與處理功能將信息集中并根據需要進行處理，作為優選，可以包括醫學圖像信息集成與處理功能、人機交互與顯示信息處理功能、運動控制信息集成與處理功能。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0011]1.通過機器人輔助手術技術，拓展醫生手術視野，提高醫生的操作精度和靈活性；
[0012]2.醫護人員實時獲取、查詢并記錄患者的相關手術信息(包括病人HIS、LIS、RIS信息、PACS圖像等)；
[0013]3.實現基于醫學影像與手術狀況影像雙向傳輸的機器人遠程手術和會診；
[0014]4.通過與醫院信息系統相集成，實現手術科室事務全面數字化管理。
【附圖說明】
[0015]參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本發明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附