数字化手术室自动控制系统的制作方法

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种数字化手术室。

背景技术：

数字一体化手术室是随着微创技术的发展而诞生的一个新的医疗项目，数字一体化手术室是一种将手术室内的全部参数均集中监控和集中显示创造的高效率、高安全性的手术室，是提升手术室对外交流平台为目的的多个系统(如医学、工控、通讯、数码等)的综合运用的成果。

现阶段，数字化医院是未来医院的发展方向，而作为医院核心的外科手术室则是重中之重，一体化手术室系统的建设是医院实现数字化管理的标志工程。数字化手术室是指将现代化数字技术应用在手术室工作环境中，利用一些软硬件设施，在洁净手术室内建立完整的手术室信息管理系统。数字一体化手术室将净化工程与数字信息化融合，将所有关于患者的信息以最佳方式进行系统集成，不仅能让医护人员实时获取、查询并记录患者的全面的相关信息；同时还可以实现医学影像与手术状况影像双向传输、医疗远程实时视讯会诊，为整个手术提供更加准确、更加安全、更加高效的工作环境；而且还可以与医院信息系统相集成，实现手术科室事务全面数字化管理；也为手术观摩、手术示教、远程教学及远程会诊提供了可靠的通道，从而创造手术室的高成功率、高效率、高安全性、以及提升手术室的对外交流。与传统的手术室相比，它优化了手术的工作流程，提高了医护人员的工作效率，同时满足临床教学的需要，有效保持了手术室内洁净度，而且还可以自动保存术中信息，满足了科研和医疗举证之用。

如中国专利申请第201120129728.6号揭示了一种一体化数字手术室，包括一体化主机、布设在手术室内的视频信息采集装置、对视频信息采集装置所采集信息进行同步显示且供手术医生从多个方位进行观看的多个显示器、将一体化主机接入医院局域网的局域网接入设备、用于输入控制参数且对多个显示器的显示内容与工作参数分别进行设定的参数输入单元和与一体化主机相接的显示单元，一体化主机通过数据接口与医院数据监控中心内的中控机和远程会议室或教学中心内的远程监控机相接。然而，该专利申请公开的一体化数字手术室无法在手术过程中与外界进行视频交流。

又如中国专利申请第201310591069.1号揭示了一种数字化手术室，其包括手术台以及手术室中央控制系统；手术室中央控制系统包括显示与控制面板、环境监控系统、气体监控系统以及灯光控制系统；显示与控制面板上设置有手术时间显示模块、当前时间显示模块、麻醉时间显示模块、灯光控制系统的按钮模块、环境监控系统的环境参数显示模块以及气体监控系统的气体压力显示模块。然而，该专利申请公开的数字化手术室不能实现实时手术转播，不具有远程示教和远程会诊功能。

再如中国专利申请第201610763435.0号揭示了一种一体化手术室远程影像零延时会诊示教系统及示教方法，其中示教系统包括安装在至少一个一体化手术室的手术室控制系统，架设于医院机房的音视频影像存储系统和数据交换中心，安装在至少一个会诊示教室的远程会诊示教控制系统，及安装在至少一个会诊示教并轨会诊中心和至少一个会诊示教显示终端的终端显示单元和终端处理器；手术室控制系统通过音视频影像传输单元与数据交换中心信息交互，音视频影像存储系统与数据交换中心信息交互，远程会诊示教控制系统、高清影像采集系统、音频接收处理单元、终端显示单元和终端处理器均通过网络处理单元与数据交换中心信息交互，然而，该专利申请公开的一体化手术室远程影像零延时会诊示教系统及示教方法仅用于教学，在手术过程中手术室内部无法同时与外界进行实时交流而无法通过多方会诊提高手术成功率。

因此，提供一种操作简便、智能化程度高、功能全面的数字化手术室，并且能实现多种资讯的整合与集中控制，同时实现远程示教和远程会诊，并对多个手术室集中控制管理的数字化手术室成为业内急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种数字化手术室自动控制系统，该数字化手术室自动控制系统能够实现多种资讯的整合与集中控制，同时实现远程示教和远程会诊。

为了实现上述目的，本发明提供了一种数字化手术室自动控制系统，包括：数字总控系统、与数字总控系统通信连接的至少一个数字手术室以及与至少一个数字手术室通信连接用于对外演示手术视频的影音演示系统。至少一个数字手术室包括设置于数字手术室内与数字总控系统通信连接的中央控制器、与中央控制器通信连接的一体化手术台、悬挂于数字手术室顶壁的中央悬臂、通过支臂连接于中央悬臂的若干无影照明灯、通过摄像悬臂悬挂于数字手术室顶壁以实时拍摄手术过程的主摄像头、与主摄像头通信连接以同步显示手术过程的无菌液晶显示装置以及悬挂于数字手术室内的视频通讯装置。其中，数字手术室的顶壁设有用于移动摄像悬臂的摄像轨道，主摄像头与中央控制器通信连接以将拍摄的手术过程视频数据存储于中央控制器的存储单元，视频通讯装置与影音演示系统通信连接以实现在手术过程中数字手术室内的用户与外部用户进行视频交流。

可选择地，外部用户包括医院其它科室、教学实验室、网络直播平台等终端上的用户。

可选择地，摄像悬臂包括自数字手术室的顶壁向下延伸的滑动段、套置于滑动段内的自由段以及用于驱动自由段相对于滑动段伸缩的驱动器，主摄像头通过球形铰链连接于自由段的末端。

可选择地，摄像悬臂可以沿摄像轨道的轨迹进行运动。

可选择地，摄像悬臂在滑动过程中触碰到障碍物，改变滑动方向以防止造成数字手术室内的人身伤害或物品损坏。

可选择地，进一步包括设置于数字手术室内部的若干个无影灯摄像头，若干个无影灯摄像头分别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，若干个无影灯摄像头分别与无菌液晶显示装置通信连接以在数字手术室内实时观测手术过程。

可选择地，无菌液晶显示装置包括设于内部的手势识别装置以及分散间隔设置于显示器边框的若干个激光发射器和若干个红外传感器，无菌液晶显示装置根据手势识别装置的感应手势而改变所显示的视频位置和视频角度。

可选择地，无菌液晶显示装置的手势识别装置与红外传感器通信连接，通过中央控制器输入指令设定无菌液晶显示装置的手势识别装置的感应手势。

可选择地，无菌液晶显示装置的显示器边框的上侧、下侧、左侧、右侧边缘分别设置至少一个激光发射器和至少一个红外传感器。

可选择地，无菌液晶显示装置的显示器边框的每一侧的激光发射器和红外传感器等距间隔布置。

可选择地，主摄像头可根据无菌液晶显示装置的手势识别装置的感应手势而随动改变拍摄位置和/或角度。

可选择地，无菌液晶显示装置与中央控制器通信连接，无菌液晶显示装置包括用于查找中央控制器的存储单元中患者资料的查询单元以及用于记录手术过程中重要事项的记录单元。

可选择地，数字总控系统可以与医院或其它医疗机构的ct三维医学图像数据库通信连接，中央控制器能够通过数字总控系统从ct三维医学图像数据库检索查询到患者的医学三维ct图像用于在无菌液晶显示装置上播放，方便医护人员在手术过程中参照三维图像进行手术。

影音演示系统包括数据获取单元、用户接口单元以及视频通讯单元，数据获取单元与数字总控系统通信连接以通过数字总控系统获取每个数字手术室的中央控制器的存储单元中存储的手术过程视频数据，用户接口单元与若干用户终端通信连接以允许至少一个用户终端播放手术过程视频数据，视频通讯单元与每个数字手术室内的视频通讯装置通信连接以实现至少一个用户终端的外部用户与至少一个数字手术室内的内部用户进行视频交流。

可选择地，若干用户终端包括设置于医院内的远程会议室的影音演示装置以及通过医院局域网登录的所有影音演示装置，包括但不限于电视、电脑、智能手机等。

数字总控系统包括数据采集单元、身份验证单元以及数据输出单元，数据采集单元分别与每个数字手术室的中央控制器通信连接以获取手术过程视频数据，身份验证单元用于验证每个用户终端的身份以允许通过验证的用户终端与影音演示系统建立通信连接，数据输出单元与影音演示系统的数据获取单元通信连接以将手术过程视频数据传输至至少一个用户终端。

可选择地，数字总控系统进一步包括远程遥控单元以允许具有远程遥控资格的用户终端通过远程遥控单元来调节至少一个数字手术室内的主摄像头的位置和/或角度。

可选择地，数字总控系统进一步允许具有远程遥控资格的用户终端通过远程遥控单元来调节任一数字手术室的无影灯摄像头或其它装置。

可选择地，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。

可选择地，摄像轨道包括围绕中央悬臂设置于数字手术室的顶壁的环轨道以及一端与环轨道连通而另一端延伸至中央悬臂的至少三个辐轨道。

其中，本发明中的通信连接包括但不限于通过互联网或局域网、数据线、控制线以及通过无线网络实现数据通信或控制信号的传递。

可选择地，数字总控系统可设置于一个总控室内，总控室内部设有若干个手术转播屏以及数据输入控制台，由此医护人员或是医学院学生可通过若干个手术转播屏同时观看多个数字手术室实时转播的手术视频，或是同时观看一个数字手术室的多方位手术视频转播。

本发明的有益效果是：(1)、本发明的数字化手术室自动控制系统智能化程度高、功能全面、操作简便，能实现多种资讯的整合与集中控制，同时实现远程示教和远程会诊，方便对多个手术室集中控制管理；(2)、本发明的数字化手术室自动控制系统能够充分利用和整合医院现有的设备和资源，升级改造成本低；(3)、为管理者提供有效的实用工具，医院可实时、有序、系统及监督性地管理，提高医院设备资源利用率，完成医院对病人信息的科学及系统的积累，提高诊疗保险，减少投资风险性，为医院创造极好的社会效益和经济效益；(4)、本发明的主摄像头通过可伸缩的摄像悬臂悬挂于数字手术室顶壁，能够为拍摄选择更佳的高度位置，其次，摄像悬臂能够沿着摄像轨道的环轨道和多个辐轨道自由运动，从而为拍摄选择更佳的水平位置，此外，主摄像头通过球形铰链连接于摄像悬臂的末端，这能够为拍摄选择更佳的角度位置。

附图说明

图1为本发明的数字化手术室自动控制系统的构造示意图。

图2为本发明的数字手术室的构造示意图。

图3为本发明的数字手术室的摄像悬臂的构造示意图。

图4为本发明的数字手术室的摄像轨道的构造示意图。

具体实施方式

请参照图1，作为一种非限制性实施方式，本发明提供了一种数字化手术室自动控制系统，包括：数字总控系统100、与数字总控系统100通信连接的若干个数字手术室300以及与每个数字手术室300通信连接的影音演示系统500。

数字总控系统100包括数据采集单元110、身份验证单元130、数据输出单元150以及远程遥控单元170。身份验证单元130用于验证每个用户终端(图未示)的身份以允许通过验证的用户终端与影音演示系统500建立通信连接，数据输出单元150与影音演示系统500通信连接以将手术过程视频数据传输至已与影音演示系统500建立连接的用户终端。

在该非限制性实施方式中，用户终端包括但不限于设置在医院内的远程会议室、通过医院局域网登录的所有影音演示装置以及通过互联网登录的经过认证的智能终端设备。

如图2所示，数字手术室300包括设置于数字手术室300内通过医院局域网与数字总控系统100通信连接的的中央控制器310、与中央控制器310通信连接的一体化手术台320、悬挂于数字手术室300的顶壁的中央悬臂340、通过支臂345连接于中央悬臂340的若干无影照明灯600、通过摄像悬臂330悬挂于数字手术室300顶壁以实时拍摄手术过程的主摄像头400、与主摄像头400通信连接以同步显示手术过程的无菌液晶显示装置350以及悬挂于数字手术室300内的视频通讯装置370。主摄像头400与中央控制器310通信连接以将拍摄的手术过程视频数据存储于中央控制器310的存储单元(图未示)，视频通讯装置370与影音演示系统500通过网络连接，手术过程中在数字手术室300内的用户可通过视频通讯装置370与外部用户进行视频交流。中央控制器310与数字总控系统100的数据采集单元110通信连接以将手术过程视频数据传输至数字总控系统100。

影音演示系统500包括数据获取单元510、用户接口单元530以及视频通讯单元550，数据获取单元510与数字总控系统100通信连接以通过数字总控系统100获取每个数字手术室300的中央控制器310的存储单元中存储的手术过程视频数据，用户接口单元530与设置在医院内的远程会议室、通过医院局域网登录的所有影音演示装置以及通过互联网登录的经过认证的智能终端设备通信连接，视频通讯单元550与每个数字手术室300内的视频通讯装置370通信连接以实现实时视频通信。

如图3所示，数字手术室300中的摄像悬臂330包括自手术室顶壁向下延伸的滑动段331、套置于滑动段331内的自由段335以及用于驱动自由段335相对于滑动段331伸缩的驱动器333。在该非限制性实施方式中，驱动器333为直线驱动电机。主摄像头400通过球形铰链450与330悬臂330的自由段335连接。

如图4所示，数字手术室300的顶壁进一步设有用于移动摄像悬臂330的摄像轨道800，摄像轨道800包括围绕中央悬臂340设置于数字手术室300的顶壁的环轨道801以及四个一端与环轨道801连通另一端向中央悬臂340延伸的辐轨道802。摄像悬臂330在环轨道801以及与环轨道801连通的辐轨道802之间自由移动。在该非限制性实施方式中，摄像悬臂330通过顶端安装于电机驱动的轨道车(图未示)上而在轨道车的带动下沿着摄像轨道800运动。

无菌液晶显示装置350包括安装于内部的手势识别装置(图未示)以及间隔分散设置于其显示器边框的上侧、下侧、左侧、右侧边缘的四个激光发射器(图未示)和四个红外传感器(图未示)，无菌液晶显示装置350根据手势识别装置的感应手势而改变所显示的视频位置和视频角度。手势识别装置与红外传感器通信连接，通过中央控制器310输入指令设定手势识别装置的感应手势，无菌液晶显示装置350根据手势识别装置的感应手势改变视频位置和视频角度。在另一种非限制性实施方式中，主摄像头400可根据无菌液晶显示装置350的手势识别装置的感应手势而随动改变拍摄位置和/或角度。

作为一种可替代实施方式一，具有远程遥控资格的用户终端可以通过数字总控系统100的远程遥控单元170来调节任一数字手术室300的主摄像头400。当然，根据具体操作需要，还可以远程选择调节任一数字手术室300的其它装置，比如无影灯摄像头。

作为一种可替代实施方式二，无菌液晶显示装置350与中央控制器310通信连接，无菌液晶显示装置350包括用于查找中央控制器310的存储单元中患者资料的查询单元以及用于记录手术过程中重要事项的记录单元。

作为一种可替代实施方式三，每个数字手术室300进一步包括设置于数字手术室300内部的多个无影灯摄像头(图未示)，每个无影灯摄像头拍摄的手术过程存储于中央控制器310的存储单元。每个无影灯摄像头分别与无菌液晶显示装置350通信连接以便需要时在数字手术室300内实时观测手术过程。

作为一种可替代实施方式四，一体化手术台320上设有用于调节手术台高度的升降按钮(图未示)、用于水平方向旋转手术台的旋转按钮(图未示)以及用于调节手术台水平倾角的坡度按钮(图未示)。

作为一种可替代实施方式五，外部用户包括医院其它科室、教学实验室、医疗服务网络直播平台等。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。此外，本发明中的连接方式或部件构造等可以根据具体使用条件在本发明所公开的范围内适当选取。