[發(fā)明專利]基于5G技術(shù)的遠程手術(shù)導航云桌面系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010781489.6
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111887990B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉芳德;江鑫楠;劉悅
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州湖西云百生科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京竹辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11706
• 代理人: 陳龍

本發(fā)明實施例公開了一種基于5G技術(shù)的遠程手術(shù)導航云桌面系統(tǒng)，涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括：影像設(shè)備，光學定位設(shè)備，手術(shù)機器人，5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，手術(shù)導航系統(tǒng)云端以及云端調(diào)度平臺。通過本發(fā)明實施例的方案，能有效的提高遠程手術(shù)的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于5G技術(shù)的遠程手術(shù)導航云桌面系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當前醫(yī)療器械行業(yè)涌現(xiàn)出諸多類型的手術(shù)導航和手術(shù)機器人系統(tǒng)，例如骨科手術(shù)機器人系統(tǒng)，顱內(nèi)手術(shù)機器人系統(tǒng)，TAVR經(jīng)導管主動脈瓣置換等等。基于醫(yī)學影像導航和手術(shù)機器人的外科手術(shù)因其微創(chuàng)、可視化、精準、安全以及術(shù)后療效好等特點正在逐漸取代傳統(tǒng)外科手術(shù)成為主流。但是醫(yī)院使用手術(shù)導航系統(tǒng)和手術(shù)機器人不僅需要大筆的設(shè)備購置和維護費用、還需要專業(yè)的培訓以及高技術(shù)的手術(shù)導航專家，手術(shù)機器人專家，否則設(shè)備空置，這對大部分醫(yī)院來說引入風險和收益比不高。本發(fā)明開發(fā)一種可以在醫(yī)院普及的手術(shù)導航云計算系統(tǒng)，利用5G與云計算技術(shù)，通過將手術(shù)導航系統(tǒng)部署在云端，大幅降低了醫(yī)院引進手術(shù)導航系統(tǒng)的資金、技術(shù)和時間成本，而且還能讓分布在全球各地的各領(lǐng)域相關(guān)專家直接通過瀏覽器連線正在實施的手術(shù)導航云桌面，遠程指導甚至直接操作手術(shù)導航系統(tǒng)。

在引入手術(shù)導航系統(tǒng)過程中，醫(yī)院主要面臨著三大挑戰(zhàn)：系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)操作專業(yè)性強和手術(shù)實施門檻高。單機環(huán)境的手術(shù)導航系統(tǒng)，設(shè)備笨重、造價高、維護成本大，因此大部分時間處于閑置狀態(tài)。而且，操作和使用手術(shù)導航設(shè)備需要經(jīng)過專門的培訓，前期需要設(shè)備廠商提供專門的跟臺人員，但在實際操作中，廠商無法為每臺手術(shù)提供跟臺人員。此外，高技術(shù)的外科手術(shù)需要多科室，多領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)作，但各專家往往因各種現(xiàn)實原因(例如，因疫情隔離，或身處不同國家地區(qū))，很難親臨手術(shù)現(xiàn)場。為了下沉專家資源，普及優(yōu)質(zhì)醫(yī)療手術(shù)服務(wù)，遠程手術(shù)導航勢在必行。但由于在醫(yī)療手術(shù)導航系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)需要實時處理傳感器數(shù)據(jù)，并以高清的方式動態(tài)的對醫(yī)學影像進行渲染。但目前主流的遠程桌面方案對GPU加速支持有限，許多遠程桌面系統(tǒng)使用CPU進行視頻編碼，不支持在硬件圖形加速。而且，由于醫(yī)學影像需要處理大量的數(shù)據(jù)，移動數(shù)據(jù)會產(chǎn)生延遲，難以達到手術(shù)導航的實時要求。本發(fā)明開發(fā)一套基于5G實時通信技術(shù)采用高性能GPU處理復雜醫(yī)學影像的云桌面，將手術(shù)計算、可視化渲染以及視頻編全部交由GPU完成，并利用CUDA，OpenGL與NVENCODE共享數(shù)據(jù)資源，極大的降低了系統(tǒng)延遲。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種基于5G技術(shù)的遠程手術(shù)導航云桌面系統(tǒng)，至少部分的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明實施例提供了一種基于5G技術(shù)的遠程手術(shù)導航云桌面系統(tǒng)，包括：

影像設(shè)備，所述影像設(shè)備與手術(shù)導航系統(tǒng)云端建立連接后，采集生成的影像將通過5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)傳輸?shù)绞中g(shù)導航系統(tǒng)云端；

光學定位設(shè)備，所述光學定位設(shè)備包括光學定位攝像機和光學定位標記物兩部分，光學定位設(shè)備部署在手術(shù)室，不同幾何結(jié)構(gòu)的光學定位標記物附著手術(shù)導航工具上，光學定位設(shè)備實時追蹤檢測附著特殊光學標記物的手術(shù)導航工具的位姿，并將檢測結(jié)果實時通過5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)傳輸?shù)绞中g(shù)導航系統(tǒng)云端；

手術(shù)機器人，手術(shù)機器人操控手術(shù)導航工具的角度和位置替代手工操作，手術(shù)機器人部署在手術(shù)室，通過5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與手術(shù)導航系統(tǒng)云端建立連接和數(shù)據(jù)交互；

5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，5G醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)接收影像設(shè)備傳出的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)的元信息和實際的影像部分，數(shù)據(jù)的元信息通過5G的命令通道進行傳輸，實際的影像部分通過5G的數(shù)據(jù)通道進行傳輸。

手術(shù)導航系統(tǒng)云端，手術(shù)導航系統(tǒng)云端運行于多臺高性能GPU服務(wù)器之上，每臺GPU服務(wù)器配置有支持CUDA并行加速的顯卡，GPU處理復雜醫(yī)學影像的云桌面，將手術(shù)計算、可視化渲染以及視頻編全部交由GPU完成，并利用CUDA，OpenGL與NVENCODE共享數(shù)據(jù)資源；