[發(fā)明專利]一種基于5G的云端一體化高強(qiáng)度聚焦超聲遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人治療系統(tǒng)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011155364.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112657074A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 郭力
• 主分類號(hào): A61N7/02
• 分類號(hào): A61N7/02;A61B34/10;A61B34/20;A61B34/30;G16H40/67
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本發(fā)明公開了一種基于5G的云端一體化高強(qiáng)度聚焦超聲遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人治療系統(tǒng)裝置及方法。本發(fā)明利用了5G大帶寬、低時(shí)延、高可靠以及網(wǎng)絡(luò)切片的能力，將控制端遷移到云端，通過5G網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)線纜與治療端高強(qiáng)度聚焦超聲手術(shù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通訊連接，從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)生和患者的空間分離，讓醫(yī)生可以在5G環(huán)境下開展與傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲手術(shù)無差別的遠(yuǎn)程手術(shù)。同時(shí)，通過基于5G的云邊端一體化，解耦高強(qiáng)度聚焦超聲遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人本體軟硬件,從而降低成本，讓更多的基層醫(yī)院有能力購置，使得大規(guī)模的部署成為可能。在一定程度上能夠合理解決由于醫(yī)療資源分布不均衡而導(dǎo)致的“看病難、看病貴”的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)儀器與設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于5G的云端一體化高強(qiáng)度聚焦超聲遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人治療系統(tǒng)裝置及方法。

背景技術(shù)

高強(qiáng)度聚焦超聲治療系統(tǒng)簡稱HIFU（High Intensity Focused Ultrasound ），使用高強(qiáng)度聚焦超聲治療系統(tǒng)開展的手術(shù)稱為FUS（Focused Ultrasound Surgery ) 、聚焦超聲消融手術(shù)（focused ultrasound ablationsurgery，F(xiàn)UAS）或聚焦超聲消融（focusedultrasound ablation，F(xiàn)UA）。其原理是是利用超聲波在人體組織的良好穿透性，在監(jiān)控影像的引導(dǎo)下，將超聲換能器（治療頭）在人體外產(chǎn)生的超聲波精準(zhǔn)聚焦于體內(nèi)病灶靶點(diǎn)，通過將機(jī)械效應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱效應(yīng)、空化效應(yīng)，使病灶產(chǎn)生凝固性壞死，從而可實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)消融病灶的目的，是近年發(fā)展起來的一種非侵入性腫瘤治療技術(shù)。具有不開刀、不流血、綠色無輻射、保留患者器官等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，代表了治療醫(yī)學(xué)未來的發(fā)展方向。

傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備通常由控制端和治療端兩部分構(gòu)成。其中控制端為中央控制臺(tái)，治療端包括：掃描運(yùn)動(dòng)裝置、治療床、超聲驅(qū)動(dòng)電源、換能器、水電處理裝置。但由于控制端與治療端各個(gè)單元全部采用線纜連接，受制于線纜的長度，醫(yī)生和患者必須在同一空間開展FUS治療。

傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備由于技術(shù)和設(shè)計(jì)因素，體積都比較龐大，重量一般都在1.5噸以上，有的重量超過5噸，不夠輕量化，單體設(shè)備的造價(jià)較高，這使得基層醫(yī)院根本沒有能力購買。同時(shí)裝機(jī)要求空間面積較大，也使得很多大醫(yī)院即使有財(cái)力購買，卻因?yàn)闆]有合適的裝機(jī)場地而選擇放棄。

傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲設(shè)備的維護(hù)成本高，尤其是中央控制臺(tái)的主控計(jì)算機(jī)部分，隨時(shí)都有可能由于算力不足、存儲(chǔ)空間有限、計(jì)算機(jī)病毒等問題導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備癱瘓無法使用，設(shè)備的恢復(fù)大都需要工程師前往現(xiàn)場解決，費(fèi)用昂貴且耗時(shí)。

傳統(tǒng)FUS手術(shù)治療時(shí)，醫(yī)生在B超或磁共振圖像引導(dǎo)下，憑肉眼觀察2D圖像來確定病灶組織位置，缺乏精準(zhǔn)的3D坐標(biāo)參數(shù)作為治療的依據(jù)。治療過程中，判定治療靶區(qū)是否凝固性壞死往往通過監(jiān)控超聲影像的灰度變化及超聲造影，缺乏量化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于治療劑量無法做準(zhǔn)確描述。

同時(shí)，傳統(tǒng)FUS手術(shù)的治療高度依賴操作醫(yī)生個(gè)人的水平、經(jīng)驗(yàn)，并且醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)無法數(shù)字化，所以，一個(gè)FUS手術(shù)專家需要至少四年時(shí)間，并且要完全依靠自己獨(dú)立操作才能培養(yǎng)起來，醫(yī)生的短缺也成為了FUS手術(shù)推廣普及的最大瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容