CN115359896B - 基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及远程手术领域，尤其涉及一种基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***。本发明医生根据对病人疾病的诊断结果制定手术方案，中控单元根据数据存储单元内对手术路径的划分以及实际手术过程中单个曲线运动路径所在圆的半径与预设曲线运动路径所在圆的半径进行比对以及各运行路径之间的偏转角度与预设运动路径之间的偏转角度进行比对，根据比对结果选择对应的处理方式。在避免对远程手术过程中网络延迟，或医生突发情况导致手术路径偏离的情况发生的同时提高了远程手术的精准性和可靠性；有效的提高了手术定位精度和减少手术损伤，进一步地提高手术的效率和成功率。

Description

基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***

技术领域

本发明涉及远程手术领域，尤其涉及一种基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***。

背景技术

远程手术是以互联网和物联网技术为基础，对手术器械设备进行远程控制以对患者进行的手术操作，为了更加有效和合理的利用医生资源，手术经验丰富的医生可通过远程操作，对患者进行手术操作，可使患者及时得到治疗。

现有的远程手术操作的精准性主要依赖与操作者的操作经验和操作的平稳性，没有对操作者的操作动作进行数据化实时监测和危险紧急控制的***，操作者在对患者进行远程手术时，精神需要高度集中，但是只依靠操作者的主观经验，无法对远程手术操作的过程进行安全保障，可能会出现操作失误的现象，会对患者造成一定的危害。

发明内容

为此，本发明提供一种基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，用以克服现有技术中远程手术与规化手术路径匹配精度低的问题。

为实现上述目的，本发明一种基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，包括：

数据存储单元，用以存储医生根据病人疾病的诊断结果制定的手术方案和手术过程中的相关数据；所述相关数据包括手术器具的预设运动路径、实际运动路径、运动路径种类、运动路径总长，其中所述运动路径种类包括预设曲线运动路径和预设直线运动路径；

中控单元，其与所述数据存储单元相连，用以根据运动路径总长选择对应的远程机械臂放大倍率调节系数调节机械臂动作幅度的放大倍率；所述中控单元对所述数据存储单元内的手术器具的预设运动路径进行划分以得到若干预设直线路径和若干曲线运动路径；对于单个所述预设直线路径和单个所述预设曲线运动路径，其分别根据实际直线运动路径与预设直线运动路径的偏移角度的偏差和根据预设偏转角度和预设圆弧半径判定是否控制病患端的手术臂与医生端的机械臂以对应灵敏度一同运动；

图像采集单元，其与所述中控单元相连，用以实时采集病患端手术过程中的图像信息并将采集到的图像信息传输至医生端图像显示器；

灵敏度单元，其与所述中控单元相连，用以调节手术过程中手术器具在各方向上移动的灵敏度。

进一步地，所述中控单元将所述数据存储单元内的手术器具的预设运动路径划分为预设曲线运动路径和预设直线运动路径，对于单个预设曲线运动路径，其为一位于单个圆内的弧线；所述中控单元针对各预设运动路径分别设有对应的预设偏差标准，对于单个预设曲线运动路径，预设偏差标准包括预设偏转角度和预设圆弧半径，对于单个预设直线运动路径，预设偏差标准包括预设偏移角度，中控单元在所述机械臂按照预设曲线运动路径移动时分别检测机械臂的实际运动路径并依次将各实际运动路径与对应的预设运动路径进行比对以判定是否存在轨迹不符合标准的实际运动路径。

进一步地，其特征在于，所述灵敏度单元内设有灵敏度控制组件，灵敏度控制组件的档位包括一档灵敏度、二档灵敏度和三档灵敏度，所述中控单元中设有预设偏转角度θ0，所述偏转角度为与曲线运动路径起点处相切切线和与曲线运动路径终点处的相切切线的夹角；中控单元在判定所述手术臂需行进的路径为直线运动路径时控制所述灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为一档灵敏度，中控单元在判定手术臂需行进的路径为曲线运动路径且该运动路径的偏转角度θ≤θ0时控制灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为二档灵敏度，中控单元在判定手术臂需行进的路径为曲线运动路径且该运动路径的偏转角度θ＞θ0时控制灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为三档灵敏度。

进一步地，所述中控单元内设有第一预设直线运动路径偏移角度B1和第二预设直线运动路径偏移角度B2，其中B1＜B2，中控单元根据所述图像采集单元采集的图像信息中实际直线运动路径与预设直线运动路径的偏移角度B，

若B≤B1，所述中控单元判定实际直线运动路径符合标准，所述机械臂能够根据预设直线运动路径继续行进；

若B1＜B≤B2，所述中控单元判定实际直线运动路径不符合标准，中控单元调节所述一档灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏移角度符合预设值；

若B1＞B2，所述中控单元判定实际直线运动路径行进过程出错，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前实际运动路径与预设直线运动路径之间的偏差。

进一步地，所述灵敏度控制组件的一档灵敏度为1.8mm；二档灵敏度为2.2mm；三档灵敏度为3.5mm，各挡位的灵敏度为所述机械臂与所述手术臂协同工作的实际运动路径与预设运动路径的偏移距离；实际手术过程中，实时检测各时间节点中机械臂与预设运动路径的最小绝对距离，若该最小绝对距离低于对应档位的灵敏度时，所述中控单元将所述手术臂的当前点位维持在手术臂预设路径中的对应位置。

进一步地，所述中控单元内设有第一标准圆弧半径差值△R1和第二标准圆弧半径差值△R2，其中△R1＜△R2，当所述图像采集单元对曲线运动路径进行实时采集时，中控单元根据各实际曲线运动路径的圆弧半径r与预设曲线运动路径的圆弧半径R的差值△R进行比对，设定△R=|r-R|，

若△R＜△R1，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径符合标准，所述机械臂能够根据预设直线或曲线运动路径继续行进；所述中控单元检测各实际运动路径之间的偏转方向与各预设运动路径之间的偏转方向进行比对以确定实际运动路径之间的偏转方向是否符合标准；

若△R1＜△R≤△R2，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径未在标准范围内，中控单元调节所述机械臂的灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏转角度符合预设值；

若△R＞△R2，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径行进过程出错，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前各实际运动路径与各预设运动路径之间的偏差。

进一步地，所述中控单元检测各实际运动路径之间的偏转方向与各预设运动路径之间的偏转方向进行比对以确定实际运动路径之间的偏转方向是否符合标准，

若各实际运动路径之间的偏转方向与预设运动路径之间的偏转方向未保持一致，所述中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前所述机械臂的运动路径偏转方向出错；

若各实际运动路径之间的偏转方向与预设路径之间的偏转方向一致，所述中控单元判定偏转方向准确，中控单元计算各实际运动路径之间的偏转角度与各预设运动路径之间的偏转角度的差值是否在标准偏转角度差值范围以判定各手术路径之间的转换是否符合标准。

进一步地，所述中控单元内设有标准偏转角度差值△α0，当中控单元计算各实际运动路径之间的偏转角度α1与各预设运动路径之间的偏转角度α2的差值△α是否在标准偏转角度差值范围以判定各手术路径之间的转换是否符合标准时，其中△α=|α1-α2|，

若△α≤△α1，中控单元判定实际路径之间的偏转角度符合标准，所述机械臂能够根据预设运动路径继续行进；

若△α＞△α1，中控单元判定各实际运动路径之间的偏转角度未在标准范围内，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前各实际运动路径之间的偏差。

进一步地，所述中控单元内设有第一灵敏度调节系数β1和第二灵敏度调节系数β2，其中0＜β1＜β2＜1，当中控单元判定调节各档位的灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏转角度符合预设值时，

若为运动路径为曲线运动路径，所述中控单元判定使用β2调节二档或三档的灵敏度；

若为运动路径为直线运动路径，所述中控单元判定使用β1调节一档的灵敏度；

当所述中控单元判定使用βj调节各灵敏度F，其中j=1,2，调节后各灵敏度记为F’,其中F’=βj×F，中控单元根据调节后的各档位的灵敏度控制所述机械臂继续行进。

进一步地，所述中控单元内设有第一预设手术路径总长A1、第二手术路径总长A2、第一远程机械臂动作幅度放大倍率调节系数α1和第一远程机械臂动作幅度放大倍率调节系数α2，其中A1＜A2，1＜α1＜α2≤10，中控单元在根据手术规划的各手术路径总长A0以调节所述机械臂动作幅度放大倍率时，若A0≤A1，所述中控单元判定使用α2调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

若A1＜A0≤A2，所述中控单元判定使用α1调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

若A0＞A2，所述中控单元判定无需调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

当所述中控单元判定使用αi调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M时，其中i=1,2，调节后的机械臂的放大倍率记为M’，设定M’=M×αi；中控单元针对机械臂的放大倍率调节过程根据医生需求，若医生设置手术过程无需调节机械臂的放大倍率则中控单元无需对机械臂的动作幅度放大倍率进行调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明医生根据对病人疾病的诊断结果制定手术方案，中控单元根据手术路径总长与预设手术路径总长进行比对并根据比对结果选择对应的处理方式，中控单元根据数据存储单元内对手术路径的划分以及实际手术过程中单个曲线运动路径所在圆的半径与预设曲线运动路径所在圆的半径进行比对以及各运行路径之间的偏转角度与预设运动路径之间的偏转角度进行比对，根据比对结果选择对应的处理方式。在避免对远程手术过程中网络延迟，或医生突发情况导致手术路径偏离的情况发生的同时提高了远程手术的精准性和可靠性；有效的提高了手术定位精度和减少手术损伤，进一步地提高手术的效率和成功率。

进一步地，本发明通过将预设运动路径划分为曲线运动路径和直线运动路径，并根据各曲线运动路径的偏转角度将曲线运动路径划分为一段或多段一级曲线运动路径和二级曲线运动路径，能够对不同的手术路径进行精准划分，便于远程手术过程中中控单元控制医生端机械臂与病患端手术臂之间的匹配情况，避免手术过程中路径偏离的情况发生，能够提高远程手术的精准性的同时进一步提高远程手术的可靠性。

进一步地，本发明通过中控单元根据预设直线运动路径与实际直线运动路径的偏移角度与标准偏移角度进行比对根据比对结果选择对应的处理方式，能够远程手术过程中的手术进行精准限制，避免实际手术过程中医生端机械臂执行操作失误带动病患端手术臂操作失误以给患者带来损伤的情况发生。

进一步地，本发明通过各实际运动路径之间的偏转方向与预设运动路径的偏转方向进行比对以确定偏转方向是否正确，能够避免实际手术过程中医生端机械臂抖动或机械臂故障发生方向上错误导致路径方向出错。

进一步地，本发明通过中控单元根据直线运动路径或曲线运动路径的偏移或偏转角度在一定范围内对机械臂的灵敏度进行调节，能够在偏移或偏转角度在允许的范围内对机械臂的灵敏度调节以保证后续机械臂的运动路径趋于标准路径，能够提高远程手术过程中的机械臂与手术臂的运动精度以进一步提高了远程手术的安全性和可靠性。

进一步地，本发明能够根据手术情况对机械臂动作放大倍率进行设置，即医生端机械臂动作大幅度变化控制手术臂运动小幅度变化，能够针对精度高的手术进行动作幅度倍率放大以方便医生进行手术操作，能够在保证远程手术的安全性同时提高了手术的成功率。

附图说明

图1为本发明所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***的结构示意图；

图2为本发明所述手术路径分类结构示意图；

图3为本发明所述灵敏度控制组件各档位结构示意图；

图4为本发明中各所述手术路径与所述灵敏度档位结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1、图2、图3和图4所示，其为本发明所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***的结构示意图、发明所述手术路径分类结构示意图、本发明所述灵敏度控制组件各档位结构示意图和本发明中各所述手术路径与所述灵敏度档位结构示意图；

本发明一种基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，包括：

数据存储单元，用以存储医生根据病人疾病的诊断结果制定的手术方案和手术过程中的相关数据；所述相关数据包括手术器具的预设运动路径、实际运动路径、运动路径种类、运动路径总长；

中控单元，其与所述数据存储单元相连，用以根据运动路径总长选择对应的远程机械臂放大倍率调节系数调节机械臂动作幅度的放大倍率；所述中控单元对所述数据存储单元内的手术器具的预设运动路径进行划分以得到若干路径并根据各运动路径与实际手术过程中对应的实际运动路径的偏差判定是否控制病患端的手术臂与医生端的机械臂以对应灵敏度一同运动；

图像采集单元，其与所述中控单元相连，用以实时采集病患端手术过程中的图像信息并将采集到的图像信息传输至医生端图像显示器；

灵敏度单元，其与所述中控单元相连，用以调节手术过程中手术器具在各方向上移动的灵敏度。

本发明医生根据对病人疾病的诊断结果制定手术方案，中控单元根据手术路径总长与预设手术路径总长进行比对并根据比对结果选择对应的处理方式，中控单元根据数据存储单元内对手术路径的划分以及实际手术过程中单个曲线运动路径所在圆的半径与预设曲线运动路径所在圆的半径进行比对以及各运行路径之间的偏转角度与预设运动路径之间的偏转角度进行比对，根据比对结果选择对应的处理方式。在避免对远程手术过程中网络延迟，或医生突发情况导致手术路径偏离的情况发生的同时提高了远程手术的精准性和可靠性；有效的提高了手术定位精度和减少手术损伤，进一步地提高手术的效率和成功率。

具体而言，所述中控单元将所述数据存储单元内的手术器具的预设运动路径划分为预设曲线运动路径和预设直线运动路径，对于单个预设曲线运动路径，其为一位于单个圆内的弧线；所述中控单元针对各预设运动路径分别设有对应的预设偏差标准，对于单个预设曲线运动路径，预设偏差标准包括预设偏转角度和预设圆弧半径，对于单个预设直线运动路径，预设偏差标准包括预设偏移角度，中控单元在所述机械臂按照预设曲线运动路径移动时分别检测机械臂的实际运动路径并依次将各实际运动路径与对应的预设运动路径进行比对以判定是否存在轨迹不符合标准的实际运动路径。

本发明通过将预设运动路径划分为曲线运动路径和直线运动路径，并根据各曲线运动路径的偏转角度将曲线运动路径划分为一段或多段一级曲线运动路径和二级曲线运动路径，能够对不同的手术路径进行精准划分，便于远程手术过程中中控单元控制医生端机械臂与病患端手术臂之间的匹配情况，避免手术过程中路径偏离的情况发生，能够提高远程手术的精准性的同时进一步提高远程手术的可靠性。

具体而言，其特征在于，所述灵敏度单元内设有灵敏度控制组件，灵敏度控制组件的档位包括一档灵敏度、二档灵敏度和三档灵敏度，所述中控单元中设有预设偏转角度θ0，所述偏转角度为与曲线运动路径起点处相切切线和与曲线运动路径终点处的相切切线的夹角；中控单元在判定所述手术臂需行进的路径为直线运动路径时控制所述灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为一档灵敏度，中控单元在判定手术臂需行进的路径为曲线运动路径且该运动路径的偏转角度θ≤θ0时控制灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为二档灵敏度，中控单元在判定手术臂需行进的路径为曲线运动路径且该运动路径的偏转角度θ＞θ0时控制灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为三档灵敏度。

具体而言，所述中控单元内设有第一预设直线运动路径偏移角度B1和第二预设直线运动路径偏移角度B2，其中B1＜B2，中控单元根据所述图像采集单元采集的图像信息中实际直线运动路径与预设直线运动路径的偏移角度B，

若B≤B1，所述中控单元判定实际直线运动路径符合标准，所述机械臂能够根据预设直线运动路径继续行进；

若B1＜B≤B2，所述中控单元判定实际直线运动路径不符合标准，中控单元调节所述一档灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏移角度符合预设值；

若B1＞B2，所述中控单元判定实际直线运动路径行进过程出错，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前实际运动路径与预设直线运动路径之间的偏差。

本发明通过中控单元根据预设直线运动路径与实际直线运动路径的偏移角度与标准偏移角度进行比对根据比对结果选择对应的处理方式，能够远程手术过程中的手术进行精准限制，避免实际手术过程中医生端机械臂执行操作失误带动病患端手术臂操作失误以给患者带来损伤的情况发生。

具体而言，所述灵敏度控制组件的一档灵敏度为1.8mm；二档灵敏度为2.2mm；三档灵敏度为3.5mm，各挡位的灵敏度为所述机械臂与所述手术臂协同工作的实际运动路径与预设运动路径的偏移距离；实际手术过程中，实时检测各时间节点中机械臂与预设运动路径的最小绝对距离，若该最小绝对距离低于对应档位的灵敏度时，所述中控单元将所述手术臂的当前点位维持在手术臂预设路径中的对应位置。

具体而言，所述中控单元内设有第一标准圆弧半径差值△R1和第二标准圆弧半径差值△R2，其中△R1＜△R2，当所述图像采集单元对曲线运动路径进行实时采集时，中控单元根据各实际曲线运动路径的圆弧半径r与预设曲线运动路径的圆弧半径R的差值△R进行比对，设定△R=|r-R|，

若△R＜△R1，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径符合标准，所述机械臂能够根据预设直线或曲线运动路径继续行进；所述中控单元检测各实际运动路径之间的偏转方向与各预设运动路径之间的偏转方向进行比对以确定实际运动路径之间的偏转方向是否符合标准；

若△R1＜△R≤△R2，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径未在标准范围内，中控单元调节所述机械臂的灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏转角度符合预设值；

若△R＞△R2，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径行进过程出错，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前各实际运动路径与各预设运动路径之间的偏差。

具体而言，所述中控单元检测各实际运动路径之间的偏转方向与各预设运动路径之间的偏转方向进行比对以确定实际运动路径之间的偏转方向是否符合标准，

若各实际运动路径之间的偏转方向与预设运动路径之间的偏转方向未保持一致，所述中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前所述机械臂的运动路径偏转方向出错；

若各实际运动路径之间的偏转方向与预设路径之间的偏转方向一致，所述中控单元判定偏转方向准确，中控单元计算各实际运动路径之间的偏转角度与各预设运动路径之间的偏转角度的差值是否在标准偏转角度差值范围以判定各手术路径之间的转换是否符合标准。

本发明通过各实际运动路径之间的偏转方向与预设运动路径的偏转方向进行比对以确定偏转方向是否正确，能够避免实际手术过程中医生端机械臂抖动或机械臂故障发生方向上错误导致路径方向出错。

具体而言，所述中控单元内设有标准偏转角度差值△α0，当中控单元计算各实际运动路径之间的偏转角度α1与各预设运动路径之间的偏转角度α2的差值△α是否在标准偏转角度差值范围以判定各手术路径之间的转换是否符合标准时，其中△α=|α1-α2|，

若△α≤△α1，中控单元判定实际路径之间的偏转角度符合标准，所述机械臂能够根据预设运动路径继续行进；

若△α＞△α1，中控单元判定各实际运动路径之间的偏转角度未在标准范围内，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前各实际运动路径之间的偏差。

具体而言，所述中控单元内设有第一灵敏度调节系数β1和第二灵敏度调节系数β2，其中0＜β1＜β2＜1，当中控单元判定调节各档位的灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏转角度符合预设值时，

若为运动路径为曲线运动路径，所述中控单元判定使用β2调节二档或三档的灵敏度；

若为运动路径为直线运动路径，所述中控单元判定使用β1调节一档的灵敏度；

当所述中控单元判定使用βj调节各灵敏度F，其中j=1,2，调节后各灵敏度记为F’,其中F’=βj×F，中控单元根据调节后的各档位的灵敏度控制所述机械臂继续行进。

本发明通过中控单元根据直线运动路径或曲线运动路径的偏移或偏转角度在一定范围内对机械臂的灵敏度进行调节，能够在偏移或偏转角度在允许的范围内对机械臂的灵敏度调节以保证后续机械臂的运动路径趋于标准路径，能够提高远程手术过程中的机械臂与手术臂的运动精度以进一步提高了远程手术的安全性和可靠性。

具体而言，所述中控单元内设有第一预设手术路径总长A1、第二手术路径总长A2、第一远程机械臂动作幅度放大倍率调节系数α1和第一远程机械臂动作幅度放大倍率调节系数α2，其中A1＜A2，1＜α1＜α2≤10，中控单元在根据手术规划的各手术路径总长A0以调节所述机械臂动作幅度放大倍率时，若A0≤A1，所述中控单元判定使用α2调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

若A1＜A0≤A2，所述中控单元判定使用α1调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

若A0＞A2，所述中控单元判定无需调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

当所述中控单元判定使用αi调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M时，其中i=1,2，调节后的机械臂的放大倍率记为M’，设定M’=M×αi；中控单元针对机械臂的放大倍率调节过程根据医生需求，若医生设置手术过程无需调节机械臂的放大倍率则中控单元无需对机械臂的动作幅度放大倍率进行调节。

本发明能够根据手术情况对机械臂动作放大倍率进行设置，即医生端机械臂动作大幅度变化控制手术臂运动小幅度变化，能够针对精度高的手术进行动作幅度倍率放大以方便医生进行手术操作，能够在保证远程手术的安全性同时提高了手术的成功率。

实施例

医生将本次手术的路径进行规划，其中有直线运动路径和曲线运动路径，其中直线运动路径总长为0.6cm，曲线运动路径1所在圆的半径为2.1cm，曲线运动路径2的半径为1.6cm；医生未选择对机械臂动作幅度放大倍率进行设置，其中A1=1.5cm，A2=2cm，本次手术的整体路径总长大于A2;

其中，B1=1°，B2=1.8°，实际直线运动路径与预设直线运动路径的偏移角度为1.15°，中控单元调节所述一档灵敏度的灵敏度F以使所述手术臂的各实际运动路径的偏移角度符合预设值；

中控单元内β1=0.75，β2=0.81，中控单元调节一档的灵敏度F=1.35mm，所述中控单元判定停止调节一档灵敏度并控制机械臂继续行进；

中控单元内△R1=0.2cm，△R2=0.31cm，△α0=1.6°曲线运动路径1的实际曲线运动路径与预设运动路径的差值为0.1cm，中控单元判定符合标准；中控单元检测实际曲线运动路径1与实际曲线运动路径2之间的偏转方向与预设运动路径的偏转方向一致，其偏转角度差值为1.22°，中控单元判定符合标准；曲线运动路径2的实际曲线运动路径与预设运动路径的差值为0.19cm，中控单元判定符合标准。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，包括：

数据存储单元，用以存储医生根据病人疾病的诊断结果制定的手术方案和手术过程中的相关数据；所述相关数据包括手术器具的预设运动路径、实际运动路径、运动路径种类、运动路径总长，其中所述运动路径种类包括预设曲线运动路径和预设直线运动路径；

中控单元，其与所述数据存储单元相连，用以根据运动路径总长选择对应的远程机械臂放大倍率调节系数调节机械臂动作幅度的放大倍率；所述中控单元对所述数据存储单元内的手术器具的预设运动路径进行划分以得到若干预设直线路径和若干曲线运动路径；对于单个所述预设直线路径和单个所述预设曲线运动路径，其分别根据实际直线运动路径与预设直线运动路径的偏移角度的偏差和根据预设偏转角度和预设圆弧半径判定是否控制病患端的手术臂与医生端的机械臂以对应灵敏度一同运动；

图像采集单元，其与所述中控单元相连，用以实时采集病患端手术过程中的图像信息并将采集到的图像信息传输至医生端图像显示器；

灵敏度单元，其与所述中控单元相连，用以调节手术过程中手术器具在各方向上移动的灵敏度。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元将所述数据存储单元内的手术器具的预设运动路径划分为预设曲线运动路径和预设直线运动路径，对于单个预设曲线运动路径，其为一位于单个圆内的弧线；所述中控单元针对各预设运动路径分别设有对应的预设偏差标准，对于单个预设曲线运动路径，预设偏差标准包括预设偏转角度和预设圆弧半径，对于单个预设直线运动路径，预设偏差标准包括预设偏移角度，中控单元在所述机械臂按照预设曲线运动路径移动时分别检测机械臂的实际运动路径并依次将各实际运动路径与对应的预设运动路径进行比对以判定是否存在轨迹不符合标准的实际运动路径。

3.根据权利要求2所述的基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述灵敏度单元内设有灵敏度控制组件，灵敏度控制组件的档位包括一档灵敏度、二档灵敏度和三档灵敏度，所述中控单元中设有预设偏转角度θ0，所述偏转角度为与曲线运动路径起点处相切切线和与曲线运动路径终点处的相切切线的夹角；中控单元在判定所述手术臂需行进的路径为直线运动路径时控制所述灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为一档灵敏度，中控单元在判定手术臂需行进的路径为曲线运动路径且该运动路径的偏转角度θ≤θ0时控制灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为二档灵敏度，中控单元在判定手术臂需行进的路径为曲线运动路径且该运动路径的偏转角度θ＞θ0时控制灵敏度控制组件将所述机械臂的灵敏度设置为三档灵敏度。

4.根据权利要求3所述的基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元内设有第一预设直线运动路径偏移角度B1和第二预设直线运动路径偏移角度B2，其中B1＜B2，中控单元根据所述图像采集单元采集的图像信息中实际直线运动路径与预设直线运动路径的偏移角度B，

若B≤B1，所述中控单元判定实际直线运动路径符合标准，所述机械臂能够根据预设直线运动路径继续行进；

若B1＜B≤B2，所述中控单元判定实际直线运动路径不符合标准，中控单元调节所述一档灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏移角度符合预设值；

若B1＞B2，所述中控单元判定实际直线运动路径行进过程出错，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前实际运动路径与预设直线运动路径之间的偏差。

5.根据权利要求3所述的基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述灵敏度控制组件的一档灵敏度为1.8mm；二档灵敏度为2.2mm；三档灵敏度为3.5mm，各挡位的灵敏度为所述机械臂与所述手术臂协同工作的实际运动路径与预设运动路径的偏移距离；实际手术过程中，实时检测各时间节点中机械臂与预设运动路径的最小绝对距离，若该最小绝对距离低于对应档位的灵敏度时，所述中控单元将所述手术臂的当前点位维持在手术臂预设路径中的对应位置。

6.根据权利要求1所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元内设有第一标准圆弧半径差值△R1和第二标准圆弧半径差值△R2，其中△R1＜△R2，当所述图像采集单元对曲线运动路径进行实时采集时，中控单元根据各实际曲线运动路径的圆弧半径r与预设曲线运动路径的圆弧半径R的差值△R进行比对，设定△R=|r-R|，

若△R＜△R1，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径符合标准，所述机械臂能够根据预设直线或曲线运动路径继续行进；所述中控单元检测各实际运动路径之间的偏转方向与各预设运动路径之间的偏转方向进行比对以确定实际运动路径之间的偏转方向是否符合标准；

若△R1＜△R≤△R2，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径未在标准范围内，中控单元调节所述机械臂的灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏转角度符合预设值；

若△R＞△R2，所述中控单元判定实际曲线运动路径的圆弧半径行进过程出错，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前各实际运动路径与各预设运动路径之间的偏差。

7.根据权利要求6所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元检测各实际运动路径之间的偏转方向与各预设运动路径之间的偏转方向进行比对以确定实际运动路径之间的偏转方向是否符合标准，

若各实际运动路径之间的偏转方向与预设运动路径之间的偏转方向未保持一致，所述中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前所述机械臂的运动路径偏转方向出错；

若各实际运动路径之间的偏转方向与预设路径之间的偏转方向一致，所述中控单元判定偏转方向准确，中控单元计算各实际运动路径之间的偏转角度与各预设运动路径之间的偏转角度的差值是否在标准偏转角度差值范围以判定各手术路径之间的转换是否符合标准。

8.根据权利要求7所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元内设有标准偏转角度差值△α0，当中控单元计算各实际运动路径之间的偏转角度α1与各预设运动路径之间的偏转角度α2的差值△α是否在标准偏转角度差值范围以判定各手术路径之间的转换是否符合标准时，其中△α=|α1-α2|，

若△α≤△α1，中控单元判定实际路径之间的偏转角度符合标准，所述机械臂能够根据预设运动路径继续行进；

若△α＞△α1，中控单元判定各实际运动路径之间的偏转角度未在标准范围内，中控单元控制手术臂停止运动，并提示医生端当前各实际运动路径之间的偏差。

9.根据权利要求6所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元内设有第一灵敏度调节系数β1和第二灵敏度调节系数β2，其中0＜β1＜β2＜1，当中控单元判定调节各档位的灵敏度以使所述手术臂的各实际运动路径的偏转角度符合预设值时，

若为运动路径为曲线运动路径，所述中控单元判定使用β2调节二档或三档的灵敏度；

若为运动路径为直线运动路径，所述中控单元判定使用β1调节一档的灵敏度；

当所述中控单元判定使用βj调节各灵敏度F，其中j=1,2，调节后各灵敏度记为F’,其中F’=βj×F，中控单元根据调节后的各档位的灵敏度控制所述机械臂继续行进。

10.根据权利要求1所述基于数据分析与远程控制的手术操作与监控分析***，其特征在于，所述中控单元内设有第一预设手术路径总长A1、第二手术路径总长A2、第一远程机械臂动作幅度放大倍率调节系数α1和第一远程机械臂动作幅度放大倍率调节系数α2，其中A1＜A2，1＜α1＜α2≤10，中控单元在根据手术规划的各手术路径总长A0以调节所述机械臂动作幅度放大倍率时，若A0≤A1，所述中控单元判定使用α2调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

若A1＜A0≤A2，所述中控单元判定使用α1调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

若A0＞A2，所述中控单元判定无需调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M；

当所述中控单元判定使用αi调节所述机械臂的动作幅度放大倍率M时，其中i=1,2，调节后的机械臂的放大倍率记为M’，设定M’=M×αi；中控单元针对机械臂的放大倍率调节过程根据医生需求，若医生设置手术过程无需调节机械臂的放大倍率则中控单元无需对机械臂的动作幅度放大倍率进行调节。

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