本发明专利技术公开了一种介入手术的远程手术系统及控制方法，所述远程手术系统包括手术执行模块、远程控制模块和远程通信模块；所述手术执行模块包括介入手术机器人、所述介入手术机器人的驱动器和运动控制系统、所述介入手术机器人负载的传感器；所述远程控制模块感知医生动作指令作为输入，根据输入对所述手术执行模块输出控制信号，实现对所述手术执行模块的控制与操作；所述远程通信模块基于远程通信软件、远程传输系统和加密传输协议实现所述手术执行模块的驱动和传感器信号与所述远程控制模块的指令之间的加密传输。本发明专利技术通过优化医生端的远程控制模块，引入远程通信模块，实现血管介入手术信息的全面感知和加密传输。血管介入手术信息的全面感知和加密传输。血管介入手术信息的全面感知和加密传输。
【技术实现步骤摘要】
血管介入手术的远程手术系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及远程手术
，更具体地，涉及一种血管介入手术的远程手术系统及控制方法。
技术介绍
[0002]《中国心血管健康与疾病报告2019》指出，我国目前心血管病群体数量已高达3.3亿。且随着社会的发展，心血管病也逐渐呈现出年轻化的危险发展趋势。
[0003]但是，我国心血管疾病治疗资源在不同地区之间存在不平衡的情况。为了缓解人们广大的手术需求与医疗资源分布不平衡不充分的矛盾，远程手术系统成为了一种可能的解决方案。远程手术系统可以将专家资源从发达地区传递到偏远地区，使得患者在远离医院的地方也能够获得高水平的医疗服务。
[0004]申请号CN202011549192.3的中国专利技术专利提出了一种基于腹腔镜手术机器人的远程手术系统及控制方法，这种方法能够有效地实现医生在远端控制腹腔镜手术。但由于血管介入手术的特殊性，需要手术端能够给予远端的医生以实时的多模态数据反馈(包括DSA、CT、力触觉等)，该专利技术无法适用于血管介入手术。
[0005]申请号CN202010869089.0的中国专利技术专利提出了一种远程血管介入手术训练系统，该系统利用所述位移数据驱动血管介入手术器材模型产生位移，所述血管介入手术器材模型在发生位移的过程中与所述血管模型接触，产生接触力数据，通过主端信息处理模块反馈至主端；接触力数据通过力反馈装置加载至血管介入手术器材，为操作者提供触觉力的感知。同时通过实时采集操作视频实现视频信息的反馈。但在实际远程手术系统中，信息传输的安全性需要得到有效保证，且在实际手术过程中医生还需依赖DSA造影图像等模态的信息。
技术实现思路
[0006]由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种血管介入手术的远程手术系统及控制方法，通过优化医生端的远程控制模块，引入远程通信模块，实现血管介入手术信息的全面感知和加密传输。
[0007]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，包括
[0008]手术执行模块，所述手术执行模块包括介入手术机器人、所述介入手术机器人的驱动器和运动控制系统、所述介入手术机器人负载的传感器；
[0009]所述介入手术机器人的远程控制模块，所述远程控制模块感知医生动作指令作为输入，根据输入对所述手术执行模块输出控制信号，实现对所述手术执行模块的控制与操作；
[0010]远程通信模块，所述远程通信模块基于远程通信软件、远程传输系统和加密传输协议实现所述手术执行模块的驱动和传感器信号与所述远程控制模块的指令之间的加密
传输。
[0011]进一步地，所述介入手术机器人为包括介入导丝、介入导管在内的医疗手术器械；所述传感器包括力反馈传感器和视觉探头。
[0012]进一步地，所述远程控制模块包括遥控设备、传感设备和显示设备；医生可以通过所述遥控设备对所述介入手术机器人的驱动器进行远程控制；所述传感设备接收和分析所述手术执行模块传感器的力反馈信息和视觉信息，并将其结合为所述手术执行模块操作区域的实时画面；所述显示设备将所述实时画面显示给医生。
[0013]进一步地，所述显示设备实时显示的画面包括所述介入手术机器人的DSA造影及相应血管语义分割图像、实时更新的三维建模图像以及所述三维建模图像的辅助引导信息。
[0014]进一步地，所述远程通信模块先将手术信息在第一远程通信软件中通过AES算法加密信息，再将加密后的信息通过通信协议传输至第二远程通信软件进行解密。
[0015]进一步地，所述通信协议为TCP/IP协议，所述TCP/IP协议中传输层采用TLS协议进行信息加密保护。
[0016]另一方面，本专利技术提供一种介入手术的远程手术控制方法，其特征在于，通过上述的远程手术系统来实现，包括以下步骤：
[0017]步骤S1、手术医生发出动作指令；
[0018]步骤S2、所述远程控制模块获取相应动作，进行编码；
[0019]步骤S3、相应动作信息在所述远程通信模块中得到加密，进行加密传输；
[0020]步骤S4、传输至远端手术执行模块，还原信息，转化为介入手术机器人的运动与操作；
[0021]步骤S5、所述介入手术机器人负载的传感器实时感知手术状况，获得相应反馈信息；
[0022]步骤S6、所述反馈信息在所述远程通信模块中得到加密，进行加密传输；
[0023]步骤S7、所述反馈信息传输至所述远程控制模块，进行还原，手术医生获得相应模态的反馈；
[0024]步骤S8、依次重复所述步骤S1至S7，直至手术完成。
[0025]进一步地，所述远程通信模块中采用AES算法对信息进行加密，包括以下步骤：
[0026]步骤S21、生成AES密钥：在机器人手术系统上生成一个AES密钥，用于加密和解密手术信息；
[0027]步骤S22、加密手术信息：将需要传输的血管介入手术信息使用AES算法在第一远程通信软件上进行加密；
[0028]步骤S23、将加密后的信息传输到第二远程通信软件：加密后的手术信息可以通过TCP/IP协议传输到第二远程通信软件；
[0029]步骤S24、在第二远程通信软件上解密手术信息：在第二远程通信软件上使用相同的AES密钥进行解密，以获得原始的手术信息。
[0030]进一步地，所述远程通信模块使用TLS协议进行远程加密通信，包括以下步骤：
[0031]步骤S31、在所述远程控制模块中配置证书：在所述远程控制模块中生成公私钥对，并申请数字证书；
[0032]步骤S32、在所述手术执行模块的运动控制系统中配置证书：在所述运动控制系统中生成公私钥对，并申请数字证书；
[0033]步骤S33、配置TLS连接所需的参数，使所述远程控制模块和手术执行模块中的参数保持一致；所述参数包括协议版本、加密算法、证书验证方式；
[0034]步骤S34、实现TLS通信：在建立TLS连接后，数据传输过程中，所述远程控制模块和手术执行模块的数据会被加密并通过TLS连接传输。
[0035]进一步地，根据密钥位数和加密强度不同，所述AES算法可选AES
‑
128、AES
‑
192或AES
‑
256算法。
[0036]与现有技术相比，上述专利技术具有如下优点或者有益效果：
[0037](1)本专利技术采用远程遥控技术，可以让医生在远程实现对机器人的操作，不需要直接接触病人，降低了传染疾病和手术操作误差的风险；
[0038](2)本专利技术在信息传输的过程中，采用了AES加密算法和TLS协议，保障了患者的隐私和数据安全，有效避免了黑客攻击、数据泄露等安全问题；
[0039](3)本专利技术在远程控制模块中集成了传感设备和显示设备，一方面能接收分析多个介入手术器械的传感器信号，并将多种信息实时地通过显示设备展示，提高了医生的临场感，保证了手术顺利进行。
附图说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，包括手术执行模块，所述手术执行模块包括介入手术机器人、所述介入手术机器人的驱动器和运动控制系统、所述介入手术机器人负载的传感器；所述介入手术机器人的远程控制模块，所述远程控制模块感知医生动作指令作为输入，根据输入对所述手术执行模块输出控制信号，实现对所述手术执行模块的控制与操作；远程通信模块，所述远程通信模块基于远程通信软件、远程传输系统和加密传输协议实现所述手术执行模块的驱动和传感器信号与所述远程控制模块的指令之间的加密传输。2.根据权利要求1所述的一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，所述介入手术机器人为包括介入导丝、介入导管在内的医疗手术器械；所述传感器包括力反馈传感器和视觉探头。3.根据权利要求2所述的一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，所述远程控制模块包括遥控设备、传感设备和显示设备；医生可以通过所述遥控设备对所述介入手术机器人的驱动器进行远程控制；所述传感设备接收和分析所述手术执行模块传感器的力反馈信息和视觉信息，并将其结合为所述手术执行模块操作区域的实时画面；所述显示设备将所述实时画面显示给医生。4.根据权利要求3所述的一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，所述显示设备实时显示的画面包括所述介入手术机器人的DSA造影及相应血管语义分割图像、实时更新的三维建模图像以及所述三维建模图像的辅助引导信息。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，所述远程通信模块先将手术信息在第一远程通信软件中通过AES算法加密信息，再将加密后的信息通过通信协议传输至第二远程通信软件进行解密。6.根据权利要求5所述的一种介入手术的远程手术系统，其特征在于，所述通信协议为TCP/IP协议，所述TCP/IP协议中传输层采用TLS协议进行信息加密保护。7.一种介入手术的远程手术控制方法，其特征在于，通过权利要求1至6任一项所述的远程手术系统来实现，包括以下步骤：步骤S1、手术医生发出动作指令；步骤S2、所述远程控制模块获取相应动作，进行编码；步骤S3、相应动作信息在所述远程通信模块中得到加密，进...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐鹏，姚天亮，王玉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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