[发明专利]一种智能骨科手术系统

权利要求书

1.一种智能骨科手术系统，其特征在于，所述智能骨科手术系统设置有术前检测模块、术中智能控制模块、术中智能操作模块、术中检测模块、术后调理方案模块；

所述术中智能控制模块与术前检测模块相连接；

所述术中智能操作模块与术中智能控制模块相连接；

所述术中检测模块与术中智能操作模块相连接；

所述术后调理方案模块与术中检测模块相连接；

所述术中检测模块包括：

状态监控模块，用于实时监控与人体术中健康状态相关的数据；

信标接收器阵列模块，用来接收状态监控模块发送的网络信息和人员状态信息，并将该信息上传给核心服务器；

核心服务器，用于负责集中处理状态监控模块上报的人员状态信息和信标接收器发送的位置信息，并将预处理结果发送至术中智能操作模块；

所述状态监控模块包括主控模块、传感器子系统、自组网通信模块、网络传输模块、第一UI模块和第一储能组件，具体为：

主控模块，用于负责管理传感器子系统、自组网通信模块、网络传输模块、第一UI模块和第一储能组件；

传感器子系统，利用低功耗数字3轴加速计、光学心率和生物电阻抗传感器共同组成的传感器子系统，实时监控心率、呼吸、血氧饱和度以及与人体健康状态相关的数据，通过自组网通信模块上报给主控模块；

自组网通信模块，用于负责与周围其他状态监控模块建立并维护无线自组织网络；

网络传输模块，用于负责周期性的向建立链接的信标接收器发送网络消息，同时将传感器子系统上报的人员状态数据通过自组织网络和事先布设好的信标接收器阵列模块上传给核心服务器；

第一UI模块，用于负责提供人机接口，实现用户信息设置；

第一储能组件，用于采用小体积纽扣电池为整个设备提供电能；

所述术中智能操作模块包括：

无线通信模块，用于负责接收核心服务器发来的人员位置及状态信息；

第二UI模块，用于根据不同人员状态等级和术中医疗部位位置的不同，在显示屏对应位置显示相应种类的标识；

报警模块，用于负责在人员状态等级判定为危险时，向术中智能控制模块发出警报；

第二储能组件，包括可充电的锂电池组，用于采用小体积纽扣电池提供电能；

所述信标接收器阵列模块由多个相互独立的信标信号接收器组成，按照手术部位的形状布设在手术部位上端；每个信标接收器具有唯一的ID编号，并且ID编号与信标接收器所布设的位置一一对应；

术前检测模块根据磁共振或计算机断层成像体素数据的灰度或纹理特性，绘制手术部位外部边界轮廓线和内部组织边缘线；基于磁共振或计算机断层成像重建的体素数据和标记的内部组织边缘线，构造内边界节点富集函数；针对手术部位组织的结构异质性和光学特异性，采用基于混合光传输方程的自适应光传输数学模型描述光粒子在生物体中的传输过程；鉴于有限体积法在六面体体素网格上的应用优势，采用扩展有限体积法对自适应光传输数学模型进行数值离散和求解，建立描述手术部位内靶标与手术部位体表测量值之间线性关系的系统方程；针对手术部位内靶标分布的稀疏性和手术部位体表测量数据的不完整性，建立基于稀疏正则化策略和融合先验初步靶标定位结果的目标函数；采用合适的优化方法求解目标函数，实现手术部位内靶向目标的准确、快速重建；

术后调理方案模块对术后调理的方案数据进行处理，确定出合理的方案，处理方法包括：

术后调理方案模块对接收信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：

其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，f_c表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过非线性变换后得到：