[发明专利]一种基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统

说明书

本发明涉及手术机器人技术领域，具体地说，涉及一种基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统。包括基础建设单元、边缘计算单元、智能调控单元和扩展应用单元；基础建设单元用于提供支持系统运行的基础设备及技术；边缘计算单元用于在机器人运行系统的边缘侧就近提供智能服务；智能调控单元用于对机器人主从手进行统一集控及自治管理；扩展应用单元用于增设多种扩展服务来完善系统的功能性。本发明设计可以实现主从手机器人的快速部署，统一调控主从手的运行过程，同时提高工作网络的质量及稳定性，进而可以提高计算效率、减少成本，且可以及时将视频影像上云，保障资料的存储便捷性、及时性和安全性，提高手术效率。

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，具体地说，涉及一种基于5G网络和边缘计算的手 术机器人主从手操控系统。

背景技术

手术机器人系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体，其用途广泛，在临床上外 科上有大量的应用。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术 概念，在微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。随着医疗技术和网路技术的不 断发展，各种微创手术机器人的应用场景越来越广泛，尤其是远程手术。各种机器人手术 系统均由控制台和操作臂组成，控制台由计算机系统、手术操作监视器、机器人控制监视 器、操作手柄和输入输出设备等组成，医生双手控制操作杆，手部动作传达到机械臂的尖 端，完成手术操作。但是，目前常规的手术机器人控制台和操作臂都是通过有线连接，即 一对一主-仆式操作模式，无法实现远程控制操作臂；无法实现一个控制台控制多个机械 臂。此外控制台的计算机系统数据处理能力有限从而导致机械反应、内窥镜成像与图像处 理、视频编解码等主要指标均存在明显延迟。基于以上背景，突破传统有线网络连接方式， 并提高计算机处理能力的技术会极大提高手术机器人的性能并能够拓展其应用场景。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统， 以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种基于5G网络和边 缘计算的手术机器人主从手操控系统，包括

基础建设单元、边缘计算单元、智能调控单元和扩展应用单元；所述基础建设单元的 信号输出端与所述边缘计算单元的信号输入端连接，所述边缘计算单元的信号输出端与所 述智能调控单元的信号输入端连接，所述智能调控单元的信号输出端与所述扩展应用单元 的信号输入端连接；所述基础建设单元用于提供支持系统运行的基础设备及技术；所述边 缘计算单元用于通过边缘节点控制技术在机器人运行系统的边缘侧就近提供智能服务；所 述智能调控单元用于对机器人的操作主手及从手进行统一的集控及分布自治管理；所述扩 展应用单元用于在系统正常运行的基础上增设多种扩展服务来完善系统的功能性；

所述基础建设单元包括应用终端模块、云端数库模块、网络通信模块和功能服务模块；

所述边缘计算单元包括边缘部署模块、数据处理模块、边缘节点模块和安全防护模块；

所述智能调控单元包括集中管控模块、快捷布控模块、主手独控模块和从手云控模块；

所述扩展应用单元包括间歇连接模块、预测维护模块、能效管理模块、智能制造模块 和灵活更换模块。

作为本技术方案的进一步改进，所述应用终端模块、所述云端数库模块与所述功能服 务模块依次通过以太网通讯连接且并列运行；所述应用终端模块用于提供构建系统的基础 应用设备及终端平台并对各设备进行管理分配；所述云端数库模块用于在云端建立数据库 以存储机器人主手和从手端上传的影像资料及其他工作数据；所述网络通信模块用于通过 多种网络通信技术给系统各层面之间提供信号连接及数据传输的通道；所述功能服务模块 用于通过设置多种服务项目来支持系统的运行。

其中，应用终端包括但不限于机器人、机器人主手接口、机器人从手接口、处理器、显示器、边缘计算服务器mec设备、路由网关、网络设备、网络切换器、摄像头等。