CN111539266B - 一种医疗器械识别装置、方法以及血管介入培训设备 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于手术培训设备技术领域,尤其涉及一种医疗器械识别装置、方法以及血管介入培训设备,所述装置包括:机架,用于固定待识别物和安装拍摄模块;拍摄模块,所述拍摄模块固定在机架上,用于获取待识别物中的医疗器械的图像信息;处理模块,处理模块与拍摄模块电性连接,用于将拍摄模块获取到的信息经处理转化为实时画面。本发明实施例提供的一种医疗器械识别装置,将待识别物固定在机架上,通过拍摄模块对待识别物进行多角度的拍摄,以获取待识别物中的医疗器械中的各角度的信息,并通过处理模块将拍摄数据转化为实时画面,以辅助使用者进行培训。本发明获取医疗器械的运动状态准确,且不与医疗器械直接接触,识别观测效果好。
Description
技术领域
本发明属于手术培训设备技术领域,尤其涉及一种医疗器械识别装置、方法以及血管介入培训设备。
背景技术
微创治疗是一种体贴病人、无需开刀并且普遍应用于临床中的一项主要的技术。其中的血管介入手术就是一种在医学影像设备的引导下,将特制的导丝等精密器械引入人体,对病发部位进行诊断和治疗的重要方法。现常用血管介入手术培训设备进行培训。
在培训过程中,不仅保证使用者能够获得尽可能真实的触感,还需要获取血管介入手术中的医疗机械的各种信息,以辅助使用者进行手术。在现有的识别方案中,有发明使用齿轮、定位球等机械的方式识别医疗器械;有发明使用各种激光鼠标位移传感器的方法得到导丝的运动数据。通过医疗器械移动所带来的摩擦力带动齿轮旋转从而得到医疗器械运动数据,该方案具有摩擦力大,容易对医疗器械造成损耗的缺点;采用激光位移传感器的方法,只能够识别到最外层,局限性十分明显。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种医疗器械识别装置,旨在解决血管介入手术培训装置中医疗器械运动信息获取不全面不准确的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种医疗器械识别装置,所述装置包括:
机架,用于固定待识别物和安装拍摄模块;
拍摄模块,所述拍摄模块固定在机架上,用于获取待识别物中的医疗器械的图像信息;
处理模块,处理模块与拍摄模块电性连接,用于将拍摄模块获取到的信息经处理转化为实时画面。
优选的,所述拍摄模块包括:
第一子模块,所述第一子模块设置在待识别物下方,第一子模块与机架固定连接,且与处理模块电性连接,用于从底部对待识别物进行拍摄;
第二子模块,所述第二子模块设置在待识别物同一水平线上,第二子模块与机架固定连接,且与处理模块电性连接,用于从侧面对待识别物进行拍摄。
优选的,拍摄模块还包括至少一组第三子模块,第三子模块设置在待识别物周向,用于获取待识别物中医疗器械的信息。
优选的,拍摄模块还包括补光件,所述补光件设置在待识别物上方,且与机架固定连接,用于为待识别物提供足够的光源。
优选的,处理模块包括处理器和显示件,所述处理器与拍摄模块和显示件电性连接,处理器用于处理拍摄模块获取的图像数据,显示件用于显示经处理器处理过后的图像资料。
本发明实施例的另一目的在于,一种血管介入培训设备,包括血液循环模拟装置和力反馈装置,还包括如上所述的医疗器械识别装置,血液循环模拟装置与力反馈装置连通,医疗器械识别装置设置在力反馈装置外围,用于对力反馈装置中的医疗器械进行识别。
本发明实施例的另一目的在于,一种医疗器械识别方法,包括以下步骤:
通过如上所述的医疗器械识别装置从多视角拍摄待识别物中医疗器械的图片;
医疗器械识别装置根据拍摄到的图片识别医疗器械的种类;
医疗器械识别装置对图片中医疗器械进行分割,确定不同的医疗器械在图像中的位置信息;
医疗器械识别装置根据图片获取医疗器械的角度信息;
医疗器械识别装置根据医疗器械头部形状判断医疗器械的状态;
通过医疗器械识别装置显示医疗器械的实时画面。
本发明实施例提供的一种医疗器械识别装置,将待识别物固定在机架上,通过拍摄模块对待识别物进行多角度的拍摄,以获取待识别物中的医疗器械中的各角度的信息,并通过处理模块将拍摄数据转化为实时画面,以辅助使用者进行培训。本发明从多角度获取医疗器械的状态信息,并且不与医疗器械发生接触,达到了信息获取准确,不影响医疗器械使用的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种医疗器械识别装置的立体结构图。
附图中:1、透明管;2、管座;3、管座支架;4、底板;5、第一底侧相机;6、第二底侧相机;7、第一侧位相机;8、第二侧位相机;9、第一支架;10、第二支架;11、力反馈施力管;12、第三支架;13、补光灯;14、第四支架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示,为本发明实施例提供的一种医疗器械识别装置的立体结构图,所述装置包括:
机架,用于固定待识别物和安装拍摄模块;
拍摄模块,所述拍摄模块固定在机架上,用于获取待识别物中的医疗器械的图像信息;
处理模块,处理模块与拍摄模块电性连接,用于将拍摄模块获取到的信息经处理转化为实时画面。
在本发明实施例中,机架包括底板4、管座支架3、第一支架9、第二支架10、第三支架12和第四支架14,拍摄模块通过第一支架9和第二支架10与底板4固定连接,底板4通过第三支架12和管座支架3与待识别物固定连接,拍摄模块与处理模块电性连接。待识别物为透明管1,透明管1一端通过管座2和管座支架3与底板4固定连接,另一端通过力反馈施力管11和第三支架12与底板4固定连接,医疗器械位于透明管1中。在使用过程中,将透明管1固定在第三支架12和管座支架3远离底板4一端,通过拍摄模块对透明管1中的医疗器械进行拍摄,以获取透明管1中医疗器械的运动信息,并将其运动信息同步传输至处理模块,通过处理模块将其运动信息展示给使用者,以辅助使用者进行培训。
如图1所示,作为本发明的一种优选实施例,所述拍摄模块包括:
第一子模块,所述第一子模块设置在待识别物下方,第一子模块与机架固定连接,且与处理模块电性连接,用于从底部对待识别物进行拍摄;
第二子模块,所述第二子模块设置在待识别物同一水平线上,第二子模块与机架固定连接,且与处理模块电性连接,用于从侧面对待识别物进行拍摄。
在本发明实施例中,第一子模块包括第一底侧相机5和第二底侧相机6,第一底侧相机5和第二底侧相机6分别通过两个第一支架9与底板4固定连接,第一底侧相机5和第二底侧相机6设置在待识别物正下方;第二子模块包括第一侧位相机7和第二侧位相机8,第一侧位相机7和第二侧位相机8分别通过两个第二支架10与底板4固定连接,且第一侧位相机7和第二侧位相机8位于透明管1水平线上,且位于透明管1一侧。使用时,通过第一底侧相机5和第二底侧相机6获取透明管1内医疗器械的仰视图,通过第一侧位相机7和第二侧位相机8获取透明管1内医疗器械的侧视图,并将仰视图和侧视图传输至处理模块进行处理和显示。
如图1所示,作为本发明的一种优选实施例,拍摄模块还包括至少一组第三子模块,第三子模块设置在待识别物周向,用于获取待识别物中医疗器械的信息。
在本发明实施例中,第三子模块为辅助相机,为保证能够全面获取透明管1内医疗器械的运动信息,可在透明管1周向设置多组辅助相机,获取多角度的运动信息,以提高精准度。
如图1所示,作为本发明的一种优选实施例,拍摄模块还包括补光件,所述补光件设置在待识别物上方,且与机架固定连接,用于为待识别物提供足够的光源。
在本发明实施例中,补光件为补光灯13,由于装置结构的遮挡,可能造成光线不足的问题,通过顶部设置的补光灯13对透明管1进行补光,以便于获取更加清晰,曝光充分的图像。
如图1所示,作为本发明的一种优选实施例,处理模块包括处理器和显示件,所述处理器与拍摄模块和显示件电性连接,处理器用于处理拍摄模块获取的图像数据,显示件用于显示经处理器处理过后的图像资料。
在本发明实施例中,处理模块包括处理器和显示件,第一底侧相机5、第二底侧相机6、第一侧位相机7、第二侧位相机8和辅助相机采集的图像信息均通过处理器处理;显示件可以为显示器、VR设备或者AR设备。使用时,通过第一底侧相机5、第二底侧相机6、第一侧位相机7、第二侧位相机8和辅助相机对透明管1中的医疗器械进行信息采集,并同步传输至处理器,经处理器处理后,通过显示器、VR设备或者AR设备呈现给使用者。
作为本发明的一种实施例,一种血管介入培训设备,包括血液循环模拟装置和力反馈装置,还包括如上所述的医疗器械识别装置,血液循环模拟装置与力反馈装置连通,医疗器械识别装置设置在力反馈装置外围,用于对力反馈装置中的医疗器械进行识别。
在本发明实施例中,本设备中,通过血液循环模拟装置和力反馈装置模拟血管介入手术中血液循环和医疗器械在使用过程中受到的阻力。并通过医疗器械识别装置对力反馈装置中的医疗器械进行识别,以获取其中的医疗器械的种类和医疗器械的运动信息,并将这些信息反馈给使用者,以辅助使用者进行培训。
作为本发明的一种实施例,一种医疗器械识别方法,包括以下步骤:
通过如上所述的医疗器械识别装置从多视角拍摄待识别物中医疗器械的图片;
医疗器械识别装置根据拍摄到的图片识别医疗器械的种类;
医疗器械识别装置对图片中医疗器械进行分割,确定不同的医疗器械在图像中的位置信息;
医疗器械识别装置根据图片获取医疗器械的角度信息;
医疗器械识别装置根据医疗器械头部形状判断医疗器械的状态;
通过医疗器械识别装置显示医疗器械的实时画面。
在本发明实施例中,识别过程包括以下步骤:
通过医疗器械识别装置中第一底侧相机5、第二底侧相机6、第一侧位相机7和第二侧位相机8从底部和侧面对透明管1中的医疗器械进行拍摄,并将数据输送至处理器。处理器通过采集多视角的图像数据,加强了对医疗器械识别的精度;
利用第一底侧相机5和第二底侧相机6拍摄的仰视图,根据图中不同医疗器械的直径和形状可以得到医疗器械的种类;例如针对导丝导管来说需要提取的信息是头部弯曲处的位置和弯曲角度,保护伞和球囊额外多了一条需要对保护伞和球囊释放时的程度进行识别。
通过将仰视图中医疗器械进行简化,将医疗器械看作一根头部弯曲可绕中心轴旋转的物体,将头部弯曲点的位置与中心轴的位置进行计算可以得到头部弯曲点距离中心轴投影后的角度,该角度具有两种可能性,此时处理器模块可根据侧位图的信息补充得到正确的角度信息;
根据医疗器械头部形状判断医疗器械的状态。例如,根据保护伞头部的三角形特点,或球囊椭圆形头部的特点判断出相应的医疗器械处于何种状态;
处理器模块得到各种医疗器械的种类、位置、角度和状态信息后,经过适当的处理,最终通过显示设备展现给使用者。显示设备可以为显示器、VR设备或者AR设备。使用者可以根据显示的内容更改自己的操作,显示模块的画面中则会实时跟进用户的操作,以提高培训效果。
此外,可以通过引入机器学习的方法,提供多个样本进行训练,从而识别出画面中医疗器械释放的程度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种医疗器械识别装置,其特征在于,所述装置包括:
机架,用于固定待识别物和安装拍摄模块;
拍摄模块,所述拍摄模块固定在机架上,用于获取待识别物中的医疗器械的图像信息;
处理模块,处理模块与拍摄模块电性连接,用于将拍摄模块获取到的信息经处理转化为实时画面,机架包括底板、管座支架、第一支架、第二支架、第三支架和第四支架,拍摄模块通过第一支架和第二支架与底板固定连接,底板通过第三支架和管座支架与待识别物固定连接,所述拍摄模块包括:
第一子模块,所述第一子模块设置在待识别物下方,第一子模块与机架固定连接,且与处理模块电性连接,用于从底部对待识别物进行拍摄;
第二子模块,所述第二子模块设置在待识别物同一水平线上,第二子模块与机架固定连接,且与处理模块电性连接,用于从侧面对待识别物进行拍摄,第一子模块包括第一底侧相机和第二底侧相机,第一底侧相机和第二底侧相机分别通过两个第一支架与底板固定连接,第一底侧相机和第二底侧相机设置在待识别物正下方;第二子模块包括第一侧位相机和第二侧位相机,第一侧位相机和第二侧位相机分别通过两个第二支架与底板固定连接,且第一侧位相机和第二侧位相机位于待识别物同一水平线上,拍摄模块还包括至少一组第三子模块,第三子模块设置在待识别物周向,用于获取待识别物中医疗器械的信息。
2.根据权利要求1所述的医疗器械识别装置,其特征在于,拍摄模块还包括补光件,所述补光件设置在待识别物上方,且与机架固定连接,用于为待识别物提供足够的光源。
3.根据权利要求1所述的医疗器械识别装置,其特征在于,处理模块包括处理器和显示件,所述处理器与拍摄模块和显示件电性连接,处理器用于处理拍摄模块获取的图像数据,显示件用于显示经处理器处理过后的图像资料。
4.一种血管介入培训设备,包括血液循环模拟装置和力反馈装置,其特征在于,还包括如权利要求1~3任一所述的医疗器械识别装置,血液循环模拟装置与力反馈装置连通,医疗器械识别装置设置在力反馈装置外围,用于对力反馈装置中的医疗器械进行识别。
5.一种医疗器械识别方法,其特征在于,包以下步骤:
通过如权利要求1~3任一所述的医疗器械识别装置从多视角拍摄待识别物中医疗器械的图片;
医疗器械识别装置根据拍摄到的图片识别医疗器械的种类;
医疗器械识别装置对图片中医疗器械进行分割,确定不同的医疗器械在图像中的位置信息;
医疗器械识别装置根据图片获取医疗器械的角度信息;
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