CN112220441A - 微创式体内数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微创式体内数据采集系统，所述系统包括：腹腔镜结构，用于在医务人员的操控下，通过病人靠近膀胱的腹部微创伤口被插入到病人的腹腔内，用于对病人的腹腔内部数据进行采集；径向检测设备，用于基于接收到的现场参考数量和现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径；决策分析机构，与径向检测设备连接，用于在接收到的最大径向半径小于等于3毫米时，发出体内排石信号，否则，发出手术排石信号。本发明的微创式体内数据采集系统操作可靠、运行稳定。由于能够采用微创手术模式识别病人体内最大的膀胱结石的尺寸，进而决定是否需要执行手术排石，从而在人体创伤和治疗效果之间达到均衡。

Description

微创式体内数据采集系统

技术领域

本发明涉及微创手术领域，尤其涉及一种微创式体内数据采集系统。

背景技术

微创外科的出现及在医学领域的广泛应用是最近十几年的事。1987年法国医生Mouret偶然完成第一例LC并没有想到它标志着新的医学里程碑的诞生。微创概念的形成是因为整个医学模式的进步，是在“整体”治疗观带动下产生的。微创手术更注重病人的心理、社会、生理(疼痛)、精神风貌、生活质量的改善与康复，最大程度体贴病人，减轻病人的痛苦。

微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优越性。拿最成熟已经成为“金标准”的LC来举例：LC手术切口约1cm，不切断肌肉，腹式呼吸恢复早，美观，术后腹部运动与感觉几乎无影响，肺部并发症远低于经腹胆囊切除术。同时手术时间短，平均约30-60分钟，肠蠕动恢复快，早进食，基本不用止痛药。平均住院1到3天，有的甚至术后当晚便可回家欢聚(据统计，已行LC最高年龄者为107岁)。

现有技术中，对膀胱结石的治疗策略的选择存在两个难点：第一，无法有效识别病人膀胱部的每一个结石的尺寸，导致无法分析病人膀胱结石的危害程度；第二，无法根据病人膀胱结石的尺寸自动选择手术排石或者体内排石的不同的治疗方案，从而容易耽误病情或者容易过度治疗。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种微创式体内数据采集系统，能够采用微创手术模式识别病人体内最大的膀胱结石的尺寸，进而决定是否需要执行手术排石，从而在人体创伤和治疗效果之间达到均衡。

为此，本发明至少需要具备以下两处重要的发明点：

(1)采用针对性的视觉识别机制对病人体内的膀胱结石进行大小分析，以获取尺寸最大的膀胱结石作为手术决策的关键参考对象；

(2)在尺寸最大的膀胱结石的最大径向半径小于等于3毫米时，发出体内排石信号，否则发出手术排石信号。

根据本发明的一方面，提供了一种微创式体内数据采集系统，所述系统包括：

腹腔镜结构，用于在医务人员的操控下，通过病人靠近膀胱的腹部微创伤口被插入到病人的腹腔内，用于对病人的腹腔内部数据进行采集。

更具体地，在所述微创式体内数据采集系统中：

所述腹腔镜结构包括插管和设置在所述插管末端的采集镜头，用于在所述插管通过病人的膀胱微创伤口被插入病人的膀胱内时，对病人的膀胱内场景执行图像采集动作，以获得对应的膀胱内部图像。

更具体地，在所述微创式体内数据采集系统中，所述系统还包括：

方向滤波机构，被封装在所述插管的内部，与所述采集镜头连接，用于对接收到的膀胱内部图像执行方向滤波处理，以获得信号滤波图像；

现场校正设备，设置在所述方向滤波机构的附近，与所述方向滤波机构连接，用于对接收到的信号滤波图像执行倾斜校正处理，以获得现场校正图像；

第一鉴别机构，被封装在所述插管的内部，与所述现场校正设备连接，用于基于膀胱结石成像图像的像素点的亮度值分布范围识别所述现场校正图像中的每一个膀胱结石像素点；

第二鉴别机构，与所述第一鉴别机构连接，用于对所述现场校正图像中的各个膀胱结石像素点执行拟合处理以获得各个结石子图像；

第三鉴别机构，与所述第二鉴别机构连接，用于识别所述各个结石子图像中占据像素点数量最多的结石子图像并作为参考子图像，获取所述参考子图像占据的像素点数量以作为现场参考数量，同时将所述参考子图像占据的各个像素点的各个景深值的中间值作为现场参考景深；

径向检测设备，与所述第三鉴别机构连接，用于基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径；

决策分析机构，与所述径向检测设备连接，用于在接收到的最大径向半径小于等于3毫米时，发出体内排石信号，还用于在接收到的最大径向半径大于3毫米时，发出手术排石信号；

内容显示机构，设置在病人的病床附近，与所述决策分析机构通过蓝牙通信链路连接，用于通过蓝牙通信链路无线接收并实时显示与所述体内排石信号或者所述手术排石信号分别对应的通知文字信息；

其中，基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径包括：所述现场参考数量越多，计算获得的病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径越大；

其中，基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径包括：所述现场参考景深越浅，计算获得的病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径越小；

其中，所述第二鉴别机构、所述第三鉴别机构、所述径向检测设备和所述决策分析机构都被封装在所述插管的内部。

本发明的微创式体内数据采集系统操作可靠、运行稳定。由于能够采用微创手术模式识别病人体内最大的膀胱结石的尺寸，进而决定是否需要执行手术排石，从而在人体创伤和治疗效果之间达到均衡。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的微创式体内数据采集系统的腹腔镜结构的外形示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的微创式体内数据采集系统的实施方案进行详细说明。

腹腔镜与电子胃镜类似，是一种带有微型摄像头的医疗器械，腹腔镜手术就是利用腹腔镜及其相关器械进行的手术。

腹腔镜通常由5个基本系统组成：腹腔镜摄录像监视系统、CO2气腹系统、电切割系统、冲洗—吸引系统、手术器械等。其中，腹腔镜摄录像监视系统由腹腔镜、光源及光路、微型摄像头、摄像转换器、监视器(电视机)、自动冷光源、录像机组成。腹腔镜常用的有0°和30°视角。直径为10mm、5mm、2.5mm各种规格器械。

现有技术中，对膀胱结石的治疗策略的选择存在两个难点：第一，无法有效识别病人膀胱部的每一个结石的尺寸，导致无法分析病人膀胱结石的危害程度；第二，无法根据病人膀胱结石的尺寸自动选择手术排石或者体内排石的不同的治疗方案，从而容易耽误病情或者容易过度治疗。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种微创式体内数据采集系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的微创式体内数据采集系统包括：

腹腔镜结构，如图1所示，用于在医务人员的操控下，通过病人靠近膀胱的腹部微创伤口被插入到病人的腹腔内，用于对病人的腹腔内部数据进行采集。

接着，继续对本发明的微创式体内数据采集系统的具体结构进行进一步的说明。

所述微创式体内数据采集系统中：

所述腹腔镜结构包括插管和设置在所述插管末端的采集镜头，用于在所述插管通过病人的膀胱微创伤口被插入病人的膀胱内时，对病人的膀胱内场景执行图像采集动作，以获得对应的膀胱内部图像。

所述微创式体内数据采集系统中还可以包括：

方向滤波机构，被封装在所述插管的内部，与所述采集镜头连接，用于对接收到的膀胱内部图像执行方向滤波处理，以获得信号滤波图像；

现场校正设备，设置在所述方向滤波机构的附近，与所述方向滤波机构连接，用于对接收到的信号滤波图像执行倾斜校正处理，以获得现场校正图像；

第一鉴别机构，被封装在所述插管的内部，与所述现场校正设备连接，用于基于膀胱结石成像图像的像素点的亮度值分布范围识别所述现场校正图像中的每一个膀胱结石像素点；

第二鉴别机构，与所述第一鉴别机构连接，用于对所述现场校正图像中的各个膀胱结石像素点执行拟合处理以获得各个结石子图像；

第三鉴别机构，与所述第二鉴别机构连接，用于识别所述各个结石子图像中占据像素点数量最多的结石子图像并作为参考子图像，获取所述参考子图像占据的像素点数量以作为现场参考数量，同时将所述参考子图像占据的各个像素点的各个景深值的中间值作为现场参考景深；

径向检测设备，与所述第三鉴别机构连接，用于基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径；

决策分析机构，与所述径向检测设备连接，用于在接收到的最大径向半径小于等于3毫米时，发出体内排石信号，还用于在接收到的最大径向半径大于3毫米时，发出手术排石信号；

内容显示机构，设置在病人的病床附近，与所述决策分析机构通过蓝牙通信链路连接，用于通过蓝牙通信链路无线接收并实时显示与所述体内排石信号或者所述手术排石信号分别对应的通知文字信息；

其中，基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径包括：所述现场参考数量越多，计算获得的病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径越大；

其中，基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径包括：所述现场参考景深越浅，计算获得的病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径越小；

其中，所述第二鉴别机构、所述第三鉴别机构、所述径向检测设备和所述决策分析机构都被封装在所述插管的内部。

所述微创式体内数据采集系统中：

所述内容显示机构包括第一蓝牙接口，所述决策分析机构包括第二蓝牙接口。

所述微创式体内数据采集系统中：

所述第一蓝牙接口与所述第二蓝牙接口之间建立双向的蓝牙通信链路。

所述微创式体内数据采集系统中还可以包括：

振动辨识设备，与所述决策分析机构的外壳连接，用于实时监测所述决策分析机构的外壳的振动幅值；

幅值分析设备，与所述振动辨识设备连接，用于接收所述决策分析机构的外壳的振动幅值，并在所述决策分析机构的外壳的振动幅值大于等于预设幅值阈值时，发出启动抗振命令。

所述微创式体内数据采集系统中：

所述幅值分析设备还用于在所述决策分析机构的外壳的振动幅值小于所述预设幅值阈值时，发出停止抗振命令。

所述微创式体内数据采集系统中还可以包括：

抗振执行机构，设置在所述决策分析机构的下方，与所述幅值分析设备连接，用于在接收到所述启动抗振命令，执行对所述决策分析机构的抗振动作。

所述微创式体内数据采集系统中：

所述抗振执行机构还用于在接收到所述停止抗振命令，停止执行对所述决策分析机构的抗振动作；

其中，所述抗振执行机构包括物理抗振单元，用于基于所述决策分析机构的外壳的振动幅值执行与所述决策分析机构的外壳的振动方向反相的相同振动幅值的抗振处理。

另外，在所述微创式体内数据采集系统中，蓝牙(Bluetooth)：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。如今蓝牙由蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，简称SIG)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，他们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。

以上具体实施方式，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种微创式体内数据采集系统，其特征在于，包括：

腹腔镜结构，用于在医务人员的操控下，通过病人靠近膀胱的腹部微创伤口被插入到病人的腹腔内，用于对病人的腹腔内部数据进行采集。

2.如权利要求1所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于：

所述腹腔镜结构包括插管和设置在所述插管末端的采集镜头，用于在所述插管通过病人的膀胱微创伤口被插入病人的膀胱内时，对病人的膀胱内场景执行图像采集动作，以获得对应的膀胱内部图像。

3.如权利要求2所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

方向滤波机构，被封装在所述插管的内部，与所述采集镜头连接，用于对接收到的膀胱内部图像执行方向滤波处理，以获得信号滤波图像；

现场校正设备，设置在所述方向滤波机构的附近，与所述方向滤波机构连接，用于对接收到的信号滤波图像执行倾斜校正处理，以获得现场校正图像；

第一鉴别机构，被封装在所述插管的内部，与所述现场校正设备连接，用于基于膀胱结石成像图像的像素点的亮度值分布范围识别所述现场校正图像中的每一个膀胱结石像素点；

第二鉴别机构，与所述第一鉴别机构连接，用于对所述现场校正图像中的各个膀胱结石像素点执行拟合处理以获得各个结石子图像；

第三鉴别机构，与所述第二鉴别机构连接，用于识别所述各个结石子图像中占据像素点数量最多的结石子图像并作为参考子图像，获取所述参考子图像占据的像素点数量以作为现场参考数量，同时将所述参考子图像占据的各个像素点的各个景深值的中间值作为现场参考景深；

径向检测设备，与所述第三鉴别机构连接，用于基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径；

决策分析机构，与所述径向检测设备连接，用于在接收到的最大径向半径小于等于3毫米时，发出体内排石信号，还用于在接收到的最大径向半径大于3毫米时，发出手术排石信号；

内容显示机构，设置在病人的病床附近，与所述决策分析机构通过蓝牙通信链路连接，用于通过蓝牙通信链路无线接收并实时显示与所述体内排石信号或者所述手术排石信号分别对应的通知文字信息；

其中，基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径包括：所述现场参考数量越多，计算获得的病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径越大；

其中，基于所述现场参考数量和所述现场参考景深计算病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径包括：所述现场参考景深越浅，计算获得的病人的膀胱内的最大膀胱结石的最大径向半径越小；

其中，所述第二鉴别机构、所述第三鉴别机构、所述径向检测设备和所述决策分析机构都被封装在所述插管的内部。

4.如权利要求3所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于：

所述内容显示机构包括第一蓝牙接口，所述决策分析机构包括第二蓝牙接口。

5.如权利要求4所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于：

所述第一蓝牙接口与所述第二蓝牙接口之间建立双向的蓝牙通信链路。

6.如权利要求5所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

振动辨识设备，与所述决策分析机构的外壳连接，用于实时监测所述决策分析机构的外壳的振动幅值；

幅值分析设备，与所述振动辨识设备连接，用于接收所述决策分析机构的外壳的振动幅值，并在所述决策分析机构的外壳的振动幅值大于等于预设幅值阈值时，发出启动抗振命令。

7.如权利要求6所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于：

所述幅值分析设备还用于在所述决策分析机构的外壳的振动幅值小于所述预设幅值阈值时，发出停止抗振命令。

8.如权利要求7所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

抗振执行机构，设置在所述决策分析机构的下方，与所述幅值分析设备连接，用于在接收到所述启动抗振命令，执行对所述决策分析机构的抗振动作。

9.如权利要求8所述的微创式体内数据采集系统，其特征在于：

所述抗振执行机构还用于在接收到所述停止抗振命令，停止执行对所述决策分析机构的抗振动作；

其中，所述抗振执行机构包括物理抗振单元，用于基于所述决策分析机构的外壳的振动幅值执行与所述决策分析机构的外壳的振动方向反相的相同振动幅值的抗振处理。

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