CN112336469A - 手术室成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种手术室成像设备,包括无屏幕成像装置、机械辅助装置及控制装置,所述机械辅助装置与无屏幕成像装置连接并用于调节无屏幕成像装置的位置,所述控制装置通过非接触的方式控制无屏幕成像装置与机械辅助装置的运转,所述无屏幕成像装置的无屏幕成像区域靠近手术操作区,从而实现术者在手术过程中无需离开无菌区即可阅读影像数据,并可通过非接触的方式对影像数据进行控制和调节,从而解决了手术过程中术者阅读影像数据导致的手术操作区污染及查阅不便性的问题。

Description

手术室成像设备
技术领域
本发明涉及成像技术领域,尤其涉及一种用于手术室的成像设备。
背景技术
手术室是为病人提供手术及抢救的场所,是医院的重要技术部门。因此,在手术过程中,手术室区域有着严格的划分。一般地,将手术室划分为限制区(无菌区)、半限制区(污染区)和非限制区。其中,无菌区被严格禁止接触手术室内的任何有菌区域,从而保证手术的顺利进行。
但是,在手术过程中,术者常常需要将术野所见与患者术前或术中的影像数据作对比。而现有的手术室阅读影像数据的方法多为通过放置于手术室四周的电脑、悬吊于手术室天花板的巨大机械臂终端的显示屏等途径来阅读影像数据。更甚者,有些较低配置的手术室需要将胶片放置在手术室周围的灯箱上阅读。上述设备均处在有菌区域,当术者阅读影像数据时,常常需要离开手术操作区(无菌区),靠近上述有菌区域并需要其他人员辅助才能完成简单的读片操作。
因此,在术者离开手术操作区(无菌区)靠近阅片区域的过程中,势必会增加手术无菌环境被污染的风险和增加了患者受感染的几率,也易引发并发症甚至导致手术失败。此外,由于术者读片时需要台下人员辅助完成,而该辅助人员常常对患者病情和影像数据并不熟悉,沟通不顺畅,从而导致手术时间延长,甚至反馈给术者错误信息,使术者产生错误的手术决定。
有鉴于此,确有必要对手术室成像设备进行改进,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于手术室使用的手术室成像设备。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种手术室成像设备,包括无屏幕成像装置、机械辅助装置及控制装置,所述机械辅助装置与无屏幕成像装置连接并用于调节无屏幕成像装置的位置,所述控制装置通过非接触的方式控制无屏幕成像装置与机械辅助装置的运转,所述无屏幕成像装置的无屏幕成像区域靠近手术操作区。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述控制装置包括手势控制系统,术者通过手势对无屏幕成像装置的成像内容及成像位置进行控制,所述手势控制系统包括双目摄像头、深度信息传感器及基于深度学习的手势识别模块。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述控制装置包括语音识别系统及图像识别系统,所述语音识别系统通过基于深度学习的自然语言处理方法对术者的语音进行语义分析,对图像进行放大或旋转操作;所述图像识别系统使用基于深度学习的图像识别方法对需要识别的部位进行识别,执行局部放大操作。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述无屏幕成像装置包括屏幕及光学平板透镜,所述屏幕上的图像经光学平板透镜在所述光学成像区域成像,所述光学成像区域位于术者正前方。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述无屏幕成像装置上设有探测器,所述探测器包括手势采集元件及语音采集元件;所述手势采集元件及所述语音采集元件将采集的信号分别反馈给所述手势控制系统及所述语音识别系统
作为本发明进一步改进的技术方案,所述机械辅助装置包括固定座及由所述控制装置控制的调节装置,所述固定座的一端与所述调节装置旋转连接,所述固定座的另一端安装在天花板上。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述调节装置包括三轴自由定位臂和微调装置,所述固定座竖直固定在天花板上,所述三轴自由定位臂由弯曲柄、长柄、连接杆、一个旋转链接和二个弯曲链接组成,其中所述弯曲柄通过所述旋转链接与固定座连接,一个弯曲链接设置在弯曲柄与长柄之间,另一个弯曲链接设置在长柄与连接杆之间,所述弯曲柄呈L型。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述微调装置设置在连接杆与无屏幕成像装置之间,其控制所述屏幕停在一个圆弧球面的任意需要位置;所述微调装置包括相互连接的横向圆弧滑转结构和纵向圆弧滑转结构,其中所述横向圆弧滑转结构与所述连接杆固定,所述纵向圆弧滑转结构固定在所述横向圆弧滑转结构上。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述横向圆弧滑转结构和所述纵向圆弧滑转结构相同,均包括支撑臂、圆弧齿条、小型电机和齿轮,所述支撑臂和所述小型电机固定,所述小型电机驱动所述齿轮,所述齿轮和所述圆弧齿条啮合驱动所述圆弧齿条作转摆运动。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述控制装置通过网络与外部的医学影像系统信号连接,用于接收影像数据;所述手术室成像设备还设置有数据接口,能够从其他设备获取影像数据。
本发明的有益效果是:手术室成像设备通过设置无屏幕成像装置、机械辅助装置及控制装置,从而使术者在手术过程中无需离开无菌区即可阅读影像数据,并可通过非接触的方式对影像数据进行直接控制和调节,从而解决了手术过程中术者阅读影像数据导致的手术操作区污染及查阅不便的问题。
附图说明
图1为本发明手术室成像设备的结构示意图。
图2为本发明无屏幕成像装置的成像示意图。
图3为本发明手术室成像设备的信号传输图。
图4为本发明机械辅助装置的结构示意图。
图5为本发明微调装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示,手术室成像设备包括无屏幕成像装置1、机械辅助装置2及控制装置3,机械辅助装置2与无屏幕成像装置1固定连接,控制装置3与无屏幕成像装置1及机械辅助装置2信号连接。此外,手术室成像设备还设置有数据接口(未图示),从而使手术室成像设备能够从其他设备获取影像数据。
如图2所示,无屏幕成像装置1包括屏幕11及光学平板透镜12,屏幕11用于显示所获取的影像数据,光学平板透镜12用于将屏幕11上显示的图像投影到空气中。具体地,在手术过程中,屏幕11上的图像经光线的传播散射在光学平板透镜12上,再经光学平板透镜12重新汇聚并射出,最后将屏幕11上的图像完整地呈现在无屏幕成像区域10。此外,为了更好地便于术者在手术过程中阅读影像数据,无屏幕成像装置1的无屏幕成像区域10可靠近手术操作区,优选地,无屏幕成像区域10可位于术者的正前方。
控制装置3包括手势控制系统31、语音识别系统32及图像识别系统33,从而使术者通过手势、语音及图像的识别对无屏幕成像装置1的成像内容及成像位置进行控制,避免手术无菌环境被污染的风险和降低患者受感染的几率,保证手术安全。
此外,结合图3所示,无屏幕成像装置1上设有探测器13,用于捕捉术者的手势、语音等生物特征信息。具体地,探测器13包括手势采集元件131及语音采集元件132。手势采集元件131用于采集术者的手势动作,并将采集的手势信息反馈给手势控制系统31,从而使无屏幕成像装置1作出相应的操作反馈。同样地,语音采集元件132用于识别术者的语音信息,并将采集的语音信息反馈给语音识别系统32,从而使无屏幕成像装置1作出相应的操作反馈。
如图3所示,控制装置3一方面通过网络与外部的医学影像系统信号连接,用于接收影像数据,另一方面通过非接触的方式与内部的无屏幕成像装置1及机械辅助装置2相连接,用于控制无屏幕成像装置1与机械辅助装置2的运转。
进一步地,手势控制系统31包括双目摄像头、深度信息传感器及基于深度学习的手势识别模块,术者无需与其他物体接触即可进行控制,从而避免破坏无菌环境。双目摄像头可以同时采集两个方向的手势动作,从而更加精细的捕捉术者的手势信息。深度信息传感器可以获取术者手势的深度信息,从而更有利于手势的识别。基于深度学习的手势识别模块通过充分细致的训练得到多种精细的手势模板,并通过对手势模板的匹配提取手势信息,从而可完成对三维图像的一系列操作。
进一步地,语音识别系统32是通过基于深度学习的自然语言处理方法对术者的语音进行语义分析,从而对图像进行放大或旋转操作,便于术者对图像的整体调整。图像识别系统33是使用基于深度学习的图像识别方法对需要识别的部位进行识别,从而对需要识别的部位执行局部放大操作,便于术者对图像的局部调整。
如图4及图5所示,机械辅助装置2包括固定座21及由控制装置3控制的调节装置22,其主要用于调节无屏幕成像装置1的位置,进而控制无屏幕成像区域10的位置。此外,为了保证机械辅助装置2的安全性,机械辅助装置2不仅能够灵活定位,而且还具有自动刹车及停止功能。
具体地,固定座21的一端与调节装置22旋转连接,其另一端安装在天花板上且与天花板竖直固定,从而将手术室成像设备固定安装。调节装置22包括三轴自由定位臂221和微调装置222,三轴自由定位臂221与微调装置222相互连接。
三轴自由定位臂221由弯曲柄223、长柄224、连接杆225、一个旋转链接226和二个弯曲链接227组成,其主要用于大幅度调节无屏幕成像装置1的摆放位置。固定座21、弯曲柄223、长柄224及连接杆225依次相互连接,弯曲柄223通过旋转链接226与固定座21连接,一个弯曲链接227设置在弯曲柄223与长柄224之间,另一个弯曲链接227设置在长柄224与连接杆225之间。此外,为了实现无屏幕成像装置1多角度的旋转,弯曲柄223设置为L型。
微调装置222设置在连接杆225与无屏幕成像装置1之间,用于控制屏幕11停在一个圆弧球面的任意需要位置,从而实现无屏幕成像装置1的弧形调节。具体地,微调装置222包括相互连接的横向圆弧滑转结构222a和纵向圆弧滑转结构222b,当两者同时驱动时,便可实现屏幕11的弧形调节。
横向圆弧滑转结构222a与连接杆225固定,其主要用于调节无屏幕成像装置1的横向摆放位置。具体地,横向圆弧滑转结构222a包括支撑臂2221、圆弧齿条2222、小型电机2223和齿轮2224,支撑臂2221和小型电机2223固定,小型电机2223驱动齿轮2224,齿轮2224和圆弧齿条2222啮合驱动圆弧齿条2222作转摆运动。
纵向圆弧滑转结构222b固定在横向圆弧滑转结构222a上,其主要用于调节无屏幕成像装置1的纵向摆放位置。同时,由于纵向圆弧滑转结构222b和横向圆弧滑转结构222a的结构相同,此处不再赘述。
综上所述,本发明提供一种手术室成像设备,其包括无屏幕成像装置1、机械辅助装置2及控制装置3,控制装置3通过非接触的方式控制无屏幕成像装置1与机械辅助装置2的运转,使得无屏幕成像装置1的无屏幕成像区域10靠近手术操作区,位置恰好在术者正前方的无菌区内,术者不再需要离开手术台去阅读影像数据。同时,由于兼具手势控制、语音识别及图像识别功能,术者仅通过手势等非接触方式就可以对影像数据的内容进行控制,也可以对成像的位置进行调节,使得术者在术中可以轻松便捷地阅读想要的影像数据。
以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种手术室成像设备,其特征在于:包括无屏幕成像装置、机械辅助装置及控制装置,所述机械辅助装置与无屏幕成像装置连接并用于调节无屏幕成像装置的位置,所述控制装置通过非接触的方式控制无屏幕成像装置与机械辅助装置的运转,所述无屏幕成像装置的无屏幕成像区域靠近手术操作区。
2.根据权利要求1所述的手术室成像设备,其特征在于:所述控制装置包括手势控制系统,术者通过手势对无屏幕成像装置的成像内容及成像位置进行控制,所述手势控制系统包括双目摄像头、深度信息传感器及基于深度学习的手势识别模块。
3.根据权利要求2所述的手术室成像设备,其特征在于:所述控制装置包括语音识别系统及图像识别系统,所述语音识别系统通过基于深度学习的自然语言处理方法对术者的语音进行语义分析,对图像进行放大或旋转操作;所述图像识别系统使用基于深度学习的图像识别方法对需要识别的部位进行识别,执行局部放大操作。
4.根据权利要求3所述的手术室成像设备,其特征在于:所述无屏幕成像装置包括屏幕及光学平板透镜,所述屏幕上的图像经光学平板透镜在所述光学成像区域成像,所述光学成像区域位于术者正前方。
5.根据权利要求4所述的手术室成像设备,其特征在于:所述无屏幕成像装置上设有探测器,所述探测器包括手势采集元件及语音采集元件;所述手势采集元件及所述语音采集元件将采集的信号分别反馈给所述手势控制系统及所述语音识别系统。
6.根据权利要求2所述的手术室成像设备,其特征在于:所述机械辅助装置包括固定座及由所述控制装置控制的调节装置,所述固定座的一端与所述调节装置旋转连接,所述固定座的另一端安装在天花板上。
7.根据权利要求6所述的手术室成像设备,其特征在于:所述调节装置包括三轴自由定位臂和微调装置,所述固定座竖直固定在天花板上,所述三轴自由定位臂由弯曲柄、长柄、连接杆、一个旋转链接和二个弯曲链接组成,其中所述弯曲柄通过所述旋转链接与固定座连接,一个弯曲链接设置在弯曲柄与长柄之间,另一个弯曲链接设置在长柄与连接杆之间,所述弯曲柄呈L型。
8.根据权利要求7所述的手术室成像设备,其特征在于:所述微调装置设置在连接杆与无屏幕成像装置之间,其控制所述屏幕停在一个圆弧球面的任意需要位置;所述微调装置包括相互连接的横向圆弧滑转结构和纵向圆弧滑转结构,其中所述横向圆弧滑转结构与所述连接杆固定,所述纵向圆弧滑转结构固定在所述横向圆弧滑转结构上。
9.根据权利要求8所述的手术室成像设备,其特征在于:所述横向圆弧滑转结构和所述纵向圆弧滑转结构相同,均包括支撑臂、圆弧齿条、小型电机和齿轮,所述支撑臂和所述小型电机固定,所述小型电机驱动所述齿轮,所述齿轮和所述圆弧齿条啮合驱动所述圆弧齿条作转摆运动。
10.根据权利要求1所述的手术室成像设备,其特征在于:所述控制装置通过网络与外部的医学影像系统信号连接,用于接收影像数据;所述手术室成像设备还设置有数据接口,能够从其他设备获取影像数据。
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