CN112617920A - 一种胸外科手术扩张装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于扩张器技术领域，公开了一种胸外科手术扩张装置及其控制系统，包括固定压力检测模块、照明模块、定位模块、驱动模块、距离检测模块、影像采集模块、信号传输模块、视频分析模块、云存储模块、报警模块和人机交互模块连接；视频分析模块包括视频获取单元、预处理单元、特征提取单元和识别单元。本发明通过中央处理和控制模块能够对各个受控模块进行协调控制，实现智能控制，从而精准的控制扩张装置的高度与扩张距离，有效避免人为因素的影响，节省人力，而且在检测到异常转态时，能够通过报警器进行报警提醒，避免手术意外，提高手术效果和效果，能够减轻医生、护士的工作强度和负担，且更加安全。

Description

一种胸外科手术扩张装置及其控制系统

技术领域

本发明属于扩张器技术领域，尤其涉及一种胸外科手术扩张装置及其控制系统。

背景技术

目前：心胸外科还包含了心脏外科和普胸外科的疾病，心外科研究心脏大血管创伤、心包疾病、先天性心脏病、后天性心脏瓣膜病、缺血性心脏病、心脏肿瘤、大血管疾病、介入性治疗技术、心律失常的外科治疗、心脏起搏和植入式除颤复律器、动力性心肌成形术、心脏、肺和心肺移植等方面。

胸外科手术扩张装置是常用的胸外科手术器械，但是现有的胸外科手术扩张装置的扩张方向和角度有限，不能适应多样的手术环境，适应性较差。而且现有的胸外科手术扩张装置都只是通过人为进行调节，不能进行智能检测，无法装置的使用状态进行直观查看。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的胸外科手术扩张装置结构较为复杂，且扩张方向和角度有限，不能适应多样的手术环境，适应性较差。

(2)现有的胸外科手术扩张装置都只是通过人为进行调节，不能进行智能检测，无法装置的使用状态进行直观查看。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种胸外科手术扩张装置及其控制系统。

本发明是这样实现的，一种胸外科手术扩张装置的控制系统设置有：

固定压力检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过压力检测传感器对固定夹具的夹紧压力进行检测；

照明模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过照明灯对手术操作进行辅助照明；

定位模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过红外线激光发射器发出的红外线进行辅助定位；

驱动模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过驱动电机对装置的结构伸缩和扩张动作进行驱动；

距离检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过距离传感器对装置的纵向高度和横向的扩张距离进行检测；

影像采集模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过高清摄像头对手术过程进行记录；

信号传输模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过无线信号传输器对采集信息通过无线信号传递到远程的监控中心；

视频分析模块，与中央处理和控制模块连接，用于对采集的影像视频中的手术操作进行实时分析，判断手术操作是否发生异常；

中央处理和控制模块连接，与固定压力检测模块、照明模块、定位模块、驱动模块、距离检测模块、影像采集模块、信号传输模块、视频分析模块、云存储模块、报警模块和人机交互模块连接，用于通过中央控制器对采集信息进行处理，并根据处理结果和预设参数对各个模块进行协调控制；

云存储模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过云服务器对采集的影像信息进行存储；

报警模块，与中央处理和控制模块连接，用于在检测到异常转态时，通过报警器进行报警提醒；

人机交互模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过人机交互界面对工作参数进行预设输入，并对工作状态进行实时显示。

进一步，所述视频分析模块包括：

视频获取单元，用于实时获取摄像头采集的手术影像过程记录；

预处理单元，用于对采集的手术影像进行灰度化、归一化预处理；

特征提取单元，用于对预处理后的手术影像中的每一帧图像中的特征向量进行提取；

识别单元，用于将提取的特征向量表征为直方图向量，并依据多个SVM分类器，采用一对多的分类策略对多类行为进行识别。

本发明的另一目的在于提供一种控制系统的胸外科手术扩张装置，所述胸外科手术扩张装置设置有：

固定夹具，共设置有两个，用于将胸外科手术扩张装置固定于手术床两侧；

支撑杆，焊接在固定夹具上端，用于对整体框架进行支撑；

横向调节杆，焊接在两侧的支撑杆上端，用于对整体框架进行横向支撑；

照明单元，通过螺栓固定在横向调节杆下端中间；

纵向调节杆，通过螺栓固定于横向调节杆下端，所述纵向调节杆下端通过螺栓固定有角度调节装置，所述角度调节装置下端固定有扩张装置。

进一步，所述固定夹具设置有上夹板和下夹板，所述上夹板与下夹板一端通过转轴转动连接，所述上夹板和下夹板上设置有固定孔，所述固定孔内螺纹设置有固定螺栓，所述上夹板内侧嵌装有压力传感器，所述压力传感器通过连接线路与外部控制系统连接。

进一步，所述支撑杆设置有安装板和第一伸缩支杆，所述第一伸缩支杆焊接于所述安装板上侧，所述安装板拐角处开设只有螺栓孔，所述安装板通过螺栓固定于所述固定夹具上侧。

进一步，所述横向调节杆设置有横向调节杆，所述横向调节杆中空，下侧开设有开口；所述横向调节杆内侧上侧固定有齿条；所述横向调节杆内部设置有与所述齿条相配合的齿轮，所述齿轮一端设置有第一电机；所述齿轮下侧设置有滑动板，所述滑动板所述横向调节杆滑动连接；所述滑动板下侧设置有第一连接板。

进一步，所述照明单元设置有第一照明灯和第二照明灯；

所述第一照明灯嵌装在壳体下端，所述壳体两侧设置有缓冲垫，所述壳体固定在横向调节杆中间；

所述第二照明灯设置有分别嵌装在撑开器内侧的两个

进一步，所述纵向调节杆设置有第二连接板，所述第二连接板下侧焊接有第二伸缩支杆。

进一步，所述角度调节装置设置有调节板，所述调节板为圆形，所述调节板上均匀设置有调节孔，所述调节板下侧转动设置有转动板；所述转动板上设置有通孔，所述通孔内设置有弹簧，所述弹簧内设置有限位杆。

进一步，所述扩张装置设置有扩张板，所述扩张板通过转轴与所述角度调节装置转动连接，所述转轴设置有第二电机；所述扩张板内侧设置有弹性板，所述弹性板内侧设置有防滑纹。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明结构简单合理，通过中央处理和控制模块能够对各个受控模块进行协调控制，实现智能控制，从而精准的控制扩张装置的高度与扩张距离，有效避免人为因素的影响，节省人力，提高手术效果和效果。

本发明通过上夹板和下夹板对整个装置进行固定，固定效果好，且便于拆卸移动。本发明通过支撑杆将横向调节杆进行支撑并连接，且能够调节横向调节杆的高度，能够更好的适应手术的环境。本发明的横向调节杆内通过齿条和齿轮的配合，实现横向智能化精准调节，能够减轻医生、护士的工作强度和负担，且更加安全。本发明通过设置有照明单元能够对横向调节杆进行限位，通过能在手术中进行辅助照明，实用性更强。本发明能够通过调节板和限位杆调节扩张装置的相对位置和角度，能够根据手术需要随意调节，进一步增加本发明的实用性。本发明的扩张板设置有弹性板，且设置的防滑纹能够增加固定效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的胸外科手术扩张装置的控制系统结构框图。

图2是本发明实施例提供的视频分析模块结构框图。

图3是本发明实施例提供的胸外科手术扩张装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的固定夹具的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的横向调节杆的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的照明单元的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的角度调节装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的扩张装置的结构示意图；

图中：1、固定夹具；2、支撑杆；3、横向调节杆；4、照明单元；5、纵向调节杆；6、角度调节装置；7、扩张装置；8、下夹板；9、上夹板；10、固定螺栓；11、横向调节杆；12、齿条；13、齿轮；14、滑动板；15、第一连接板；16、壳体；17、缓冲垫；18、第一照明灯；19、调节板；20、转动板；21、限位杆；22、弹簧；23、扩张板；24、弹性板；25、第二照明灯。

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。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种胸外科手术扩张装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的胸外科手术扩张装置的控制系统包括：

固定压力检测模块101，与中央处理和控制模块连接，用于通过压力检测传感器对固定夹具的夹紧压力进行检测；

照明模块102，与中央处理和控制模块连接，用于通过照明灯对手术操作进行辅助照明；

定位模块103，与中央处理和控制模块连接，用于通过红外线激光发射器发出的红外线进行辅助定位；

驱动模块104，与中央处理和控制模块连接，用于通过驱动电机对装置的结构伸缩和扩张动作进行驱动；

距离检测模块105，与中央处理和控制模块连接，用于通过距离传感器对装置的纵向高度和横向的扩张距离进行检测；

影像采集模块106，与中央处理和控制模块连接，用于通过高清摄像头对手术过程进行记录；

信号传输模块107，与中央处理和控制模块连接，用于通过无线信号传输器对采集信息通过无线信号传递到远程的监控中心；

视频分析模块108，与中央处理和控制模块连接，用于对采集的影像视频中的手术操作进行实时分析，判断手术操作是否发生异常；

中央处理和控制模块连接109，与固定压力检测模块、照明模块、定位模块、驱动模块、距离检测模块、影像采集模块、信号传输模块、视频分析模块、云存储模块、报警模块和人机交互模块连接，用于通过中央控制器对采集信息进行处理，并根据处理结果和预设参数对各个模块进行协调控制；

云存储模块110，与中央处理和控制模块连接，用于通过云服务器对采集的影像信息进行存储；

报警模块111，与中央处理和控制模块连接，用于在检测到异常转态时，通过报警器进行报警提醒；

人机交互模块112，与中央处理和控制模块连接，用于通过人机交互界面对工作参数进行预设输入，并对工作状态进行实时显示。

如图2所示，本发明实施例提供的视频分析模块108包括：

视频获取单元，用于实时获取摄像头采集的手术影像过程记录；

预处理单元，用于对采集的手术影像进行灰度化、归一化预处理；

特征提取单元，用于对预处理后的手术影像中的每一帧图像中的特征向量进行提取；

识别单元，用于将提取的特征向量表征为直方图向量，并依据多个SVM分类器，采用一对多的分类策略对多类行为进行识别。

如图3至图8所示，本发明实施例提供的胸外科手术扩张装置包括：固定夹具1，所述固定夹具1设置有两个，用于将胸外科手术扩张装置固定于手术床两侧；支撑杆2，固定于所述固定夹具1上侧，用于支撑横向调节杆3，调节横向调节杆3的高度；横向调节杆3，固定于所述支撑杆2上侧，用于调整两个纵向调节杆5的相对间距；照明单元4，固定于所述横向调节杆3中部，用于对两个纵向调节杆5限位和手术辅助照明；纵向调节杆5，固定于所述横向调节杆3的下侧，用于调整扩张装置7的高度；角度调节装置6，固定于所述纵向调节杆5下端，用于调整扩张装置7的角度；扩张装置7，固定于所述角度调节装置6的下侧，用于扩张病患创口。

本发明实施例中，固定夹具1设置有上夹板9和下夹板8，上夹板9与下夹板8一端通过转轴转动连接，上夹板9和下夹板8上设置有固定孔，固定孔内螺纹设置有固定螺栓10。所述上夹板内侧嵌装有压力传感器，所述压力传感器通过连接线路与外部控制系统连接。通过上夹板9和下夹板8对整个装置进行固定，固定效果好，且便于拆卸移动。

本发明实施例中，支撑杆2设置有安装板和第一伸缩支杆，第一伸缩支杆焊接于安装板上侧，安装板拐角处开设只有螺栓孔，安装板通过螺栓固定于固定夹具1上侧。通过支撑杆2将横向调节杆3进行支撑并连接，且能够调节横向调节杆3的高度，能够更好的适应手术的环境。

本发明实施例中，横向调节杆3设置有横向调节杆11，横向调节杆11中空，下侧开设有开口；横向调节杆11内侧上侧固定有齿条12；横向调节杆11内部设置有与齿条12相配合的齿轮13，齿轮13一端设置有第一电机；齿轮13下侧设置有滑动板14，滑动板14横向调节杆11滑动连接；滑动板14下侧设置有第一连接板15。横向调节杆11内通过齿条12和齿轮13的配合，实现横向智能化精准调节，能够减轻医生、护士的工作强度和负担，且更加安全。

本发明实施例中，照明单元4设置有第一照明灯18和第二照明灯25，第一照明灯18嵌装在壳体16下端，壳体16两侧设置有缓冲垫17，壳体16固定在横向调节杆5中间；第二照明灯25共设置有分别嵌装在撑开器内侧的两个。能在手术中进行辅助照明，实用性更强。

本发明实施例中，纵向调节杆5设置有第二连接板，第二连接板下侧焊接有第二伸缩支杆。

本发明实施例中，角度调节装置6设置有调节板19，调节板19为圆形，调节板19上均匀设置有调节孔，调节板19下侧转动设置有转动板20；转动板20上设置有通孔，通孔内设置有弹簧22，弹簧22内设置有限位杆21。通过调节板19和限位杆21调节扩张装置7的相对位置和角度，能够根据手术需要随意调节，进一步增加本发明的实用性。

本发明实施例中，扩张装置7设置有扩张板23，扩张板23通过转轴与角度调节装置6转动连接，转轴设置有第二电机。扩张板23内侧设置有弹性板24，弹性板24内侧设置有防滑纹。

本发明实施例在使用时，通过上夹板9和下夹板8固定于床边，通过固定螺栓10进行紧固；手术时，通过第一伸缩支杆调整横向调节杆3的高度，第一电机带动齿轮13转动，使其在齿条12上移动，使第一连接板15靠近缓冲垫17，调节第二伸缩支杆，使扩张板23位于创口处，第一电机带动齿轮13转动，使其在齿条12上向外移动，使扩张板23扩开创口；

调整扩张板23角度时，下拉限位杆21，转动转动板20至合适位置，松开限位杆21，弹簧22将限位杆21弹至调节孔内固定。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胸外科手术扩张装置的控制系统，其特征在于，所述胸外科手术扩张装置的控制系统设置有：

固定压力检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过压力检测传感器对固定夹具的夹紧压力进行检测；

照明模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过照明灯对手术操作进行辅助照明；

定位模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过红外线激光发射器发出的红外线进行辅助定位；

驱动模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过驱动电机对装置的结构伸缩和扩张动作进行驱动；

距离检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过距离传感器对装置的纵向高度和横向的扩张距离进行检测；

影像采集模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过高清摄像头对手术过程进行记录；

信号传输模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过无线信号传输器对采集信息通过无线信号传递到远程的监控中心；

视频分析模块，与中央处理和控制模块连接，用于对采集的影像视频中的手术操作进行实时分析，判断手术操作是否发生异常；

中央处理和控制模块连接，与固定压力检测模块、照明模块、定位模块、驱动模块、距离检测模块、影像采集模块、信号传输模块、视频分析模块、云存储模块、报警模块和人机交互模块连接，用于通过中央控制器对采集信息进行处理，并根据处理结果和预设参数对各个模块进行协调控制；

云存储模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过云服务器对采集的影像信息进行存储；

报警模块，与中央处理和控制模块连接，用于在检测到异常转态时，通过报警器进行报警提醒；

人机交互模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过人机交互界面对工作参数进行预设输入，并对工作状态进行实时显示。

2.如权利要求1所述的胸外科手术扩张装置的控制系统，其特征在于，所述视频分析模块包括：

视频获取单元，用于实时获取摄像头采集的手术影像过程记录；

预处理单元，用于对采集的手术影像进行灰度化、归一化预处理；

特征提取单元，用于对预处理后的手术影像中的每一帧图像中的特征向量进行提取；

识别单元，用于将提取的特征向量表征为直方图向量，并依据多个SVM分类器，采用一对多的分类策略对多类行为进行识别。

3.一种利用权利要求1-2任意一项所述的胸外科手术扩张装置的控制系统的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述胸外科手术扩张装置设置有：

固定夹具，共设置有两个，用于将胸外科手术扩张装置固定于手术床两侧；

支撑杆，焊接在固定夹具上端，用于对整体框架进行支撑；

横向调节杆，焊接在两侧的支撑杆上端，用于对整体框架进行横向支撑；

照明单元，设置有通过螺栓固定在横向调节杆下端中间和嵌装在撑开器内侧；

纵向调节杆，通过螺栓固定于横向调节杆下端，所述纵向调节杆下端通过螺栓固定有角度调节装置，所述角度调节装置下端固定有扩张装置。

4.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述固定夹具设置有上夹板和下夹板，所述上夹板与下夹板一端通过转轴转动连接，所述上夹板和下夹板上设置有固定孔，所述固定孔内螺纹设置有固定螺栓，所述上夹板内侧嵌装有压力传感器，所述压力传感器通过连接线路与外部控制系统连接。

5.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述支撑杆设置有安装板和第一伸缩支杆，所述第一伸缩支杆焊接于所述安装板上侧，所述安装板拐角处开设只有螺栓孔，所述安装板通过螺栓固定于所述固定夹具上侧。

6.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述横向调节杆设置有横向调节杆，所述横向调节杆中空，下侧开设有开口；所述横向调节杆内侧上侧固定有齿条；所述横向调节杆内部设置有与所述齿条相配合的齿轮，所述齿轮一端设置有第一电机；所述齿轮下侧设置有滑动板，所述滑动板所述横向调节杆滑动连接；所述滑动板下侧设置有第一连接板。

7.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述照明单元设置有第一照明灯和第二照明灯；

所述第一照明灯嵌装在壳体下端，所述壳体两侧设置有缓冲垫，所述壳体固定在横向调节杆中间；

所述第二照明灯设置有分别嵌装在撑开器内侧的两个。

8.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述纵向调节杆设置有第二连接板，所述第二连接板下侧焊接有第二伸缩支杆。

9.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述角度调节装置设置有调节板，所述调节板为圆形，所述调节板上均匀设置有调节孔，所述调节板下侧转动设置有转动板；所述转动板上设置有通孔，所述通孔内设置有弹簧，所述弹簧内设置有限位杆。

10.如权利要求3所述的胸外科手术扩张装置，其特征在于，所述扩张装置设置有扩张板，所述扩张板通过转轴与所述角度调节装置转动连接，所述转轴设置有第二电机；

所述扩张板内侧设置有弹性板，所述弹性板内侧设置有防滑纹。

Images