CN112826422A - 一种腔内视野调节及压力平衡系统 - Google Patents

一种腔内视野调节及压力平衡系统 Download PDF

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苏醒
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Abstract

本发明公开了一种腔内视野调节及压力平衡系统。它包括压力采集单元用于当检测到腔内压力大于等于设定值时发送压力反馈信号至控制单元;图像采集单元用于实时获取腔内视野图像;图像处理单元用于对接收的腔内视野图像进行处理,当判断腔内视野模时,发送视野模糊信号至控制单元;控制单元用于在接收到压力反馈信号或视野模糊信号时,控制灌注泵的灌注速度和负压吸引泵的引流速度;灌注泵用于调整灌注速度;负压吸引泵用于调整引流速度。本发明实时采集腔内视野图像及压力,根据视野图像判断视野模糊情况,根据视野模糊情况及腔内压力来实时控制灌注泵和负压吸引泵的速度,从而确保手术过程中始终保证腔内安全的压力和清亮的视野,降低手术风险。

Description

一种腔内视野调节及压力平衡系统
技术领域
本发明属于微创医疗器械技术领域,具体涉及一种腔内视野调节及压力平衡系统。
背景技术
目前腔镜微创手术因其具有减少患者痛苦、有利恢复、外表美观、缩短住院时间、减少费用等优势,已广泛应用与泌尿外科、骨科、妇科、普外科、胸外科、病理、眼科科等科室。通常在手术过程中有腔内出血、感染或碎除病变时产生的碎屑污染了内窥镜的视野,使图像模糊难以辨别腔内组织,目前一般是通过医生助手加大力度快速推动注射器或者调快灌注泵灌注速度来加大冲洗液量的方式来调节腔内视野,这种方式在操作过程中有时会因为医生助手缺少经验或者手动调节灌注速率范围不好把握造成腔内压力过大,从而出现腔内液体返流引起浓毒血症等并发症,给患者带来了极大的生命危险。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种简单有效、可靠性高的腔内视野调节及压力平衡系统。
本发明采用的技术方案是:一种腔内视野调节及压力平衡系统,包括
压力采集单元,安装于内窥镜上,用于实时检测腔内压力,当检测到腔内压力大于等于设定值时发送压力反馈信号至控制单元;
图像采集单元,安装于内窥镜上,用于实时获取腔内视野图像发送至图像处理单元;
图像处理单元,用于对接收的腔内视野图像进行处理,并判断腔内视野是否模糊,当判断腔内视野模时,发送视野模糊信号至控制单元;
控制单元,用于在接收到压力反馈信号或视野模糊信号时,分别控制灌注泵和负压吸引泵的电机转速实现调整灌注速度和引流速度;
灌注泵,连通内窥镜的灌注通道,用于调整灌注速度;
负压吸引泵,连通内窥镜的引流通道,用于调整引流速度。
进一步地,还包括显示模块,用于接收图像采集单元发送的腔内视野图像进行显示。
进一步地,所述图像处理单元包括
图像捕获单元,用于捕获图像采集单元采集的腔内视野图像发送至图像预处理单;
图像预处理单元,用于对腔内视野图像进行预处理得到腔内视野图像特征值;
待评价特征存储单元,用于实时存储腔内视野图像特征值;
不良视野特征存储单元,用于存储视野模糊图像特征值;
视野判定单元,用于将腔内视野图像特征值与视野模糊图像特征值进行比较判断判断腔内视野是否模糊,当判断腔内视野模时,发送视野模糊信号至控制单元。
进一步地,所述图像预处理单元的进行预处理过程为:
1)将图像转化为灰度图像,
2)利用边缘检测技术获取灰度图像的边缘化图像,
3)对边缘化图像滤波处理;
4)分别计算滤波前和滤波后的边缘灰度信息,统计信息的比值作为腔内视野图像特征值。
进一步地,所述图像处理单元还包括触发模块,所述触发模块安装于组合式内窥镜的手柄上,触发模块被触发时发送触发信号至图像捕获单元,
所述图像捕获单元接收到触发信号后捕获图像采集单元采集的腔内视野图像,图像预处理单元预处理得到腔内视野图像特征值同时发送至待评价特征存储单元和不良视野特征存储单元,
所述图像捕获单元未接收到触发信号后捕获图像采集单元采集的腔内视野图像,图像预处理单元处理得到腔内视野图像特征值发送至待评价特征存储单元。
更进一步地,所述视野判定单元将实时存入待评价特征存储单元内的特征值与不良视野特征存储单元内的所有特征进行对比,当识别到某一时段存入待评价存储单元内的特征值与不良视野特征存储单元内的任一特征相似时判定视野模糊,发送视野模糊信号至控制单元。
本发明的有益效果是:本发明实时采集腔内视野图像及压力,根据视野图像判断视野模糊情况,根据视野模糊情况及腔内压力来实时控制灌注泵和负压吸引泵的速度,从而确保手术过程中始终保证腔内安全的压力和清亮的视野,降低手术风险。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图。
图2为本发明组合式内窥镜的示意图。
图中:1-压力采集单元;2-控制单元;3-视野判断单元;4-待评价特征存储单元;5-不良视野特征存储单元;6-图像预处理单元;7-图像捕获单元;8-无线接收模块;9-图像采集单元;10-显示模块;11-光源;12-灌注泵;13-负压吸引泵;14-组合式内窥镜;15-光纤内窥镜;16-多腔管;17-压力探针通道;18-图像通道;19-灌注通道;20-引流通道;21-光源接口;22-目镜;23-无线发射模块;24-手柄。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1、图2所示,本发明提供一种腔内视野调节及压力平衡系统,由组合式内窥镜及图像处理两部分组成,其中组合式内窥镜14由光纤内窥镜15、多腔管16和手柄24组成,多腔管16设有压力探针通道17、图像通道18、灌注通道19、引流通道20,图像和灌注共用通道。压力探针通道17内设置压力监测装置,作为压力采集单元,压力监测装置为一根带有信号线的柔性压力探针,插入组合式内窥镜的压力探针通道至前端,用于探测腔内压力,将探测的信号传输到控制单元。
灌注泵12与组合式内窥镜的灌注通道19连接,可调节灌注速度,将灌注液通过灌注通道注入腔内;负压吸引泵13与组合式内窥镜引流通道20连接,可调节负压值加快引流速度,将腔内的灌注液或者碎除的组织抽出体外。
手柄24与多腔管16固定连接,手柄24上安装触发模块中的无线发射模块23;光纤内窥镜15插入多腔管16的图像通道18内组合成组合式内窥镜。
光纤内窥镜15上设置光源11,光源11与光纤内窥镜光源接口21连接,通过光纤内窥镜内置的导光纤维将光导入腔内,提供照明。图像采集单元9位于光纤内窥镜15内部与光纤内窥镜目镜22连接,将目镜22观察到的腔内图像转换成电信号在显示模块10上显示,同时传输至图像捕获单元。
图像处理部分包括触发模块中的无线接收模块8、图像捕获单元7、图像预处理单元6、待评价特征存储单元4、不良视野特征存储单元5、视野判定单元2、压力采集单元1和控制单元2。
图像捕获单元7通过自动捕获和手动捕获两种方式获取腔内视野图像:在手术过程中,通过观察显示模块10上图像,术者感觉视野图像模糊,触动组合式内窥镜手柄上的无线发射模块23发出指令,无线接收模块8模块接收到指令后,图像捕获单元7启动从图像采集单元9中捕获此时的视野模糊图像并转至图像预处理单元6进行图像处理,图像处理完成后得出图像模糊度的指标范围并将此特征存储到不良视野特征存储单元5,同时发送至待评价特征存储单元4;在手术过程中,未触动无线发射模块时,图像捕获单元7自动每秒钟捕获多幅图像,并转至图像预处理单元6进行处理,图像处理完成后得出的图像模糊度的指标范围,并将此特征存储到待评价特征存储单元4。
图像预处理单元6处理图像的过程为:
1)图像处理单元接收到捕获图像后,将图像转化为灰度图像;
2)利用边缘检测技术获取灰度图像的边缘;
3)边缘化图像滤波;
4)计算滤波前后边缘灰度信息,统计信息的比值作为腔内视野图像特征值。
不良视野特征存储单元5用来对术者感觉视野模糊后触动无线发射模块捕获图像后经图像处理单元得出的特征进行存储,作为视野不良的对比参照。
待评价特征存储单元4用来对在手术过程中图像捕获单元自动每秒钟捕获多幅图像,捕获的图像经图像处理单元得出的特征进行存储。
视野判定单元3将实时存入待评价特征存储单元4内的特征与不良视野特征存储单元5内的所有特征进行对比,当识别到某一时段自动捕获图像经图像处理后存入待评价存储单元内的特征与不良视野特征存储单元内的任一特征相似时判定视野模糊,并反馈给控制单元2。
压力采集单元1实时采集柔性压力探针在腔内探测的压力,当探测到的压力超出设定的安全压力值时自动反馈给控制单元2。
控制单元2收到反馈信息时控制灌注泵12的灌注速度和负压吸引泵13的引流速度,如当控制单元2收到视野判定单元3反馈的视野模糊信号时,加快灌注泵12和负压吸引泵13的速度从而加快腔内液体循环使腔内的液体变得清亮,内窥可清楚的观察到腔内组织,并实时传出清晰的图像供术者观察;当控制单元2收到压力采集单元1反馈的实时压力接近设定的安全压力值时,降低灌注泵12的灌注速度,加快负压吸引泵13的引流速度使腔内的压力快速到达设定的安全压力值范围内,确保手术过程中始终保证安全的压力,控制手术风险。
以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种腔内视野调节及压力平衡系统,其特征在于:包括
压力采集单元,安装于内窥镜上,用于实时检测腔内压力,当检测到腔内压力大于等于设定值时发送压力反馈信号至控制单元;
图像采集单元,安装于内窥镜上,用于实时获取腔内视野图像发送至图像处理单元;
图像处理单元,用于对接收的腔内视野图像进行处理,并判断腔内视野是否模糊,当判断腔内视野模时,发送视野模糊信号至控制单元;
控制单元,用于在接收到压力反馈信号或视野模糊信号时,分别控制灌注泵和负压吸引泵的电机转速实现调整灌注速度和引流速度;
灌注泵,连通内窥镜的灌注通道,用于调整灌注速度;
负压吸引泵,连通内窥镜的引流通道,用于调整引流速度。
2.根据权利要求1所述的腔内视野调节及压力平衡系统,其特征在于:还包括显示模块,用于接收图像采集单元发送的腔内视野图像进行显示。
3.根据权利要求1所述的腔内视野调节及压力平衡系统,其特征在于:所述图像处理单元包括
图像捕获单元,用于捕获图像采集单元采集的腔内视野图像发送至图像预处理单;
图像预处理单元,用于对腔内视野图像进行预处理得到腔内视野图像特征值;
待评价特征存储单元,用于实时存储腔内视野图像特征值;
不良视野特征存储单元,用于存储视野模糊图像特征值;
视野判定单元,用于将腔内视野图像特征值与视野模糊图像特征值进行比较判断判断腔内视野是否模糊,当判断腔内视野模时,发送视野模糊信号至控制单元。
4.根据权利要求3所述的腔内视野调节及压力平衡系统,其特征在于:所述图像预处理单元的进行预处理过程为:
1)将图像转化为灰度图像,
2)利用边缘检测技术获取灰度图像的边缘化图像,
3)对边缘化图像滤波处理;
4)分别计算滤波前和滤波后的边缘灰度信息,统计信息的比值作为腔内视野图像特征值。
5.根据权利要求3所述的腔内视野调节及压力平衡系统,其特征在于:所述图像处理单元还包括触发模块,所述触发模块安装于组合式内窥镜的手柄上,触发模块被触发时发送触发信号至图像捕获单元,
所述图像捕获单元接收到触发信号后捕获图像采集单元采集的腔内视野图像,图像预处理单元预处理得到腔内视野图像特征值同时发送至待评价特征存储单元和不良视野特征存储单元,
所述图像捕获单元未接收到触发信号后捕获图像采集单元采集的腔内视野图像,图像预处理单元处理得到腔内视野图像特征值发送至待评价特征存储单元。
6.根据权利要求3所述的腔内视野调节及压力平衡系统,其特征在于:所述视野判定单元将实时存入待评价特征存储单元内的特征值与不良视野特征存储单元内的所有特征进行对比,当识别到某一时段存入待评价存储单元内的特征值与不良视野特征存储单元内的任一特征相似时判定视野模糊,发送视野模糊信号至控制单元。
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