CN113393744B - 一种模拟肠镜检查与诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟肠镜检查与诊断系统及方法，包括仿真肠道、信息采集单元以及与信息采集单元通讯连接的上位机，仿真肠道的内壁上设有多个模拟病灶，信息采集单元用于模仿肠镜检查操作，上位机利用信息接收处理单元接收信息采集单元的图像信息，且上位机通过信息诊断系统对信息接收处理单元采集的肠道信息进行模拟诊断，信息诊断系统对图像处理后的仿真肠道的图像信息进行模拟诊断，并以该仿真肠道的图像信息对应的检查位置作为检索条件从信息诊断系统的数据库内提取对应该仿真肠道的专家诊断报告，将模拟诊断结果和专家诊断报告的对比结果整合保存到信息诊断系统内；培养受训者的诊断能力，实现肠镜检查操作与诊断教学结合的双向效果。

Description

一种模拟肠镜检查与诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及肠镜模拟检查技术领域，具体涉及一种模拟肠镜检查与诊断系统及方法。

背景技术

肠镜是一支细长可弯曲的医学仪器，直径大约1厘米，通过肛门进入直肠，依次通过乙状结肠、降结肠、横结肠、升结肠、回盲部等，可让医生观察到肠道内部情况。肠镜检查是医生用来检查肠道内部病变的一种诊断方式，原始肠镜多用于检疫，较现代肠镜相比简陋。现代肠镜多带摄像头，且尺寸长，从而可以至更深处检查病变等。

传统的肠道病症教学方式上，大多使用仿真肠道来进行教学，例如申请号为201822104889.4的实用新型专利，其仅仅提供一种用于视觉教学的肠道结构，虽然有实体方便教学，但是实际上的肠镜检查需要利用配合摄像头拍摄、操作力度等多系列手段，因此现有的肠镜检查虚拟系统虽然可以利用摄像头拍摄，但是还存在以下缺陷：

(1)无法模拟实验肠道监测的充气、充水和活检工作，因此模拟检查系统无法满足实际的肠镜检查操作过程，另外无法提示受训者肠道操作的插入力度和充气压强，因此无法训练受训者模拟肠镜检查操作时的插入力度和充气压强；

(2)无法对受训者的诊断结果进行诊断，受训者只能观察仿真肠道的病症而无法记录诊断结果，进而无法将诊断结果实时与专家诊断结果进行对比，因此现有的肠镜检查虚拟系统不能起到很好的肠道病症诊断的培训作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟肠镜检查与诊断系统及方法，以解决现有非医疗环境下肠镜检查操作和肠道疾病诊断培训效果不佳、成本高昂等问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种模拟肠镜检查与诊断系统，包括仿真肠道、信息采集单元以及与所述信息采集单元通讯连接的上位机，所述上位机利用信息接收处理单元接收所述信息采集单元的图像信息，且所述上位机通过信息诊断系统对所述信息接收处理单元采集的肠道信息进行模拟诊断；

所述仿真肠道的内壁上设有多个模拟病灶，每个所述模拟病灶由至少一种类型的模拟颗粒组成，且不同类型的模拟颗粒表示不同的肠道病症，且所述仿真肠道在每个所述模拟病灶的位置设有用于提示所述信息采集单元操作的监测组件；

所述信息采集单元包括肠镜检测装置以及设置在所述肠镜检测装置周向的肠道辅助管理机构，所述肠镜检测装置采集所述仿真肠道内部的图像信息并将所述图像信息发送至所述信息接收处理单元，所述肠道辅助管理机构用于模拟肠镜检查工作；

所述信息接收处理单元用于对所述肠镜检测装置采集的图像信息进行图像处理工作；

所述信息诊断系统用于对图像处理后的所述仿真肠道的图像信息进行模拟诊断并生成模拟诊断结果，且以该仿真肠道的图像信息对应的检查位置作为检索条件，从所述信息诊断系统的数据库内提取对应该仿真肠道的专家诊断报告，将所述模拟诊断的结果和所述专家诊断报告进行对比教学，且将模拟诊断结果和专家诊断报告的对比结果整合保存到信息诊断系统内。

作为本发明的一种优选方案，所述信息诊断系统包括图像显示界面、模拟诊断模块、预存储数据库和诊断结果对比模块；

所述图像显示界面用于显示所述信息接收处理单元进行图像处理后的肠道图像；

所述模拟诊断模块用于提供受训者对所述肠道图像的模拟诊断结果撰写界面；

所述预存储数据库内创建关于预存的肠道图像与所述仿真肠道的长度的一维坐标轴，所述一维坐标轴的原点对应所述仿真肠道的起始端，所述预存储数据库用于存储与所述肠镜检测装置插入深度一一对应的肠道图像以及每张所述肠道图像对应匹配的专家诊断结果；

所述诊断结果对比模块用于根据所述肠镜检测装置当前的插入深度从所述预存储数据库内获取对应位置的肠道图像，将所述模拟诊断模块内受训者撰写的模拟诊断结果与所述预存储数据库内相同位置的肠道图像的标准诊断结果进行对比，并将受训者诊断结果与专家诊断结果联合生成报告。

作为本发明的一种优选方案，所述肠镜检测装置按序依次包括插入部和把持部，所述插入部的头部设有摄像头以及围绕所述摄像头均匀分布的LED光源，所述插入部通过所述摄像头拍摄所述仿真肠道内部图像，所述插入部和把持部的内部均用于储纳所述摄像头和所述LED光源的电源线和数据线；

所述把持部上设有用于控制所述摄像头和所述LED光源工作的图像采集操控模块，所述摄像头采集的肠道图像通过所述把持部内安装的无线发送模块传输到所述信息接收处理单元。

作为本发明的一种优选方案，所述肠道辅助管理机构包括设置在所述插入部侧面且用于模拟肠镜检查工作的注水通道、注气通道、抽气通道、活检通道与吸引通道，所述注水通道、注气通道、抽气通道、活检通道与吸引通道均使用套筒均匀包裹在所述插入部的外表面，且所述套筒的表面分别均设有用于表示所述插入部插入深度的刻度标记以实现将所述插入部的插入深度与所述仿真肠道的图像信息进行一一匹配，且所述把持部上设有用于固定所述注水通道、吸引通道、注气通道和抽气通道的安装孔槽，所述注水通道、注气通道、抽气通道和吸引通道分别通过注射器和吸引器以实现清洗肠道和调控肠内气压。

作为本发明的一种优选方案，所述仿真肠道使用柔性材料，同一个所述模拟病灶由至少一种类型的模拟颗粒组成，且在所述模拟病灶的表面活动粘连有肠道污物贴，所述吸引通道用于将所述肠道污物贴吸出以模拟肠镜检查中的肠道清洗工作；

所述监测组件包括多个设置在所述仿真肠道内部的测力传感器，以及多个设置在所述模拟病灶和所述仿真肠道的弯曲处的接近开关，所述测力传感器用于检测所述插入部对所述仿真肠道的施力大小，所述接近开关用于检测所述插入部的插入位置，且所述接近开关与所述套筒表面的刻度标记双重校正所述插入部的插入位置；

所述监测组件还包括设置在仿真肠道的外表面且检测所述仿真肠道的气压大小的气压表；

所述测力传感器、接近开关和所述气压表均与所述上位机通讯连接，所述上位机连接有声光报警器，所述上位机根据所述测力传感器和所述接近开关的输出数据控制所述声光报警器工作以提示插入位置和插入力度，所述上位机根据所述气压表的输出数据控制所述声光报警器工作以提示充气气压。

为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种模拟肠镜检查与诊断系统的诊断方法，包括以下步骤：

步骤100、利用柔性材料3D打印仿真肠道，确定所述仿真肠道的长度以及模拟肠道病症的模拟病灶的位置，且每个所述模拟病灶由至少一种模拟颗粒组成以模拟不同类型的肠道病症；

步骤200、根据模拟病灶在所述仿真肠道的位置控制肠镜检测装置的插入深度，且以所述肠道病症的区分点作为拍摄间距拍摄所述仿真肠道内部的肠道图像，并将拍摄的肠道图像与对应每张肠道图像的专家诊断结果存储到预存储数据库；

步骤300、创建所述模拟颗粒的肠道图片与所述仿真肠道的长度对应的一维存储系统，且以插入所述仿真肠道的长度作为所述预存储数据库内获取预存图像的检索条件；

步骤400、实时调控所述肠镜检测装置在仿真肠道内部拍摄肠道图像，且对肠道图像进行图像处理，将处理后的肠道图像传输至图像显示界面；

步骤500、读取所述肠镜检测装置当前的插入位置，在所述模拟诊断模块内填写所述肠镜检测装置当前的插入位置和撰写模拟诊断结果；

步骤600、以所述肠镜检测装置当前的插入位置作为检索条件从所述预存储数据库内获取对应位置的专家诊断结果，将所述专家诊断结果和模拟诊断结果组合在图像显示界面展示。

作为本发明的一种优选方案，在步骤100中，模拟肠道病症的模拟颗粒包括但不限于肠道污物、肠道息肉、肠道溃疡、肠道红肿和癌肿，不同肠道病症对应的模拟颗粒的形态不同，且至少一种模拟颗粒分布在所述仿真肠道内壁的不同位置上，所述肠镜检测装置在任一位置的任意角度拍摄的肠道图像相同。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200和步骤300中，n个所述模拟病灶将整个所述仿真肠道分为2n+1段，所述预存储数据库同样划分为2n+1个子单元且分别对应存储2n+1段的所述仿真肠道的内部肠道图像，每个所述预存储数据库的子单元分别用于存储所述仿真肠道的不同长度的肠道图像；

所述预存储数据库的每个子单元存储的所述仿真肠道长度以所述仿真肠道中正常肠道段与所述模拟病灶作为分界点，且所述预存储数据库的子单元分为用于保存模拟颗粒段的肠道图像的病症子单元以及用于保存正常肠道段的肠道图像的正常子单元；

所述正常子单元内每个肠道图像对应的仿真肠道长度为广泛间隔范围，且所述正常子单元保存的所述正常肠道段的肠道图像密度低；

所述病症子单元内每个肠道图像对应的仿真肠道长度为密集间隔范围，，且所述病症子单元内保存的所述肠道图像数量大于所述正常子单元内保存的所述肠道图像数量。

作为本发明的一种优选方案，所述预存储数据库的相邻两个所述正常子单元与所述病症子单元对应的所述仿真肠道长度的划分方式为：

每个所述正常子单元对应的所述肠道检测装置的插入深度起始点为所述正常肠道段的起始长度位置，所述正常子单元对应的所述肠道检测装置的插入深度终点为所述正常肠道段的结束位置；

每个所述病症子单元对应的所述肠道检测装置插入深度起始点为所述正常肠道段的结束位置，所述病症子单元对应的所述肠道检测装置插入深度终点为所述模拟病灶的长度结束位置；

所述病症子单元内存储的每个所述肠道图像对应的肠道长度为所述模拟病灶的病症区分点，同一个所述模拟病灶的两个所述病症区分点对应的肠道长度对应的肠道图像相同。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，在每个所述模拟病灶的位置均设有接近开关，且建立每个所述接近开关的标号与该接近开关在所述仿真肠道的位置之间的对应关系，以工作的所述接近开关对应的所述仿真肠道的位置对所述预存储数据库的所述正常子单元和所述病症子单元对应的仿真肠道长度进行一次筛选；

读取所述肠镜检测装置的当前插入位置，再根据所述当前插入位置的具体值对选定的所述病症子单元内存储的专家诊断结果进行二次筛选，直至选定唯一的专家诊断结果；

将专家诊断结果与所述模拟诊断结果组合在所述图像显示界面展示，并按照与所述预存储数据库不同的保存路径保存在信息诊断系统内。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

(1)本发明通过硬件操作装置模拟肠镜检查工作，包括肠道充气、肠道清洗、镜头清洗和肠道活检工作，且在肠道重要位置提示肠镜检查的操作力度以逐渐培训受训者熟悉肠镜检查操作流程；

(2)本发明利用软件操作系统培养受训者对肠镜检查结果的判断能力，利用诊断系统对比受训者撰写的诊断报告以及对同一个检测位置的专家诊断报告，供受训者对比两者异同，培养受训者的诊断能力，从而实现肠镜检查操作与诊断教学结合的双向效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的信息采集单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的插入部端口纵剖面的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的仿真肠道的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的肠道诊断系统的结构框图；

图5为本发明实施例提供的肠道诊断操作的报警结构框图；

图6为本发明实施例提供的肠道诊断方法的流程示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-仿真肠道；2-信息采集单元；3-上位机；4-声光报警器；

11-测力传感器；12-气压表；13-接近开关；

21-肠镜检测装置；22-肠道辅助管理机构；

211-插入部；212-把持部；213-无线发送模块；214-摄像头；215-LED光源；216-图像采集操控模块；

221-注水通道；222-注气通道；223-抽气通道；224-活检通道；225-吸引通道；226-套筒；

31-信息接收处理单元；32-信息诊断系统；

321-图像显示界面；322-模拟诊断模块；323-预存储数据库；324-诊断结果对比模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种模拟肠镜检查与诊断系统，本实施方式实现模拟肠镜检查的软件诊断和硬件操作系统，利用肠镜检测装置模拟肠镜检查的操作方式，利用诊断系统对比受训者撰写的诊断报告以及对同一个检测位置的专家诊断报告，从而实现肠镜检查操作与诊断教学结合的双向效果。

具体包括仿真肠道1、信息采集单元2以及与信息采集单元2通讯连接的上位机3，上位机3利用信息接收处理单元31接收信息采集单元2的图像信息，且上位机3通过信息诊断系统32对信息接收处理单元31采集的肠道信息进行模拟诊断。

其中，信息采集单元2包括肠镜检测装置21以及设置在肠镜检测装置21周向的肠道辅助管理机构22，肠镜检测装置21采集仿真肠道1内部的图像信息并将图像信息发送至信息接收处理单元31，肠道辅助管理机构22用于模拟肠道图像采集前的清理工作以及肠道图像采集后的活检工作，即模拟肠镜检查时的充气膨胀工作、对肠道污物的充水清洗处理以及对一些疑似病灶的活检，从而提高模拟肠镜检查的真实性。

需要进一步说明的是，本实施方式将肠道辅助管理机构22配合肠镜检测装置21工作，来模拟实际肠镜检查的清污和活检工作。其中活检工作就是在做肠镜的同时取肠道病变细胞组织单独检查，吸引工作是为了去除多余的肠道污物。

信息接收处理单元31用于对肠镜检测装置21采集的图像信息进行图像处理工作，所述信息诊断系统32用于对图像处理后的所述仿真肠道的图像信息进行模拟诊断并生成模拟诊断结果，且以该仿真肠道的图像信息对应的检查位置作为检索条件，从信息诊断系统的数据库内提取对应该仿真肠道的专家诊断报告，将所述模拟诊断的结果和所述专家诊断报告进行对比教学，且将所述模拟诊断结果和专家诊断报告的对比结果整合保存到信息诊断系统32内。

因此本实施方式基于工业内窥镜，利用电子技术全真模拟真实肠镜插入部，实现对模拟仿真肠道1内部相关部位摄像、拍照、活检、吸引、注水、注气、抽气等主要功能，并对采集到的肠道内部图像等信息进行处理和模拟诊断，且在受训者提交诊断结果后弹出专家诊断结果，可供受训者从肠镜操作到病例诊断进行完整的学习。将本实施方式的仿真肠道1放入经过改装的高级全功能护理人模型作为人体模型，尽量接近临床实际。

肠镜检测装置21按序依次包括插入部211和把持部212，插入部211的头部设有摄像头214以及围绕摄像头214均匀分布的LED光源215，插入部211通过摄像头214拍摄仿真肠道内部图像，插入部211和把持部212的内部均用于储纳摄像头214和LED光源215的电源线和数据线。

需要补充说明的是，为了能够对弯曲的回盲部和肠壁褶皱等部位进行深度探查，能观察到无法直视到的部位及其空间结构和状态，在插入部211与把持部212之间设置有弯曲部，弯曲部具有左弯曲驱动单元和右弯曲驱动单元。

其中，左弯曲驱动单元设计具体为：在弯曲部左侧(距插入部211的端部约4cm处)焊接一段约1.5cm的钢丝，在此钢丝中端再焊接一根钢丝，通过插入部211内部到达把持部212，拉动把持部212的钢丝驱使弯曲部211向左弯曲。右弯曲驱动单元与左弯曲驱动单元一致，左、右弯曲驱动单元配合，可使肠镜弯曲部在左右方向实现约300度弯曲。

把持部212上设有用于控制摄像头214和LED光源215工作的图像采集操控模块216，摄像头214采集的肠道图像通过把持部212内安装的无线发送模块213传输到信息接收处理单元31，LED光源215为八个可调节亮度的LED灯，八个LED灯围绕摄像头214均匀分布，摄像头214采用夜视防水摄像系统，图像采集操控模块216具有夜视摄像系统的调光操作和控制图像采集操作的双重功能。

肠道辅助管理机构22包括设置在插入部211侧面的注水通道221、注气通道222、抽气通道223、活检通道224与吸引通道225，其中注水通道221和吸引通道225的组合工作用于模拟对仿真肠道1内部的污物清洁工作以及对摄像头214的清洁工作，注气通道222和抽气通道223用于模拟调整肠道内气压以充盈肠道的工作，活检通道224用于模拟对仿真肠道内壁的病症的采集工作。

注水通道221、注气通道222、抽气通道223、活检通道224与吸引通道225均使用套筒226包裹在插入部211的外表面，且套筒226的表面分别均设有用于表示插入部211插入深度的刻度标记以实现将插入部211的插入深度与仿真肠道的图像信息进行一一匹配，本实施方式的套筒226使用柔性材料，比照真实肠镜长度和直径进行3D打印，并刻有毫米级距离标志，方便受训者根据距离更准确的判断插入部211前端所到达的肠道部位。

且把持部212上设有用于固定注水通道221、吸引通道225、注气通道222和抽气通道223的安装孔槽5，注水通道221、注气通道222、抽气通道223和吸引通道225分别通过注射器及吸引器等以实现清洗肠道和调控肠内气压，具体的，注水通道221用于对插入部211的摄像头位置进行清洗，清理有碍信息采集的肠道污物，活检通道224的内部通入靠近插入部211前端摄像头位置的医用活检钳，用于模拟对肠道内壁的活检工作。

本实施方式的模拟实现方法具体为：在活检通道224前端设置医用活检钳，且医用活检钳直接对应插入部21的摄像头214安装位置，即摄像头镜下位置，通过人工或者自动化操作来实现取样。

虽然在肠镜检查前对饮食有一定的要求，但肠道往往还是会有一些污物残留，当摄像头被玷污时，可少量注水，清洗镜面。当需置管、扩张和取异物时，肠道内常常因充气不足而黏膜贴近摄像头镜面时，此时需少量注气；而气压过高则可能引起患者不适，此时需要抽气。

本实施方式的模拟实现方法具体为：注水和注气是两个不同的通道，但两个通道分别附着在插入部上的两根中空透明的硬管，硬管前端与摄像头平齐，硬管后端与手柄前端平齐，硬管后端连接一个去除针头的注射器，其中，注气通道用于向腔体内少量注气，注水通道用于向腔体内少量注水。

为了对比不同位置的肠镜诊断准确性，本实施方式的仿真肠道1使用柔性材料，同一个模拟病灶由至少一种类型的模拟颗粒组成，且在模拟病灶的表面活动粘连有肠道污物贴，吸引通道225用于将肠道污物贴吸出以模拟肠镜检查中的肠道清洗工作，而表示肠道病症的模拟颗粒则固定粘附在仿真肠道1的内壁上。

模拟颗粒同样采用3D打印制成，用于模拟肠道污物以及肠道的息肉、溃疡和红肿等常见病症，其中代表不同病症的模拟颗粒分布在模拟肠道1的不同位置，具体的模拟颗粒的分布位置下表1所示，为受训者的模拟肠镜检查与诊断操作提供符合实际的肠道病症。

表1模拟病灶的分布位置

如图3所示，仿真肠道1在每个模拟病灶的位置设有用于提示信息采集单元2操作的监测组件，监测组件包括多个设置在仿真肠道1内部的测力传感器11，以及多个设置在模拟病灶和仿真肠道1的弯曲处的接近开关13，测力传感器11用于检测插入部211对仿真肠道1的施力大小，接近开关13用于检测插入部211的插入位置，且接近开关13与套筒226表面的刻度标记双重校正插入部211的插入位置。

监测组件还包括设置在仿真肠道1的外表面且检测仿真肠道1的气压大小的气压表12。

测力传感器11、接近开关13和气压表12均与上位机3通讯连接，上位机3连接有声光报警器4，上位机3根据测力传感器11和接近开关13的输出数据控制声光报警器4工作以提示插入位置和插入力度，上位机3根据气压表12的输出数据控制声光报警器4工作以提示充气气压。

本实施方式具体利用声光报警器4、测力传感器11和气压表12组成的气道认知报警系统和十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠等关键部位的认知系统，因受训者很可能在实际操作中因认错方向而增加操作时间，从而引起病人极大的痛苦。为了使受训者更为清楚的认知操作方向，本实施方式设计了气道报警系统和关键部位力度报警系统。

如图5所示，具体的实现步骤为：当气压表12检测到气压超过限定阈值时，声光报警器4中的二极管发光报警，声光报警器4中的语音集成电路工作，并播放“注意，气压异常”的语音电信号，以提醒受训者配合调控注气管道222和抽气管道223。

而如果在插入部211进入仿真肠道1的操作过程用力过大时，通过测力传感器11监测到力度大于阈值，此时其内预先存储的“注意，请温柔操作”语音报警音发出，同时声光报警器4中的二极管发光报警。

通过上述检查装置，本实施方式可以实现模拟肠道实际检查工作，包括插入肠镜的方向和力度以及插入肠镜后的气压调控，增强肠道图像拍摄的清晰度，提高肠镜插入的顺畅度，同时通过多次模拟操作修改检查力度，提高在对患者实际检测过程中的舒适性。

当受训者将插入部211插入仿真肠道1内部一定的长度后，则可以通过保持部212的图像采集操控模块216控制拍摄肠道图像，拍摄的肠道图像通过无线发送模块213传输到信息接收处理单元31，信息接收处理单元31实现图像的基本变换、图像增强、图像复原和图像分割等功能，以促使受训者在后续的仿真诊断系统中进行更好的诊断。

如图4所示，信息诊断系统32包括图像显示界面321、模拟诊断模块322、预存储数据库323和诊断结果对比模块324。

图像显示界面321用于显示信息接收处理单元31进行图像处理后的肠道图像，模拟诊断模块322用于提供受训者对肠道图像的模拟诊断结果撰写界面。

预存储数据库323内创建关于预存的肠道图像与仿真肠道的长度的一维坐标轴，一维坐标轴的原点对应仿真肠道的起始端，预存储数据库323用于存储与肠镜检测装置21插入深度一一对应的肠道图像以及每张肠道图像对应匹配的专家诊断结果。

诊断结果对比模块324用于根据肠镜检测装置21当前的插入深度从预存储数据库323内获取对应位置的肠道图像，将模拟诊断模块322内受训者撰写的模拟诊断结果与预存储数据库323内相同位置的肠道图像的标准诊断结果进行对比，并将受训者诊断结果与专家诊断结果联合生成报告，并将联合生成的报告以不同于存储专家诊断报告的保存路径存储至上位机3的其他数据库内。

也就是说，模拟肠道病症的模拟颗粒在仿真肠道1的分布位置与肠镜检测装置21插入肠道的深度是一一对应的，即先在预存储数据库323内存储对应仿真肠道1不同位置的专家诊断报告，然后根据肠镜检测装置21插入的实际深度，从预存储数据库323内获取对应位置的专家诊断报告进行对比，从而将实际获取肠道图片诊断结果与专家诊断报告一一对应，从而通过对比方式来实现科学教学，提高受训者对肠镜检查诊断的理解能力，且肠镜检测装置21插入的实际深度通过套筒上的毫米级刻度读取，而预存储数据库323内存储的专家诊断报告和预存储肠道图像也是毫米级，因此提高专家诊断报告与获取的肠道图片诊断结果的对比精度。

另外上位机内还设有用于统计声光报警器4报警次数的计数器，以及用于统计每次操作时长的计时器，基于上述，本实施方式还提供针对虚拟肠镜检查与诊断系统的评分方式，具体为：将培训者的模拟诊断报告与专家诊断报告进行对比结果作为第一评分要素，将统计的声光报警器4的报警次数作为第二评分要素，将统计的每次肠镜检查的操作时长作为第三评分要素，通过将三个评分要素加权计算获得每个受训者的模拟肠镜检查操作的评分结果。

为了进一步的说明上述模拟肠镜检查与诊断系统的诊断方法，如图6所示，本发明还提供了一种基于模拟肠镜检查与诊断系统的诊断方法，包括以下步骤：

步骤100、步骤100、利用柔性材料3D打印仿真肠道，确定所述仿真肠道的长度以及模拟肠道病症的模拟病灶的位置，且每个所述模拟病灶由至少一种模拟颗粒组成以模拟不同类型的肠道病症。

在步骤100中，模拟肠道病症的模拟颗粒包括但不限于肠道污物、肠道息肉、肠道溃疡、肠道红肿和癌肿，不同肠道病症对应的模拟颗粒的形态不同，且至少一种模拟颗粒分别均匀圆周分布在所述仿真肠道内壁的不同位置上，所述肠镜检测装置在任一位置的任意角度拍摄的肠道图像相同，从而保证在肠道检测装置在同一深度的肠道拍摄图像结果相同，因此方便将针对该肠道图像做出专家诊断报告，同时提高针对该肠道拍摄图像的模拟诊断结果与专家诊断报告的匹配准确性。

步骤200、根据模拟病灶在所述仿真肠道的位置控制肠镜检测装置的插入深度，且以所述肠道病症的区分点作为拍摄间距拍摄所述仿真肠道内部的肠道图像，并将拍摄的肠道图像与对应每张肠道图像的专家诊断结果存储到预存储数据库。

步骤300、创建所述模拟颗粒的肠道图片与所述仿真肠道的长度对应的一维存储系统，且以插入所述仿真肠道的长度作为所述预存储数据库内获取预存图像的检索条件。

n个所述模拟病灶将整个所述仿真肠道分为2n+1段，所述预存储数据库同样划分为2n+1个子单元且分别对应存储2n+1段的所述仿真肠道的内部肠道图像，每个所述预存储数据库的子单元分别用于存储所述仿真肠道的不同长度的肠道图像。

所述预存储数据库的每个子单元存储的所述仿真肠道长度以所述仿真肠道中正常肠道段与所述模拟病灶作为分界点，且所述预存储数据库的子单元分为用于保存模拟颗粒段的肠道图像的病症子单元以及用于保存正常肠道段的肠道图像的正常子单元。

所述正常子单元内每个肠道图像对应的仿真肠道长度为广泛间隔范围，且所述正常子单元保存的所述正常肠道段的肠道图像密度低。

所述病症子单元内每个肠道图像对应的仿真肠道长度为密集间隔范围，，且所述病症子单元内保存的所述肠道图像数量大于所述正常子单元内保存的所述肠道图像数量。

也就是说，本实施方式的模拟颗粒分段分布在仿真肠道的内壁上，因此仿真肠道分为正常肠道段和模拟颗粒段(即肠道病症段)，一般来说，在正常肠道段的检测结果几乎可以认为相同，而模拟颗粒段的不同位置对应的检测结果是不同的，因此本实施方式为了方便根据肠镜检测装置的深入位置匹配对应的专家诊断报告，本实施方式特将专家诊断报告的存储方式设计如下：

1、先按照肠镜检测装置的深入位置初步划分正常肠道段和模拟颗粒段；

2、再根据肠镜检测装置的摄像头拍摄焦距精确划分正常肠道段和模拟颗粒段；

3、将预存储数据库对应正常肠道段保存若干个专家诊断报告，且每个专家诊断报告对应的正常肠道段长度间距相同，将预存储数据库对应模拟颗粒段保存若干个专家诊断报告，且每个专家诊断报告对应的模拟颗粒段长度间距相同，且模拟颗粒段对应的长度间距小于正常肠道段的长度间距。

因此所述预存储数据库的相邻两个所述正常子单元与所述病症子单元对应的所述仿真肠道长度的划分方式为：

每个所述正常子单元对应的所述肠道检测装置的插入深度起始点为所述正常肠道段的起始长度位置，所述正常子单元对应的所述肠道检测装置的插入深度终点为所述正常肠道段的结束位置。

每个所述病症子单元对应的所述肠道检测装置插入深度起始点为所述正常肠道段的结束位置，所述病症子单元对应的所述肠道检测装置插入深度终点为所述模拟病灶的长度结束位置。

所述病症子单元内存储的每个所述肠道图像对应的肠道长度为所述模拟病灶的病症区分点，同一个所述模拟病灶的两个所述病症区分点对应的肠道长度对应的肠道图像相同。

本实施方式将病症子单元和正常子单元完全区分，减少正常子单元的专家诊断报告密度，在正常肠道段的专家诊断报告可以统一使用1个或者2个专家诊断报告，而增加病症子单元的专家诊断报告密度，且每一份的专家诊断报告均根据当前位置的肠道病症具有细微的差距，因此方便培训受训者的观察力和判断能力。

具体的，根据某一个模拟病灶对应的模拟颗粒分布进一步的确定病症子单元内的每一个肠道图像对应的深入距离，比如说，对于同一个模拟病灶的模拟颗粒，根据模拟颗粒的种类组成和分布方式不同，进一步细化每个模拟病灶对应的病症子单元内存储的肠道图像分类，从而可以训练受训者的细微观察能力和专注力。

步骤400、实时调控所述肠镜检测装置在仿真肠道内部拍摄肠道图像，且对肠道图像进行图像处理，将处理后的肠道图像传输至图像显示界面。

步骤500、读取所述肠镜检测装置当前的插入位置，在所述模拟诊断模块内填写所述肠镜检测装置当前的插入位置和撰写模拟诊断结果。

步骤600、以所述肠镜检测装置当前的插入位置作为检索条件从所述预存储数据库内获取对应位置的专家诊断结果，将所述专家诊断结果和模拟诊断结果组合在图像显示界面展示。

在步骤400中，在每个所述模拟病灶的位置均设有接近开关，且建立每个所述接近开关的标号与该接近开关在所述仿真肠道的位置之间的对应关系，以工作的所述接近开关对应的所述仿真肠道的位置对所述预存储数据库的所述正常子单元和所述病症子单元对应的仿真肠道长度进行一次筛选；

读取所述肠镜检测装置的当前插入位置，再根据所述当前插入位置的具体值对选定的所述病症子单元内存储的专家诊断结果进行二次筛选，直至选定唯一的专家诊断结果；

将专家诊断结果与所述模拟诊断结果组合在所述图像显示界面展示，并按照与所述预存储数据库不同的保存路径保存在信息诊断系统内。

因此本实施方式的诊断方法实现将受训者的模拟诊断报告与对应的专家诊断报告对比的具体实现步骤为：

先利用肠镜检测装置在仿真肠道的不同插入位置拍摄图片，并将对应的肠道图像与专家诊断报告存储在预存储数据库内，不同的插入深度范围匹配一张不同的肠道图像以及对应的专家诊断报告；

在受训者实际操作中拍摄肠道图像，并且读取当前肠镜检测装置在仿真肠道的位置，撰写模拟诊断报告；

判断该位置所在的范围，根据位置搜索匹配从预存储数据库内获取对应位置的肠道图像以及专家诊断报告，先将预存的肠道图像与实时采集的肠道图像进行对比，可避免由于肠道图像差别而引起判断误差，再将模拟诊断报告与专家诊断报告进行对比，所有内容将全出现在自动生成的诊断报告对应区域，供受训者对比两者异同，培养受训者的病灶识别、诊断和鉴别诊断能力。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种模拟肠镜检查与诊断系统，其特征在于：包括仿真肠道（1）、信息采集单元（2）以及与所述信息采集单元（2）通讯连接的上位机（3），所述上位机（3）利用信息接收处理单元（31）接收所述信息采集单元（2）的图像信息，且所述上位机（3）通过信息诊断系统（32）对所述信息接收处理单元（31）采集的肠道信息进行模拟诊断；

所述仿真肠道（1）的内壁上设有多个模拟病灶，每个所述模拟病灶由至少一种类型的模拟颗粒组成，且不同类型的模拟颗粒表示不同的肠道病症，且所述仿真肠道（1）在每个所述模拟病灶的位置设有用于提示所述信息采集单元（2）操作的监测组件；

所述信息采集单元（2）包括肠镜检测装置（21）以及设置在所述肠镜检测装置（21）周向的肠道辅助管理机构（22），所述肠镜检测装置（21）采集所述仿真肠道（1）内部的图像信息并将所述图像信息发送至所述信息接收处理单元（31），所述肠道辅助管理机构（22）用于模拟肠镜检查工作；

所述肠镜检测装置（21）按序依次包括插入部（211）和把持部（212），所述插入部（211）的头部设有摄像头（214）以及围绕所述摄像头（214）均匀分布的LED光源（215），所述插入部（211）通过所述摄像头（214）拍摄所述仿真肠道内部图像，所述插入部（211）和把持部（212）的内部均用于储纳所述摄像头（214）和所述LED光源（215）的电源线和数据线；

所述把持部（212）上设有用于控制所述摄像头（214）和所述LED光源（215）工作的图像采集操控模块（216），所述摄像头（214）采集的肠道图像通过所述把持部（212）内安装的无线发送模块（213）传输到所述信息接收处理单元（31）；

所述肠道辅助管理机构（22）包括设置在所述插入部（211）侧面且用于模拟肠镜检查工作的注水通道（221）、注气通道（222）、抽气通道（223）、活检通道（224）与吸引通道（225），所述注水通道（221）、注气通道（222）、抽气通道（223）、活检通道（224）与吸引通道（225）均使用套筒（226）均匀包裹在所述插入部（211）的外表面，且所述套筒（226）的表面分别均设有用于表示所述插入部（211）插入深度的刻度标记以实现将所述插入部（211）的插入深度与所述仿真肠道的图像信息进行一一匹配，且所述把持部（212）上设有用于固定所述注水通道（221）、吸引通道（225）、注气通道（222）和抽气通道（223）的安装孔槽（5），所述注水通道（221）、注气通道（222）、抽气通道（223）和吸引通道（225）分别通过注射器和吸引器以实现清洗肠道和调控肠内气压；

所述信息接收处理单元（31）用于对所述肠镜检测装置（21）采集的图像信息进行图像处理工作；

所述信息诊断系统（32）用于对图像处理后的所述仿真肠道的图像信息进行模拟诊断并生成模拟诊断结果，且以该仿真肠道的图像信息对应的检查位置作为检索条件，从所述信息诊断系统的数据库内提取对应该仿真肠道的专家诊断报告并将所述模拟诊断结果和所述专家诊断报告进行对比教学，且将所述模拟诊断结果和专家诊断报告的对比结果整合保存到信息诊断系统（32）内；

所述信息诊断系统（32）包括图像显示界面（321）、模拟诊断模块（322）、预存储数据库（323）和诊断结果对比模块（324）；

所述图像显示界面（321）用于显示所述信息接收处理单元（31）进行图像处理后的肠道图像；

所述模拟诊断模块（322）用于提供受训者对所述肠道图像的模拟诊断结果撰写界面；

所述预存储数据库（323）内创建关于预存的肠道图像与所述仿真肠道的长度的一维坐标轴，所述一维坐标轴的原点对应所述仿真肠道的起始端，所述预存储数据库（323）用于存储与所述肠镜检测装置（21）插入深度一一对应的肠道图像以及每张所述肠道图像对应匹配的专家诊断结果；

所述诊断结果对比模块（324）用于根据所述肠镜检测装置（21）当前的插入深度从所述预存储数据库（323）内获取对应位置的肠道图像，将所述模拟诊断模块（322）内受训者撰写的模拟诊断结果与所述预存储数据库（323）内相同位置的肠道图像的标准诊断结果进行对比，并将受训者诊断结果与专家诊断结果联合生成报告。

2.根据权利要求1所述的一种模拟肠镜检查与诊断系统，其特征在于： 所述仿真肠道（1）使用柔性材料，同一个所述模拟病灶由至少一种类型的模拟颗粒组成，且在所述模拟病灶的表面活动粘连有肠道污物贴，所述吸引通道（225）用于将所述肠道污物贴吸出以模拟肠镜检查中的肠道清洗工作；

所述监测组件包括多个设置在所述仿真肠道（1）内部的测力传感器（11），以及多个设置在所述模拟病灶和所述仿真肠道（1）的弯曲处的接近开关（13），所述测力传感器（11）用于检测所述插入部（211）对所述仿真肠道（1）的施力大小，所述接近开关（13）用于检测所述插入部（211）的插入位置，且所述接近开关（13）与所述套筒（226）表面的刻度标记双重校正所述插入部（211）的插入位置；

所述监测组件还包括设置在仿真肠道（1）的外表面且检测所述仿真肠道（1）的气压大小的气压表（12）；

所述测力传感器（11）、接近开关（13）和所述气压表（12）均与所述上位机（3）通讯连接，所述上位机（3）连接有声光报警器（4），所述上位机（3）根据所述测力传感器（11）和所述接近开关（13）的输出数据控制所述声光报警器（4）工作以提示插入位置和插入力度，所述上位机（3）根据所述气压表（12）的输出数据控制所述声光报警器（4）工作以提示充气气压。

3.一种基于所述权利要求1或2所述模拟肠镜检查与诊断系统的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100、利用柔性材料3D打印仿真肠道，确定所述仿真肠道的长度以及模拟肠道病症的模拟病灶的位置，且每个所述模拟病灶由至少一种模拟颗粒组成以模拟不同类型的肠道病症，模拟肠道病症的模拟颗粒包括但不限于肠道污物、肠道息肉、肠道溃疡、肠道红肿和癌肿，不同肠道病症对应的模拟颗粒的形态不同，且至少一种模拟颗粒分布在所述仿真肠道内壁的不同位置上，所述肠镜检测装置在任一位置的任意角度拍摄的肠道图像相同；

步骤200、根据模拟病灶在所述仿真肠道的位置控制肠镜检测装置的插入深度，且以所述肠道病症的区分点作为拍摄间距拍摄所述仿真肠道内部的肠道图像，并将拍摄的肠道图像与对应每张肠道图像的专家诊断结果存储到预存储数据库；

步骤300、创建所述模拟颗粒的肠道图片与所述仿真肠道的长度对应的一维存储系统，且以插入所述仿真肠道的长度作为所述预存储数据库内获取预存图像的检索条件；

n个所述模拟病灶将整个所述仿真肠道分为2n+1段，所述预存储数据库同样划分为2n+1个子单元且分别对应存储2n+1段的所述仿真肠道的内部肠道图像，每个所述预存储数据库的子单元分别用于存储所述仿真肠道的不同长度的肠道图像；

所述预存储数据库的每个子单元存储的所述仿真肠道长度以所述仿真肠道中正常肠道段与所述模拟病灶作为分界点，且所述预存储数据库的子单元分为用于保存模拟颗粒段的肠道图像的病症子单元以及用于保存正常肠道段的肠道图像的正常子单元；

所述正常子单元内每个肠道图像对应的仿真肠道长度为广泛间隔范围，且所述正常子单元保存的所述正常肠道段的肠道图像密度低；

所述病症子单元内每个肠道图像对应的仿真肠道长度为密集间隔范围，且所述病症子单元内保存的所述肠道图像数量大于所述正常子单元内保存的所述肠道图像数量；

步骤400、实时调控所述肠镜检测装置在仿真肠道内部拍摄肠道图像，且对肠道图像进行图像处理，将处理后的肠道图像传输至图像显示界面；

步骤500、读取所述肠镜检测装置当前的插入位置，在所述模拟诊断模块内填写所述肠镜检测装置当前的插入位置和撰写模拟诊断结果；

步骤600、以所述肠镜检测装置当前的插入位置作为检索条件从所述预存储数据库内获取对应位置的专家诊断结果，将所述专家诊断结果和模拟诊断结果组合在图像显示界面展示。

4.根据权利要求3所述的一种模拟肠镜检查与诊断系统的诊断方法，其特征在于：所述预存储数据库的相邻两个所述正常子单元与所述病症子单元对应的所述仿真肠道长度的划分方式为：

每个所述正常子单元对应的所述肠镜检测装置的插入深度起始点为所述正常肠道段的起始长度位置，所述正常子单元对应的所述肠镜检测装置的插入深度终点为所述正常肠道段的结束位置；

每个所述病症子单元对应的所述肠镜检测装置插入深度起始点为所述正常肠道段的结束位置，所述病症子单元对应的所述肠镜检测装置插入深度终点为所述模拟病灶的长度结束位置；

所述病症子单元内存储的每个所述肠道图像对应的肠道长度为所述模拟病灶的病症区分点，同一个所述模拟病灶的两个所述病症区分点对应的肠道长度对应的肠道图像相同。

5.根据权利要求4所述的一种模拟肠镜检查与诊断系统的诊断方法，其特征在于：在步骤200中，在每个所述模拟病灶的位置均设有接近开关，且建立每个所述接近开关的标号与该接近开关在所述仿真肠道的位置之间的对应关系，以工作的所述接近开关对应的所述仿真肠道的位置对所述预存储数据库的所述正常子单元和所述病症子单元对应的仿真肠道长度进行一次筛选；

读取所述肠镜检测装置的当前插入位置，再根据所述当前插入位置的具体值对选定的所述病症子单元内存储的专家诊断结果进行二次筛选，直至选定唯一的专家诊断结果；

将专家诊断结果与所述模拟诊断结果组合在所述图像显示界面展示，并按照与所述预存储数据库不同的保存路径保存在信息诊断系统内。