CN114343873A - 一种内窥镜手术监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内窥镜手术监测系统及方法，涉及手术机器人技术领域，所述内窥镜手术监测系统包括图像处理器、摄像装置和显示装置，摄像装置适于设置于手术机械臂的手术器械上，图像处理器分别与摄像装置和显示装置连接；图像处理器用于：获取摄像装置拍摄的照片；将照片与预设的数据库中的数据进行比对，根据比对结果对照片进行标记，得到标记照片；将标记照片传输到显示装置进行显示。该内窥镜手术监测系统能够实现对医生手术内容进行标记，方便医生了解自己手术是否有误，同时帮助非专业人士更加了解手术过程。

Description

一种内窥镜手术监测系统及方法

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，具体而言，涉及一种内窥镜手术监测系统及方法。

背景技术

内窥镜手术因其具有智能、稳定的优点已逐渐取代传动人工手术，医生通过医生控制台操作手术机械臂以带动手术器械动作，完成手术过程。一方面，腹腔内部组织器官较多，在分离或对目标组织实施操作时极易出现错误，对患者造成二次伤害；另一方面，手术过程太专业，非专业的内窥镜手术爱好者或患者家属无法看懂手术过程。

发明内容

本发明旨在提出一种内窥镜手术监测系统，以解决现有内窥镜手术中医生易出现手术错误，而非专业者无法看懂手术操作的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样的：

一种内窥镜手术监测系统，包括图像处理器、摄像装置和显示装置，所述摄像装置适于设置于所述手术机械臂的手术器械上，所述图像处理器分别与所述摄像装置和所述显示装置连接；

所述图像处理器用于：

获取所述摄像装置拍摄的照片；

将所述照片与预设的数据库中的数据进行比对，根据比对结果对所述照片进行标记，得到标记照片；

将所述标记照片传输到所述显示装置进行显示。

本发明所述的内窥镜手术监测系统，应用在现有的内窥镜手术系统中，通过在手术机械臂上安装图像处理器，在手术器械上安装摄像装置，通过控制图像处理器向摄像装置发送拍照请求，摄像装置对患者腹腔内的手术部位进行拍照，拍摄的组织照片传输到图像处理器，图像处理器将拍摄的照片内容与其自身数据库中已有的照片数据进行比对，找到对应的照片数据后，对拍摄照片上的组织器官进行标记，传到显示装置以供医生或非专业人士查看，医生根据显示装置显示的信息可以判断自己是否是对目标组织在操作，手术操作是否有误；非专业爱好者或患者家属根据标记信息也可直观看了解手术操作内容，更加了解手术过程。

可选地，该内窥镜手术监测系统还包括动作控制器，所述动作控制器分别与所述图像处理器和所述手术机械臂连接；所述图像处理器还用于：

在接收到来自所述动作控制器的拍照指令后，根据所述拍照指令使所述摄像装置拍摄所述照片。

可选地，所述图像处理器具体用于：

通过所述摄像装置获取腹腔形貌图像，并根据所述腹腔形貌图像的清晰度及拍照内容调整所述摄像装置的摄像头。

可选地，所述图像处理器具体用于：

当所述手术器械夹持腹腔组织且处于运动状态时，则向所述摄像装置发送连续拍照指令。

可选地，所述图像处理器具体用于：

当所述照片的内容与预设的所述数据库中的数据一致时，将所述数据的相关信息标记在所述照片上；当所述照片上的内容与所述数据库中的数据不一致时，将所述照片更新至所述数据库中存储。

可选地，所述相关信息包括组织名称及组织信息介绍。

可选地，该内窥镜手术监测系统还包括安全开关，所述安全开关设于用于操控所述手术机械臂的医生控制台上，所述安全开关与所述动作控制器连接，所述图像处理器还用于：

在所述安全开关被触发后，接收来自所述动作控制器的拍照指令。

可选地，该内窥镜手术监测系统还包括霍尔开关，所述霍尔开关适于设置于所述医生控制台上，所述霍尔开关与所述安全开关通信连接，所述安全开关被触发的过程包括：

所述霍尔开关发送霍尔变量，若所述霍尔变量为true变量，则所述安全开关被触发。

可选地，所述显示装置包括医生辅助屏和转播显示屏，所述医生辅助屏及所述转播显示屏分别与所述图像处理器连接，所述医生辅助屏适于安装在所述医生控制台上，所述图像处理器具体用于：

将所述标记照片传输到所述医生辅助屏和/或所述转播显示屏进行显示。

本发明的另一目的是提供一种内窥镜手术监测方法，采用上述的内窥镜手术监测系统，包括以下步骤：

获取摄像装置拍摄的照片；

将所述照片与预设的数据库中的数据进行比对，根据比对结果对所述照片进行标记，得到标记照片；

将所述标记照片传输到显示装置进行显示。

本发明所述的内窥镜手术监测方法，控制摄像装置对手术操作区域进行拍照，之后对拍摄照片内容与数据库中的照片内容进行比对标记，最后通过显示装置显示已标记过的照片内容，医生通过观察标记的照片信息能够辩人自己是否操作有误，这一点对于新手医生尤为重要，帮助其及时纠正，避免造成手术过程中对患者的二次伤害，非专业人士通过观察标记的照片信息能够更加明白整个手术过程。

附图说明

图1为本发明实施例的内窥镜手术监测系统的原理图；

图2为本发明实施例的内窥镜手术监测方法的流程示意图。

附图标记说明：

1、动作控制器；2、图像处理器；3、摄像装置；4、显示装置；41、医生辅助屏；42、转播显示屏；5、安全开关；6、霍尔开关；7、数据库。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1所示，本发明实施例的一种内窥镜手术监测系统，用于内窥镜手术系统，所述内窥镜手术系统包括手术机械臂及设于所述手术机械臂上的手术器械，包括图像处理器2、摄像装置3和显示装置4，所述图像处理器2适于设置于手术机械臂上，所述摄像装置3适于设置于所述手术机械臂的手术器械上，所述图像处理器2分别与所述摄像装置3和所述显示装置4连接；

所述图像处理器2用于：

获取所述摄像装置3拍摄的照片；

将所述照片与预设的数据库7中的数据进行比对，根据比对结果对所述照片进行标记，得到标记照片；

将所述标记照片传输到所述显示装置4进行显示。

在本实施例中，内窥镜手术系统一般包括医生控制台及手术机器人，医生控制台上设有主操作手，手术机器人上设有一个或多个手术机械臂，所述手术机械臂用于夹持手术器械，通过主操作手控制手术机器人的手术机械臂运动，以带动所述手术器械完成相应的手术操作。

手术时，将所述手术器械伸入腹腔，手术器械有夹子、剪刀，所述手术器械在靠近腹腔的一端设有摄像装置3，所述摄像装置3可采用微型摄像头，所述手术机械臂上的图像处理器2控制摄像装置3拍照时间、拍照频率及拍照次数，摄像装置3对手术操作部位拍照,一般来讲，医生操控手术器械夹紧组织时拍照，当松开对该组织的夹持时停止拍照，可以实现对手术对象的实时拍摄，摄像装置3将拍摄照片数据发送给图像处理器2，所述图像处理器2接受到拍摄照片数据后，将其放入数据库7中与数据库7中存储的数据进行对比，如果在数据库中找到一致的照片内容，则数据库7将该照片的相关内容标记在拍摄照片上；如果没有找到一致照片数据，则人为标记并将该照片数据更新至数据库7中保存。之后将标记过的照片发送到显示装置4上进行显示。

示例性地，在进行肾切除手术时，医生需要将多余的血管进行分离，在该情形下，通过摄像装置3会拍摄到医生即将进行分离的血管照片，将拍摄的照片发送给图像处理器2，图像处理器2经过处理后将该血管的相关信息进行标记，并发送到显示装置4显示，医生在手术过程中通过观察显示装置4上显示的标记照片，确认自己的血管是否分离错误，而非专业人士则能通过标记的信息更加了解手术的操作过程。

当患者体内出现不知情的意外情况时，例如胃部胀气，可将手术器械移动到该处，摄像装置3拍摄照片后，经图像处理器2传到显示装置4，医生获取该照片后就可看见并分析该处的问题了。

可选地，所述内窥镜手术监测系统还包括动作控制器1，所述动作控制器1分别与所述图像处理器2和所述手术机械臂连接；所述图像处理器2还用于：

在接收到来自所述动作控制器1的拍照指令后，根据所述拍照指令使所述摄像装置3拍摄所述照片。

在本实施例中，动作控制器1是手术机械臂自带的，相当于主机，发出拍照请求信号，图像处理器2控制拍照，没有采用动作控制器直接控制摄像装置3拍照，一方面是因为动作控制器1是用于控制手术机械臂运动的，动作控制器1控制设备过多会影响动作控制器1的运行速度；另一方面，动作控制器1上没有蓝牙接口，无法实现与显示装置4之间的蓝牙连接。

图像处理器2与显示装置4之间采用蓝牙无线传输而非网线传输，减少网线的使用，避免现场线路过多混乱。

可选地，所述图像处理器2具体用于：通过所述摄像装置3获取腹腔形貌图像，并根据所述腹腔形貌图像的清晰度及拍照内容调整所述摄像装置3的摄像头。

在本实施例中，摄像装置3安装在手术器械的顶端，腹腔手术对拍摄照片的清晰度较高，一旦照片拍摄模糊，图像处理器2将无法对其处理标记，在拍照的过程中为了确保画面的清晰度，可通过拉近或拉远镜头，实现对整个腹腔或局部的拍照，以使得图像处理器能够准确的标记所述照片。

可选地，所述图像处理器2具体用于：

当所述手术器械夹持腹腔组织且处于运动状态时，则向所述摄像装置3发送连续拍照指令。

在本实施例中，在需要进行手术时，先通过控制手术机械臂将手术器械插入患者腹腔，医生控制手术器械夹持腹腔内的相应组织，当组织被夹起时，意味着医生即将对该组织进行操作，此时，触发安全开关5控制拍照，摄像装置3输出连续的照片，直至所述手术器械松开对该组织的夹持时，控制所述摄像装置3停止拍照，关闭拍照功能。

可选地，所述图像处理器2具体用于：

当所述照片的内容与预设的所述数据库7中的数据一致时，将所述数据的相关信息标记在所述照片上；当所述照片上的内容与所述数据库7中的数据不一致时，将所述照片更新至所述数据库7中存储。

在本实施例中，所述数据库7中的数据包括历史数据和实施更新的数据，历史数据可以是直接从现有诸如百度数据库中移植过去的数据，实时更新的数据主要是指内窥镜手术监测系统在不断使用过程中，会监测到之前没有记载的照片数据，这部分数据在人工标记之后会被更新到数据库7中，以扩大数据库7的存储内容。

将拍摄照片数据放到数据库7中，与存储的历史照片内容进行比对，当检索到一致照片内容时，将数据库7中对应的照片数据信息标记到拍摄照片上；若在数据库7中没有找到对应一致的照片数据，则需要人为标记，并更新至数据库7中，方便下次再拍摄到与该照片相同内容时，能够进行快速标记，扩大数据库7的存储容量。

可选地，所述相关信息包括组织名称及组织信息介绍。

在本实施例中，所述图像处理器2给照片进行标记，照片拍摄的是患者手术部位的相关组织，标记的内容可为组织名称和组织信息介绍。

如进行肾脏手术时，拍摄整个肾脏的结构，在组织对应的位置标记出肾锤、肾柱、肾髓质、肾皮质、肾动脉、肾静脉、肾乳头等等组织名称，并对组织的形状、结构位置等关键信息进行介绍，医生通过组织名称可判断自己的手术操作对应是否有误，而非专业人士则可通过组织名称及组织信息介绍获得相关知识，了解更多手术操作。

可选地，还包括安全开关5，所述安全开关5设于用于操控所述手术机械臂的医生控制台上，所述安全开关5与所述动作控制器1连接，所述图像处理器2还用于：

在所述安全开关5被触发后，接收来自所述动作控制器1的拍照指令。

在本实施例中，为了确保摄像装置3所拍摄的内容为医生当前手术的内容，可在医生控制台上设置安全开关5，安全开关5通信连接动作控制器1，当需要拍摄手术内容时，医生触碰安全开关，发送拍摄请求，控制摄像装置3拍照。安全开关5设置在医生控制台上的主操作手上，在医生的手部活动范围内，方便随时进行操作。

可选地，还包括霍尔开关6，所述霍尔开关6适于设置于所述医生控制台上，所述霍尔开关6与所述安全开关5通信连接，所述安全开关5被触发的过程包括：

所述霍尔开关6发送霍尔变量，若所述霍尔变量为true变量，则所述安全开关5被触发。

在本实施例中，由于安全开关5安装在医生控制台的主操作手上，为了避免医生在手术过程中误触安全开关5而触发拍照功能，在所述安全开关5侧边设霍尔开关6，霍尔开关6与所述安全开关5通信连接，霍尔开关6可以发送霍尔变量，霍尔开关6是由图像处理器2触发的，霍尔开关6向所述安全开关5发送true或者false变量；通过霍尔变量来判断是否开启拍照功能，比如可设置霍尔开关双击三下以开启拍照功能，霍尔开关6向所述安全开关5传递三次true变量，所述安全开关5会被触发控制后面的动作控制器1、图像处理器2、摄像装置3及显示装置4完成相应的操作；可设置霍尔开关双击两下开启医生控制台主操作手与手术机械臂匹配，实现主从控制。当然根据需要也可设置其他的双击次数以控制安全开关5开启。

在其他的实施例中，也可在安全开关5处设置指纹识别，取代上述的霍尔开关，指纹识别起到与安全开关5相类似的作用，防止因误触安全开关5而开启拍照功能。

可选地，所述显示装置4包括医生辅助屏41和转播显示屏42，所述医生辅助屏41及所述转播显示屏42分别与所述图像处理器2连接，所述医生辅助屏41适于安装在所述医生控制台上，所述图像处理器2具体用于：

将所述标记照片传输到所述医生辅助屏41和/或所述转播显示屏42进行显示。

在本实施例中，所述医生辅助屏41安装在在医生控制台上方，方便医生实时观察手术情况，及时调整纠正；转播显示屏42可安装在手术室外的不远处，由于整个手术过程中都有信息标记，可帮助非专业人士理解看懂手术过程，非专业爱好者看懂手术过程能够增加其学习的积极性，而患者家属看懂手术过程能够实时掌握手术进展。

如图2所示，本发明的另一目的是提供一种内窥镜手术监测方法，采用上述的内窥镜手术监测系统，包括以下步骤：

S1：获取摄像装置3拍摄的照片；

S2：将所述照片与预设的数据库7中的数据进行比对，根据比对结果对所述照片进行标记，得到标记照片；

S3：将所述标记照片传输到显示装置4进行显示。

在本实施例中，所述手术机械臂上的动作控制器1通信连接图像处理器2，图像处理器2控制摄像装置3拍照时间、拍照频率及拍照次数，摄像装置3对手术操作部位拍照,一般来讲，医生操控手术器械夹紧组织时拍照，当松开对该组织的夹持时停止拍照，可以实现对手术对象的实时拍摄，摄像装置3将拍摄照片数据发送给图像处理器2，所述图像处理器2接受到拍摄照片数据后，将其放入数据库7中与数据库7中存储的数据进行对比，如果在数据库中找到一致的照片内容，则数据库7将该照片的相关内容标记在拍摄照片上；如果没有找到一致照片数据，则人为标记并将该照片数据更新至数据库7中保存。之后将标记过的照片发送到显示装置4上进行显示。

医生在手术过程中通过观察显示装置4上显示的标记照片，确认自己的血管是否分离错误，而非专业人士则能通过标记的信息更加了解手术的操作过程。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内窥镜手术监测系统，其特征在于，包括图像处理器(2)、摄像装置(3)和显示装置(4)，所述摄像装置(3)适于设置于手术机械臂的手术器械上，所述图像处理器(2)分别与所述摄像装置(3)和所述显示装置(4)连接；

所述图像处理器(2)用于：

获取所述摄像装置(3)拍摄的照片；

将所述照片与预设的数据库(7)中的数据进行比对，根据比对结果对所述照片进行标记，得到标记照片；

将所述标记照片传输到所述显示装置(4)进行显示。

2.根据权利要求1所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，还包括动作控制器(1)，所述动作控制器(1)分别与所述图像处理器(2)和所述手术机械臂连接；所述图像处理器(2)还用于：

在接收到来自所述动作控制器(1)的拍照指令后，根据所述拍照指令使所述摄像装置(3)拍摄所述照片。

3.根据权利要求1所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，所述图像处理器(2)具体用于：

通过所述摄像装置(3)获取腹腔形貌图像，并根据所述腹腔形貌图像的清晰度及拍照内容调整所述摄像装置(3)的摄像头。

4.根据权利要求1所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，所述图像处理器(2)具体用于：

当所述手术器械夹持腹腔组织且处于运动状态时，则向所述摄像装置(3)发送连续拍照指令。

5.根据权利要求1所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，所述图像处理器(2)具体用于：

当所述照片的内容与预设的所述数据库(7)中的数据一致时，将所述数据的相关信息标记在所述照片上；当所述照片上的内容与所述数据库(7)中的数据不一致时，将所述照片更新至所述数据库(7)中存储。

6.根据权利要求5所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，所述相关信息包括组织名称及组织信息介绍。

7.根据权利要求2所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，还包括安全开关(5)，所述安全开关(5)设于用于操控所述手术机械臂的医生控制台上，所述安全开关(5)与所述动作控制器(1)连接，所述图像处理器(2)还用于：

在所述安全开关(5)被触发后，接收来自所述动作控制器(1)的拍照指令。

8.根据权利要求7所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，还包括霍尔开关(6)，所述霍尔开关(6)适于设置于所述医生控制台上，所述霍尔开关(6)与所述安全开关(5)通信连接，所述安全开关(5)被触发的过程包括：

所述霍尔开关(6)发送霍尔变量，若所述霍尔变量为true变量，则所述安全开关(5)被触发。

9.根据权利要求7所述的内窥镜手术监测系统，其特征在于，所述显示装置(4)包括医生辅助屏(41)和转播显示屏(42)，所述医生辅助屏(41)及所述转播显示屏(42)分别与所述图像处理器(2)连接，所述医生辅助屏(41)适于安装在所述医生控制台上，所述图像处理器(2)具体用于：

将所述标记照片传输到所述医生辅助屏(41)和/或所述转播显示屏(42)进行显示。

10.一种内窥镜手术监测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的内窥镜手术监测系统，包括以下步骤：

获取摄像装置(3)拍摄的照片；

将所述照片与预设的数据库(7)中的数据进行比对，根据比对结果对所述照片进行标记，得到标记照片；

将所述标记照片传输到显示装置(4)进行显示。

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