CN117221177A - 图像传输延迟监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内窥镜技术领域，并具体公开了一种图像传输延迟监测方法及系统，图像传输延迟监测方法包括如下步骤：S100，通过摄像模组获取手术器械远端第一标识部的第一伸出长度l ₁ ；S200，通过位移检测装置获取所述手术器械近端第二标识部的实际伸入长度l ₂ ；S300，在|l ₁ ‑l ₂ |≥α的情况下，发出延迟预警，α为预设阈值。上述方案中，通过比较手术器械近端的实际伸入长度l ₂ 与摄像模组获取的手术器械远端的第一伸出长度l ₁ ，能够直观地判断摄像模组的拍摄画面是否出现延迟，从而在手术器械伸入人体腔道内的情况下，避免因画面延迟或卡顿造成手术器械作用位置或作用对象错误的情况，进而避免安全事故。

Description

图像传输延迟监测方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种图像传输延迟监测方法及系统。

背景技术

内窥镜是一种常用的医疗器械，包括操作部和插入部，其插入部可经人体腔道或手术切口进入人体内，通过拨动操作部上的拨杆能够带动插入部远端的主动弯曲段进行姿态调节，插入部远端的摄像模组能对人体的内部组织进行观察，帮助医生判断患者体内的病变位置及病变位置的组织结构特征。

从摄像模组采集的图像到显示器显示的图像之间，往往会存在画面延迟的情况，在手术器械伸入病变位置进行手术作业时，如果延迟过大，操作人员通过显示器看到手术器械的位置及状态，与手术器械实际的位置及状态有较大出入，极易导致操作人员误操作而对患者造成伤害。

因此，对内窥镜的图像延迟的监测尤为重要，提供一种图像传输延迟监测方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明公开一种图像传输延迟监测方法及系统，以解决相关技术中的内窥镜因图像传输延迟存在的手术操作对患者造成伤害隐患的技术问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本申请提供一种图像传输延迟监测方法，应用于内窥镜，该内窥镜图像延迟传输监测方法包括如下步骤：

S100，通过摄像模组获取手术器械远端第一标识部的第一伸出长度l ₁ ；

S200，通过位移检测装置获取所述手术器械近端第二标识部的实际伸入长度l ₂ ；

S300，在|l ₁ -l ₂ |≥α的情况下，发出延迟预警，α为预设阈值；

其中，当所述第一标识部位于插入部的远端时，所述第二标识部位于器械嘴处，且所述第二标识部位于位移检测装置的检测区域内，且所述第一标识部沿所述手术器械轴向方向的延伸长度，大于所述手术器械在其轴向方向上的活动阈值。

进一步地，在步骤S300中，所述预设阈值α是在所述内窥镜处于外部环境下，以所述手术器械多次插入所述内窥镜得到的。

进一步地，在步骤S300中，所述预设阈值α是在所述内窥镜插入体内模拟环境下，以所述手术器械多次插入所述内窥镜得到的。

进一步地，在步骤S300之后，图像传输延迟监测方法还包括如下步骤：S400，判断内窥镜的远端是否处于安全位置，在内窥镜的远端处于安全位置的情况下，对内窥镜进行初始化设置，在内窥镜的远端处于危险位置的情况下，发出拔离预警。

第二方面，本申请还提供一种内窥镜图像传输延迟监测系统，包括如下模块：

获取模块，所述获取模块包括摄像模组和位移检测装置，所述摄像模组用于获取手术器械远端第一标识部的第一伸出长度l ₁ ，所述位移检测装置用于获取手术器械近端第二标识部的实际伸出长度l ₂ ；

判断模块，用于根据获取模块获取的第一伸出长度l ₁ 以及实际伸出长度l ₂ ，判断两者差值是否大于等于阈值α，在两者差值大于等于阈值α的情况下，发出延迟预警。

进一步地，在|l ₁ -l ₂ |≥α的情况下，所述判断模块还用于判断内窥镜的远端是否处于安全位置，在处于安全位置的情况下，对内窥镜进行初始化设置；在处于危险位置的情况下，发出拔离预警。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请的图像传输延迟监测方法及系统，通过手术器械的实际伸入长度l ₂ 与摄像模组获取的第一伸出长度l ₁ 的差值是否超过预设阈值，来判断外部显示器显示的图像画面是否出现延迟的情况，从而避免因图像画面显示延迟而导致的操作人员误操作的情况，避免对患者造成伤害；

与此同时，手术器械是在插入部的远端部的基础上伸出、并活动的，那么手术器械也就更为深入人体、且活动空间更为逼仄，本申请实施例的图像传输延迟监测方法以手术器械作为观察对象，也即是以最易在人体内产生安全威胁的存在作为观察对象，具有明显的针对性，能够提升图像延迟监测的准确性，避免操作人员因图像画面显示更新不及时而误判手术器械的位置及状态，进行误操作而对患者造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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是本申请实施例的图像传输延迟监测方法的流程示意图之一；

图2是本申请实施例的图像传输延迟监测方法的流程示意图之二；

图3是本申请实施例的手术器械的结构示意图；

图4是本申请实施例的手术器械插入内窥镜的示意图；

图中：

100、手术器械；110、第一标识部；120、第二标识部；200、内窥镜；210、操作部；211、器械嘴；220、插入部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1至图4，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的图像传输延迟监测方法及系统进行详细地说明。

请参见图1和图4，图1为本申请实施例提供的一种图像传输延迟监测方法的流程示意图。本实施例中，该图像传输延迟监测方法应用于内窥镜200，内窥镜200包括操作部210和插入部220，插入部220的近端与操作部210相连，插入部220的远端具有摄像模组，摄像模组用于拍摄人体病变位置的图像、并通过有线或无线的方式传输至外部显示器，在手术器械100通过内窥镜导入人体内部环境后，可通过外部显示器直观地看到手术器械100的位置及动作姿态，方便操作人员进行手术操作。

在本申请实施例中，图像传输延迟监测方法具体可以包括如下步骤：

S100，通过摄像模组获取手术器械远端的第一伸出长度l ₁ 。

在本申请的一些实施例中，手术器械100可以为活检钳、剪刀或吸引器等器械，第一伸出长度l ₁ 可以以插入部220远端端面作为参照基础，即手术器械100伸出插入部220远端端面的长度即为第一伸出长度l ₁ 。

一种可选的实施方式中，手术器械100的远端设置有第一标识部110，第一标识部110可以为刻度线、数字标记、刻度数字组合或颜色条码等标记信息，通过摄像模组拍摄与插入部220远端端面平齐的第一标识部110上的标记信息，能够确定手术器械100的第一伸出长度l ₁ 。

一种优选的实施方式中，第一标识部110可以为沿手术器械100长度方向设置的多个颜色条码，每个颜色条码对应了手术器械100不同的伸出长度，通过识别与插入部220远端端面平齐的颜色条码，能够确定手术器械100的第一伸出长度l ₁ 。

发明人在研究过程中发现，为了保证外部显示器能够准确显示患者的病灶位置，摄像模组的取景方向与手术器械100的伸出方向相同，这样的话，插入部220远端端面难以落入摄像模组的取景视窗内，手术器械100实际伸出插入部220远端端面的长度，为手术器械100落入摄像模组取景视窗内的部分的长度，与手术器械100的伸出插入部220远端端面的、且处于取景盲区的部分的长度之和。

基于此种情况，在本申请的一些实施例中，还可以以摄像模组取景视窗的边界作为参照基础，也即是说，第一伸出长度l ₁ 可以为手术器械100落于摄像模组取景视窗内的长度，如此，通过判断手术器械100的位于图像边缘处的标记信息，能够获取第一伸出长度l ₁ 。

S200，获取所述手术器械近端的实际伸入长度l ₂ 。

在本申请的一些实施例中，操作部210上设置有器械嘴211，手术器械100经器械嘴211插入内窥镜内、并延伸至插入部220的远端，在获取手术器械100近端的实际伸入长度l ₂ 时，可以以手术器械100远端刚好落入摄像模组取景视窗内作为实际伸入长度l ₂ 的计算起点。

一种可选的实施方式中，器械嘴211上配备有光源及位移检测装置，在光源提供可视环境的情况下，通过位移检测装置能够准确检测出手术器械100近端实际伸入长度l ₂ 。应该理解的是，设于器械嘴211上的光源可以处于常开状态，在手术器械100的远端刚好落入摄像模组的取景视窗内时，位移检测装置开始检测手术器械100近端的实际伸入长度l ₂ 。

在本申请实施例中，由于手术器械100的远端在人体内移动、活动的范围相对较小，因此，位移检测装置需要具有较高的检测精度，在本申请实施例中，位移检测装置可以为电位计、光电编码器和激光位移传感器中的一种。

一种可选的实施方式中，手术器械100的近端设置有第二标识部120，第二标识部120沿手术器械100的长度方向延伸设置，第二标识部120可以为刻度线、数字标记、刻度数字组合或颜色条码等标记信息，此处不再赘述，位移检测装置可以检测第二标识部120的标记信息的变化，从而确定手术器械100近端的实际伸入长度l ₂ 。

应该理解的是，手术器械100的设置，应该满足第一标识部110位于插入部220远端的情况下，第二标识部120恰好位于器械嘴211处，且第二标识部120始终能够被位移检测装置检测识别，且第一标识部110在手术器械100轴向方向的延伸长度，应该大于手术器械100在其轴向方向上的活动阈值，使摄像模组始终能拍摄到第一标识部110。

S300，在|l ₁ -l ₂ |≥α的情况下，发出延迟预警，α为预设阈值。

在本申请实施例中，在预设时间段内，若|l ₁ -l ₂ |≥α的情况，说明操作人员虽然操作手术器械100进行动作（例如推进动作），并且手术器械100的远端实际产生了同步动作，但是外部显示器的图像画面并未及时更新该动作，说明图像传输出现延迟，此时若继续操作手术器械（例如操作活检钳钳取人体内部组织），则可能使手术器械的位置及状态都难以达到准确的位置及状态，从而对人体内部环境造成不必要的创伤，甚至造成重大安全事故，延迟预警可以以蜂鸣器鸣叫的形式提醒操作人员，也可以以画面提示的方式提醒操作人员，或者是两者相结合的方式，本申请实施例不做具体限制。

在预设时间段内，若|l ₁ -l ₂ |＜α，说明操作人员在操作手术器械100的近端进行动作时，外部显示器线束的图像画面能够及时更新显示手术器械100远端的相应动作，说明图像传输延迟较小可以忽略，从而方便操作人员进行手术操作；而在预设时间段内，若|l ₁ -l ₂ |≥α，说明操作人员虽然操作手术器械100进行动作（例如推进动作），但是外部显示器的图像画面并未及时更新显示手术器械100远端的相应动作，说明图像传输延迟较大，此时若继续操作手术器械（例如操作活检钳钳取人体内部组织），操作具有盲目性，难以保证手术器械100远端的位置及状态，极易对人体内部环境造成不必要的创伤，甚至造成重大安全事故。

基于上述技术方案，本申请实施例的图像传输延迟监测方法，通过手术器械100的实际伸入长度l ₂ 与摄像模组获取的第一伸出长度l ₁ 的差值是否超过预设阈值，来判断外部显示器显示的图像画面是否出现延迟的情况，从而避免因图像画面显示延迟而导致的操作人员误操作的情况，避免对患者造成伤害。

与此同时，手术器械100是在插入部220的远端部的基础上伸出、并活动的，那么手术器械100也就更为深入人体、且活动空间更为逼仄，本申请实施例的图像传输延迟监测方法以手术器械100作为观察对象，也即是以最易在人体内产生安全威胁的存在作为观察对象，具有明显的针对性，能够提升图像延迟监测的准确性，避免操作人员因图像画面显示更新不及时而误判手术器械100的位置及状态，进行误操作而对患者造成伤害。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，预设阈值α的设定，是在内窥镜处于外部环境下，以手术器械100多次插入内窥镜得到的。具体操作可以为，在外部环境下，对内窥镜开机并连接外部显示器，从器械嘴211处多次插入手术器械100，并测量记录每次手术器械100的实际伸入长度l ₂ 以及实际伸出长度l ₃ ，并可以通过实际伸出长度l ₃ 矫正摄像模组获取的第一伸出长度l ₁ ，消除摄像模组在未延迟的情况下获取的第一伸出长度l ₁ 与实际伸出长度l ₃ 存在的误差。

在本申请其他的一些实施例中，预设阈值α的设定，是在所述内窥镜插入体内模拟环境下，以所述手术器械多次插入所述内窥镜得到的，体内模拟环境指的是人为构件的人体腔道模型，该人体腔道模型能够模拟人体腔道，使内窥镜发生近似于真实应用场景的弯曲和变形，此时再向内窥镜插入手术器械100，能够进一步提升预设阈值α获取的准确性。

应该理解的是，针对不同应用场景的内窥镜，例如支气管镜、肾盂镜、食道镜和胃镜等，可以设定不同的预设阈值α，越是人体脆弱的部位，或者越是人体腔道逼仄的部位，预设阈值α可以设定的越小，以提高延迟监测的灵敏度，确保操作人员在低延迟环境下谨慎操作，从而确保患者手术安全。

本申请实施例的图像传输延迟监测方法还包括如下步骤：

S400，判断内窥镜的远端是否处于安全位置，在内窥镜的远端处于安全位置的情况下，对内窥镜进行初始化设置，在内窥镜的远端处于危险位置的情况下，发出拔离预警。

在本申请实施例中，在发出延迟预警后，需要判断内窥镜的远端是否处于安全位置，例如在内窥镜的远端处于食道或胃等安全位置下，为避免重复插拔内窥镜带来的繁琐，无需拔离内窥镜，可采用重启的方式对内窥镜进行初始化设置，以尝试解决延迟问题，而在内窥镜的远端处于肾盂等危险位置下，在无法准确进行手术操作时，为避免肾盂内压力持续升高，需要将内窥镜及时拔离以消除安全隐患。

在判断内窥镜的远端是否处于安全位置的过程中，可以通过外部显示屏向操作人员提供选项，也可以根据内窥镜远端设置的传感器检测到的信号进行直接判断，例如，肾镜的远端设置有压力传感器，当压力传感器检测到的压力信号超过预设值时，可以直接发出拔离预警，以提醒操作人员拔离肾镜，避免肾盂内压力升高，拔离预警可以以外部显示器显示拔离的方式和/或语音播报的方式提醒操作人员。

本申请实施例还提供一种内窥镜图像传输延迟监测系统，包括获取模块和判断模块。其中，所述获取模块用于获取手术器械远端的第一伸出长度l ₁ 以及手术器械近端的实际伸出长度l ₂ ，具体地，获取模块可以包括位于插入部220远端的摄像模组，以及设于位于操作部210的器械嘴211处的位移检测装置，摄像模组用于获取第一伸出长度l ₁ ，位移检测装置用于获取实际伸入长度l ₂ 。

判断模块，用于根据获取模块获取的第一伸出长度l ₁ 以及实际伸出长度l ₂ ，判断两者差值是否大于等于阈值α，在两者差值大于等于阈值α的情况下，发出延迟预警。

在进一步的技术方案中，在|l ₁ -l ₂ |≥α的情况下，所述判断模块还用于判断内窥镜的远端是否处于安全位置，在处于安全位置的情况下，对内窥镜进行初始化设置；在处于危险位置的情况下，发出拔离预警。

本申请实施例还公开一种手术器械100，所公开的手术器械100可应用于前述的图像传输延迟监测方法，具体地，手术器械100的远端设置有第一标识部110，第一标识部110沿手术器械100的长度方向延伸设置，手术器械100的近端设置有第二标识部120，第二标识部120沿手术器械100的长度方向延伸设置，在手术器械100插入内窥镜内的情况下，第一标识部110位于内窥镜的插入部的远端，第二标识部120位于内窥镜的操作部的器械嘴处。

应该理解的是，在第一标识部110将伸出而未伸出时，第二标识部120就已经位于位移检测装置的检测区域内，因此，第一标识部110的长度小于第二标识部120的长度，避免出现实际伸入长度l ₂ 获取不准确的情况。

在本申请实施例中，第一标识部110和第二标识部120可以为刻度线、数字标记、刻度数字组合或颜色条码等标记信息，优选为颜色条码，易于摄像模组的识别。

本申请实施例还公开一种内窥镜，适用于前述的图像传输延迟监测方法，其中，内窥镜200包括操作部210和连接操作部210的插入部220，操作部210上设置有器械嘴211，插入部220的远端设置有摄像模组，手术器械100经器械嘴211插入内窥镜内、并延伸至插入部220的远端，摄像模组用于获取手术器械100远端的第一伸出长度l ₁ 。

在进一步的技术方案中，操作部210的器械嘴211处设置有位移检测装置，位移检测装置用于识别第二标识部120、并获取手术器械100的实际伸入长度l ₂ ，位移检测装置可以为电位计、光电编码器和激光位移传感器中的一种，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

以上所述，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种图像传输延迟监测方法，应用于内窥镜，其特征在于，包括如下步骤：

S100，通过摄像模组获取手术器械远端第一标识部的第一伸出长度l ₁ ；

S200，通过位移检测装置获取所述手术器械近端第二标识部的实际伸入长度l ₂ ；

S300，在|l ₁ -l ₂ |≥α的情况下，发出延迟预警，α为预设阈值；

其中，当所述第一标识部位于插入部的远端时，所述第二标识部位于器械嘴处，且所述第二标识部位于位移检测装置的检测区域内，所述第一标识部沿所述手术器械轴向方向的延伸长度，大于所述手术器械在其轴向方向上的活动阈值。

2.根据权利要求1所述的图像传输延迟监测方法，其特征在于，在步骤S300中，所述预设阈值α是在所述内窥镜处于外部环境下，以所述手术器械多次插入所述内窥镜得到的；

或者，在步骤S300中，所述预设阈值α是在所述内窥镜插入体内模拟环境下，以所述手术器械多次插入所述内窥镜得到的。

3.根据权利要求1~2任一所述的图像传输延迟监测方法，其特征在于，在步骤S300之后，还包括如下步骤：

S400，判断内窥镜的远端是否处于安全位置，在内窥镜的远端处于安全位置的情况下，对内窥镜进行初始化设置，在内窥镜的远端处于危险位置的情况下，发出拔离预警。

4.一种内窥镜图像传输延迟监测系统，其特征在于，包括如下模块：

获取模块，所述获取模块包括摄像模组和位移检测装置，所述摄像模组用于获取手术器械远端第一标识部的第一伸出长度l ₁ ，所述位移检测装置用于获取手术器械近端第二标识部的实际伸出长度l ₂ ；

判断模块，用于根据获取模块获取的第一伸出长度l ₁ 以及实际伸出长度l ₂ ，判断两者差值是否大于等于阈值α，在两者差值大于等于阈值α的情况下，发出延迟预警。

5.根据权利要求4所述的内窥镜图像传输延迟监测系统，其特征在于，在|l ₁ -l ₂ |≥α的情况下，所述判断模块还用于判断内窥镜的远端是否处于安全位置，在处于安全位置的情况下，对内窥镜进行初始化设置；在处于危险位置的情况下，发出拔离预警。