KR20240011228A - Method and apparatus for providing information related to surgery via display screen - Google Patents

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KR20240011228A
KR20240011228A KR1020240007956A KR20240007956A KR20240011228A KR 20240011228 A KR20240011228 A KR 20240011228A KR 1020240007956 A KR1020240007956 A KR 1020240007956A KR 20240007956 A KR20240007956 A KR 20240007956A KR 20240011228 A KR20240011228 A KR 20240011228A
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surgery
bleeding
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임자연
김하진
이송아
박성현
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(주)휴톰
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Abstract

사용자 인터페이스 기반의 수술과정 분석 제공 방법 및 서버를 개시한다.
일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 기반의 수술과정 분석 방법은, 촬영된 전체 수술영상에서, 수술단계학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하고 각각의 수술단계에 해당하는 시간영역을 분리하는 단계, 상기 인식된 수술단계별로 스위칭 횟수 및 소요시간을 산출하는 단계, 상기 인식된 수술단계별로 출혈이벤트의 발생여부를 판단하는 단계, 및 상기 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈이벤트를 기초로 수술단계별로 수술결과를 분석할 수 있는 사용자인터페이스를 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.
Disclosed is a method and server for providing surgical process analysis based on a user interface.
A method for analyzing a surgical process based on a user interface according to an embodiment includes the steps of recognizing individual surgical steps using a surgical step learning model in all captured surgical images and separating a time region corresponding to each surgical step. Calculating the number of switching times and time required for each recognized surgical step, determining whether a bleeding event has occurred for each recognized surgical step, and determining surgical results for each surgical step based on the number of switching, time required, and bleeding event. It may include providing a user interface capable of analysis.

Description

화면을 통해 수술 관련 정보를 제공하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING INFORMATION RELATED TO SURGERY VIA DISPLAY SCREEN}Method and device for providing surgery-related information through a screen {METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING INFORMATION RELATED TO SURGERY VIA DISPLAY SCREEN}

본 발명은 수술 후 수술과정 분석 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 건은 수술 후 영상의 개별단계(Phase)를 학습모델을 통해 인식하고, 인식된 단계별 수술영상의 스위칭 결과, 소요시간 및 출혈 발생횟수를 카운팅하여 사용자에게 제공하는 것을 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for analyzing surgical procedures after surgery. More specifically, this is a system that recognizes individual phases of postoperative images through a learning model, counts the switching results of surgical images for each recognized phase, the time required, and the number of bleeding occurrences and provides them to the user. and methods.

일반적으로 의사들이 수술 전후로 환자의 수술 계획을 수립할 때, 환자의 CT(Computed Tomographic) 또는 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 사진 등의 2차원 의료 영상을 참고한다. 이 경우, 대부분 환자의 장기 내부에 존재하는 병변의 위치나 병변의 위치에 따른 혈관과의 관계 등을 2차원 의료 영상에 매칭하기 어려우며, 수술 전에 장기 촬영 정보로 활용할 수단이 없으므로, 수술시 장기 내부 병변의 위치와 주위 혈관 분포 등을 파악하는데 많은 한계가 있다.Generally, when doctors establish a patient's surgical plan before and after surgery, they refer to two-dimensional medical images such as the patient's CT (Computed Tomographic) or MRI (Magnetic Resonance Imaging) photos. In this case, it is difficult to match the location of the lesion inside the patient's organ or the relationship with the blood vessel according to the location of the lesion to the 2D medical image, and there is no means of utilizing organ imaging information before surgery, so the inside of the organ during surgery is not available. There are many limitations in identifying the location of the lesion and the distribution of surrounding blood vessels.

또한, 수술 프로세스를 최적화하기 위한 시나리오 구상을 위해서는 사전에 촬영된 의료영상을 참고하거나 매우 숙련된 의사의 자문을 받아야 했는데, 의료영상만으로는 불필요한 프로세스의 판단이 어려웠으며 숙련된 의사의 자문은 특정 환자에 맞는 자문을 받기에 어려운 문제점이 있었다. 즉, 단순히 촬영된 의료영상만으로는 수술프로세스의 최적화 및 평가를 위한 용도로는 활용되기 어려운 점이 많았다.In addition, in order to design a scenario to optimize the surgical process, it was necessary to refer to medical images taken in advance or receive advice from a highly experienced doctor. There was a problem in getting the right advice. In other words, it was difficult to use simply captured medical images for optimization and evaluation of the surgical process.

따라서, 3차원 의료영상(예를 들어, 3차원 수술도구 움직임 및 도구의 움직임으로 인해 발생하는 장기 내부의 변화에 대한 가상영상)을 이용하여 수술을 행하는데 있어서 불필요한 프로세스를 최소화하여 수술 프로세스를 최적화하고, 이에 기반한 수술보조 정보를 제공할 수 있는 방법에 대한 개발이 요구된다.Therefore, the surgical process is optimized by minimizing unnecessary processes when performing surgery using 3D medical images (e.g., virtual images of 3D surgical tool movement and changes inside organs that occur due to tool movement). And the development of a method that can provide surgical assistance information based on this is required.

또한, 최근에는 의료영상의 분석에 딥러닝이 널리 이용되고 있다. 딥 러닝은 여러 비선형 변환기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화(abstractions, 다량의 데이터나 복잡한 자료들 속에서 핵심적인 내용 또는 기능을 요약하는 작업)를 시도하는 기계학습 알고리즘의 집합으로 정의된다. 딥 러닝은 큰 틀에서 사람의 사고방식을 컴퓨터에게 가르치는 기계학습의 한 분야로 볼 수 있다.Additionally, deep learning has recently been widely used in the analysis of medical images. Deep learning is defined as a set of machine learning algorithms that attempt high-level abstractions (summarizing key content or functions in large amounts of data or complex data) through a combination of several nonlinear transformation techniques. Deep learning can be viewed in the larger framework as a field of machine learning that teaches computers about human thinking.

공개특허공보 제10-2019-0080736호(공개일: 2019.07.08)Public Patent Publication No. 10-2019-0080736 (Publication date: 2019.07.08)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수술결과 영상에서 수술단계(phase) 학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하고, 인식된 수술 단계별로 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈 이벤트를 발생여부를 표시한 UI를 사용자에게 제공하는 것이다.The problem that the present invention aims to solve is to recognize individual surgical stages using a surgical phase learning model in surgery result images, and to create a UI that displays the number of switching times, time required, and whether a bleeding event occurred for each recognized surgical stage. It is provided to users.

또한, 수술결과 영상에서 인식된 각각의 수술 단계에서 출혈이 발생하였는지 여부를 판단하고, 출혈 발생 영역 및 출혈량을 측정하여 수술오류가 있었는지 판단하는 방법을 개시한다.In addition, a method is disclosed to determine whether bleeding occurred in each surgical step recognized in the surgical result image and to determine whether a surgical error occurred by measuring the bleeding area and amount of bleeding.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 후 수술과정 분석 방법은, 촬영된 전체 수술영상에서, 수술단계학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하고 각각의 수술단계에 해당하는 시간영역을 분리하는 단계; 상기 인식된 수술단계별로 스위칭 횟수 및 소요시간을 산출하는 단계; 상기 인식된 수술단계별로 출혈이벤트의 발생여부를 판단하는 단계; 및 상기 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈이벤트를 기초로 수술단계별로 수술결과를 분석할 수 있는 사용자인터페이스를 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.The method of analyzing the surgical process after surgery according to an embodiment of the present invention to solve the above-described problem is to recognize individual surgical steps using a surgical step learning model in the entire surgical image and Separating the time domain; Calculating the number of switching times and time required for each recognized surgical step; Determining whether a bleeding event has occurred for each of the recognized surgical steps; And it may include providing a user interface that can analyze the surgical results for each surgical stage based on the number of switching, time required, and bleeding event.

또한, 상기 스위칭 횟수를 산출하는 단계는, 상기 인식된 수술 단계가 이어지지 못하고 단절된 횟수를 카운팅 하는 단계를 포함할 수 있다.Additionally, the step of calculating the number of switching may include counting the number of times the recognized surgical step is disconnected without being able to continue.

또한, 상기 수술단계학습모델은, 수술데이터를 이용하여 상기 대상체의 수술에 필요한 적어도 하나 이상의 단계를 레이블로 정의하고, 정의된 레이블 별로 학습영상을 입력하여 기계학습 된 것이며, 상기 수술단계학습모델을 이용하여 대상체의 수술단계를 인식하는 단계는, CNN(Convolutional neural network)을 이용한 딥러닝 기반의 학습에 기초하여 수술영상에서 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보를 기초로 수술단계를 인식할 수 있다.In addition, the surgical step learning model is machine-learned by defining at least one step required for surgery of the object as a label using surgical data and inputting learning images for each defined label, and the surgical step learning model is The step of recognizing the object's surgical stage is to extract feature information from the surgical image based on deep learning-based learning using CNN (Convolutional neural network), and to recognize the surgical step based on the extracted feature information. there is.

또한, 상기 출혈 이벤트의 발생여부를 판단하는 단계는, 딥러닝 기반의 학습을 기초로 상기 인식된 수술단계의 수술영상 내 출혈 영역이 존재하는지 판단하는 단계; 상기 판단결과를 기초로 출혈영역의 위치를 판단하는 단계; 및 상기 출혈영역의 위치를 기초로 출혈량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of determining whether the bleeding event occurs includes determining whether a bleeding area exists in the surgical image of the recognized surgical step based on deep learning-based learning; Determining the location of the bleeding area based on the determination result; And it may include calculating the amount of bleeding based on the location of the bleeding area.

또한, 상기 출혈이벤트의 발생여부를 판단하는 단계는, 산출된 출혈량을 기초로 수술을 중지할 필요가 있는 출혈인지 여부를 판단하고, 수술을 중지할 필요가 없었던 경우는 제1 출혈이벤트로 인식하고, 수술을 중지할 필요가 있었던 경우는 제2 출혈이벤트로 인식하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of determining whether the bleeding event has occurred determines whether the bleeding requires stopping the surgery based on the calculated amount of bleeding, and if there is no need to stop the surgery, it is recognized as the first bleeding event. , if it is necessary to stop the surgery, a step of recognizing it as a second bleeding event may be further included.

또한, 상기 제1 출혈이벤트 또는 제2 출현이벤트 인지 여부는, 출혈이 발생한 시점에서의 상기 스위칭 횟수 및 상기 수술단계의 소요시간을 기초로 판단될 수 있다.Additionally, whether it is the first bleeding event or the second appearance event can be determined based on the number of switching times at the time bleeding occurs and the time required for the surgical step.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 상기 수술과정 분석 방법을 수행할 수 있도록 컴퓨터에서 독출가능한 기록매체에 저장될 수 있다.The computer program according to one embodiment of the present invention can be combined with a computer as hardware and stored in a computer-readable recording medium to perform the surgical procedure analysis method.

본 발명의 일 실시예에 따른 수술과정 분석 시스템은, 수술영상을 촬영하기 위한 의료영상 촬영장비; 수술 과정 분석 결과를 사용자에게 제공하기 위한 디스플레이부; 및 하나 이상의 프로세서; 및 상기 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 상기 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들이 저장된 하나 이상의 메모리를 포함하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에서 수행되는 연산은, 촬영된 전체 수술영상에서, 수술단계학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하고 각각의 수술단계에 해당하는 시간영역을 분리하는 연산; 상기 인식된 수술단계별로 스위칭 횟수 및 소요시간을 산출하는 연산; 상기 인식된 수술단계별로 출혈이벤트의 발생여부를 판단하는 연산; 및 상기 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈이벤트를 기초로 수술단계별로 수술결과를 분석할 수 있는 사용자인터페이스를 제공하는 연산;을 포함할 수 있다.A surgical process analysis system according to an embodiment of the present invention includes medical imaging equipment for capturing surgical images; A display unit for providing the user with analysis results of the surgical process; and one or more processors; and a control unit including one or more memories storing instructions that cause the one or more processors to perform an operation when executed by the one or more processors, and the operation performed by the control unit is performed on the entire surgical image captured. An operation to recognize individual surgical steps using a step learning model and separate the time domain corresponding to each surgical step; Calculating the number of switching times and time required for each recognized surgical step; An operation to determine whether a bleeding event has occurred for each of the recognized surgical steps; And it may include a calculation that provides a user interface that can analyze the surgical results for each surgical stage based on the number of switching, time required, and bleeding event.

또한, 상기 스위칭 횟수를 산출하는 연산은, 상기 인식된 수술 단계가 이어지지 못하고 단절된 횟수를 카운팅 하는 연산을 포함할 수 있다.Additionally, the operation for calculating the number of switching may include counting the number of times the recognized surgical step is disconnected without being able to continue.

또한, 상기 출혈 이벤트의 발생여부를 판단하는 연산은, 산출된 출혈량을 기초로 수술을 중지할 필요가 있는 출혈인지 여부를 판단하고, 수술을 중지할 필요가 없었던 경우는 제1 출혈이벤트로 인식하고, 수술을 중지할 필요가 있었던 경우는 제2 출혈이벤트로 인식하는 연산을 포함할 수 있다.In addition, the calculation for determining whether the bleeding event has occurred determines whether the bleeding requires stopping the surgery based on the calculated amount of bleeding, and if there is no need to stop the surgery, it is recognized as the first bleeding event. , a case in which it was necessary to stop the surgery may include an operation for recognizing a second bleeding event.

상기 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수술결과 영상에서 각 수술단계에 대응하는 분석결과를 사용자에게 제공함으로써 수술 오류를 판단하는데 도움을 주고, 사용자가 피드백을 통해 수술 프로세스를 최적화할 수 있도록 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by providing the user with analysis results corresponding to each surgical step in the surgery result image, it is possible to help determine surgical errors and allow the user to optimize the surgical process through feedback. there is.

특히, 각 수술 단계별로 특화된 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈 이벤트를 발생여부를 표시한 UI를 사용자 선택적으로 제공하여, 사용자의 수술 숙련도를 높임과 동시에 수술에서 원치 않는 출혈을 발생시키거나 장기를 손상시킬 가능성을 낮출 수 있도록 효율적으로 평가 결과를 제공할 수 있다.In particular, by providing a user-selectable UI that displays the number of switching, time required, and whether or not a bleeding event has occurred, specialized for each surgical stage, it increases the user's surgical proficiency and at the same time prevents the occurrence of unwanted bleeding or damage to organs during surgery. Evaluation results can be provided efficiently to reduce the likelihood.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 일 실시 예에 따른 로봇수술 시스템을 도시한 도면이다.
도 2은 일 실시예에 따른 수술과정 분석방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 수술단계학습모델을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 분할된 수술단계의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 수술단계별 스위칭 횟수 및 소요시간을 나타내는 일 예를 도시한다
도 6은 일 실시예에 따른 수술단계별 출혈 평가 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7 은 일 실시예에 따른 수술단계별 출혈이벤트를 표시하는 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 수술과정 분석 결과를 도시하는 일 예이다.
1 is a diagram illustrating a robotic surgery system according to an embodiment.
Figure 2 is a flowchart for explaining a surgical process analysis method according to an embodiment.
Figure 3 is a flowchart for explaining a surgical step learning model according to an embodiment.
Figure 4 shows an example of divided surgical steps according to one embodiment.
Figure 5 shows an example showing the number of switching times and time required for each surgical stage according to an embodiment.
Figure 6 is a flowchart for explaining a method of evaluating bleeding for each surgical step according to an embodiment.
Figure 7 shows an example of displaying bleeding events for each surgical stage according to an embodiment.
Figure 8 is an example showing the results of analysis of a surgical procedure according to an embodiment.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide a general understanding of the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the skilled person of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the referenced elements. Although “first”, “second”, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

본 명세서에서 "영상"은 이산적인 영상 요소들(예를 들어, 2차원 영상에 있어서의 픽셀들 및 3D 영상에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 영상은 CT 촬영 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 영상 등을 포함할 수 있다. In this specification, “image” may mean multi-dimensional data composed of discrete image elements (eg, pixels in a 2-dimensional image and voxels in a 3D image). For example, the image may include a medical image of an object acquired by a CT imaging device.

본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부 또는 전부일수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In this specification, “object” may be a person or an animal, or a part or all of a person or an animal. For example, the object may include at least one of organs such as the liver, heart, uterus, brain, breast, abdomen, and blood vessels.

본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this specification, a “user” is a medical professional and may be a doctor, nurse, clinical pathologist, medical imaging expert, etc., and may be a technician who repairs a medical device, but is not limited thereto.

본 명세서에서 "의료영상데이터"는 의료영상 촬영장비로 촬영되는 의료영상으로서, 대상체의 신체를 3차원 모델로 구현 가능한 모든 의료영상을 포함한다. "의료영상데이터"는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography;CT)영상, 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI), 양전자 단층촬영(Positron Emission Tomography; PET) 영상 등을 포함할 수 있다.In this specification, “medical image data” refers to medical images captured with medical imaging equipment, and includes all medical images that can be implemented as a three-dimensional model of the subject's body. “Medical imaging data” may include computed tomography (CT) images, magnetic resonance imaging (MRI), and positron emission tomography (PET) images.

본 명세서에서 "가상신체모델"은 의료영상데이터를 기반으로 실제 환자의 신체에 부합하게 생성된 모델을 의미한다. "가상신체모델"은 의료영상데이터를 그대로 3차원으로 모델링하여 생성한 것일 수도 있고, 모델링 후에 실제 수술 시와 같게 보정한 것일 수도 있다.In this specification, “virtual body model” refers to a model created to match the actual patient's body based on medical image data. The “virtual body model” may be created by modeling medical image data as is in 3D, or it may be modeled and then corrected to resemble the actual surgery.

본 명세서에서 "가상수술데이터"는 가상신체모델에 대해 수행되는 리허설 또는 시뮬레이션 행위를 포함하는 데이터를 의미한다. "가상수술데이터"는 가상공간에서 가상신체모델에 대해 리허설 또는 시뮬레이션이 수행된 영상데이터일 수도 있고, 가상신체모델에 대해 수행된 수술동작에 대해 기록된 데이터일 수도 있다. 또한, "가상수술데이터"는 수술학습모델을 학습시키기 위한 학습데이터를 포함할 수도 있다.In this specification, “virtual surgery data” means data including rehearsal or simulation actions performed on a virtual body model. “Virtual surgery data” may be image data that has been rehearsed or simulated for a virtual body model in a virtual space, or may be data recorded about surgical operations performed on a virtual body model. Additionally, “virtual surgery data” may include learning data for training a surgery learning model.

본 명세서에서 "실제수술데이터"는 실제 의료진이 수술을 수행함에 따라 획득되는 데이터를 의미한다. "수술데이터"는 실제 수술과정에서 수술부위를 촬영한 영상데이터일 수도 있고, 실제 수술과정에서 수행된 수술동작에 대해 기록된 데이터일 수도 있다.In this specification, “actual surgical data” refers to data obtained as actual medical staff performs surgery. “Surgical data” may be image data taken of the surgical area during an actual surgical procedure, or may be data recorded about surgical movements performed during an actual surgical procedure.

본 명세서에서 수술단계(phase)는 특정한 수술유형의 전체 수술에서 순차적으로 수행되는 기본단계를 의미한다.In this specification, surgical phase refers to the basic steps performed sequentially in the overall surgery of a specific surgical type.

본 명세서에서 "컴퓨터"는 연산처리를 수행하여 사용자에게 결과를 제공할 수 있는 다양한 장치들이 모두 포함된다. 예를 들어, 컴퓨터는 데스크 탑 PC, 노트북(Note Book) 뿐만 아니라 스마트폰(Smart phone), 태블릿 PC, 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone; Personal Communication Service phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)의 이동 단말기, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA; Personal Digital Assistant) 등도 해당될 수 있다. 또한, 헤드마운트 디스플레이(Head Mounted Display; HMD) 장치가 컴퓨팅 기능을 포함하는 경우, HMD장치가 컴퓨터가 될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 클라이언트로부터 요청을 수신하여 정보처리를 수행하는 서버가 해당될 수 있다. In this specification, “computer” includes all various devices that can perform computational processing and provide results to the user. For example, computers include not only desktop PCs and laptops (Note Books), but also smart phones, tablet PCs, cellular phones, PCS phones (Personal Communication Service phones), and synchronous/asynchronous computers. This may also include IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000) mobile terminals, Palm Personal Computers (Palm PCs), and personal digital assistants (PDAs). Additionally, if a Head Mounted Display (HMD) device includes computing capabilities, the HMD device may be a computer. Additionally, a computer may be a server that receives requests from clients and performs information processing.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 일 실시 예에 따른 로봇수술 시스템을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a robotic surgery system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따라 로봇수술을 수행할 수 있는 시스템을 간략하게 도식화한 도면이 도시되어 있다.Referring to FIG. 1, a schematic diagram of a system capable of performing robotic surgery according to one embodiment is shown.

도 1에 따르면, 로봇수술 시스템은 의료영상 촬영장비(10), 서버(20) 및 수술실에 구비된 제어부(30), 영상촬영부(36), 디스플레이(32) 및 수술로봇(34)을 포함한다. 실시 예에 따라서, 의료영상 촬영장비(10)는 일 실시예에 따른 로봇수술 시스템에서 생략될 수 있다.According to Figure 1, the robotic surgery system includes medical imaging equipment 10, a server 20, a control unit 30 provided in the operating room, an image capturing unit 36, a display 32, and a surgical robot 34. do. Depending on the embodiment, the medical image recording equipment 10 may be omitted from the robotic surgery system according to the embodiment.

일 실시 예에서, 로봇수술은 사용자가 제어부(30)를 이용하여 수술용 로봇(34)을 제어함으로써 수행된다. 일 실시 예에서, 로봇수술은 사용자의 제어 없이 제어부(30)에 의하여 자동으로 수행될 수도 있다.In one embodiment, robotic surgery is performed by a user controlling the surgical robot 34 using the control unit 30. In one embodiment, robotic surgery may be automatically performed by the control unit 30 without user control.

서버(20)는 적어도 하나의 프로세서, 메모리 및 통신부를 포함하는 컴퓨팅 장치이다. The server 20 is a computing device that includes at least one processor, memory, and communication unit.

제어부(30)는 적어도 하나의 프로세서, 메모리 및 통신부를 포함하는 컴퓨팅 장치를 포함한다. 일 실시 예에서, 제어부(30)는 수술용 로봇(34)을 제어하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스를 포함한다.The control unit 30 includes a computing device including at least one processor, memory, and communication unit. In one embodiment, the control unit 30 includes hardware and software interfaces for controlling the surgical robot 34.

영상촬영부(36)는 적어도 하나의 이미지 센서를 포함한다. 즉, 영상촬영부(36)는 적어도 하나의 카메라 장치를 포함하여, 수술부위를 촬영하는 데 이용된다. 일 실시 예에서, 영상촬영부(36)는 수술로봇(34)과 결합되어 이용된다. 예를 들어, 영상촬영부(36)는 수술로봇(34)의 수술 암(Arm)과 결합된 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다.The image capture unit 36 includes at least one image sensor. That is, the image capture unit 36 includes at least one camera device and is used to photograph the surgical site. In one embodiment, the image capture unit 36 is used in combination with the surgical robot 34. For example, the image capture unit 36 may include at least one camera coupled to the surgical arm of the surgical robot 34.

일 실시 예에서, 영상촬영부(36)에서 촬영된 영상은 디스플레이(340)에 표시된다. In one embodiment, the image captured by the image capture unit 36 is displayed on the display 340.

제어부(30)는 서버(20)로부터 수술에 필요한 정보를 수신하거나, 수술에 필요한 정보를 생성하여 사용자에게 제공한다. 예를 들어, 제어부(30)는 생성 또는 수신된, 수술에 필요한 정보를 디스플레이(32)에 표시한다.The control unit 30 receives information necessary for surgery from the server 20, or generates information necessary for surgery and provides it to the user. For example, the control unit 30 displays generated or received information necessary for surgery on the display 32.

예를 들어, 사용자는 디스플레이(32)를 보면서 제어부(30)를 조작하여 수술로봇(34)의 움직임을 제어함으로써 로봇수술을 수행한다.For example, the user performs robotic surgery by controlling the movement of the surgical robot 34 by manipulating the control unit 30 while looking at the display 32.

서버(20)는 의료영상 촬영장비(10)로부터 사전에 촬영된 대상체(환자)의 의료영상데이터를 이용하여 로봇수술에 필요한 정보를 생성하고, 생성된 정보를 제어부(30)에 제공한다. The server 20 generates information necessary for robotic surgery using medical image data of a subject (patient) previously imaged by the medical imaging equipment 10, and provides the generated information to the control unit 30.

제어부(30)는 서버(20)로부터 수신된 정보를 디스플레이(32)에 표시함으로써 사용자에게 제공하거나, 서버(20) 로부터 수신된 정보를 이용하여 수술로봇(34)을 제어한다. The control unit 30 provides information received from the server 20 to the user by displaying it on the display 32, or controls the surgical robot 34 using the information received from the server 20.

일 실시 예에서, 의료영상 촬영장비(10)에서 사용될 수 있는 수단은 제한되지 않으며, 예를 들어 CT, X-Ray, PET, MRI 등 다른 다양한 의료영상 획득수단이 사용될 수 있다. In one embodiment, the means that can be used in the medical imaging equipment 10 are not limited, and for example, various other medical image acquisition means such as CT, X-ray, PET, and MRI can be used.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여 각 단계들이 "컴퓨터"에 의하여 수행되는 것으로 서술하나, 각 단계의 수행주체는 특정 장치에 제한되지 않고, 그 전부 또는 일부가 서버(20) 또는 제어부(30)에서 수행될 수 있다.Below, for convenience of explanation, each step is described as being performed by a “computer,” but the subject performing each step is not limited to a specific device, and all or part of it is performed by the server 20 or the control unit 30. It can be done.

일 실시 예에서, 의료영상 촬영장비(10)에서 촬영된 수술 영상은 다양한 기준으로 분할될 수 있다. 일 예로, 수술 영상은 영상에 포함된 객체의 종류를 기초로 하여 분할될 수 있다. 객체의 종류를 기초로 하는 분할방법은 컴퓨터가 각 객체를 인식하는 단계를 필요로 한다.In one embodiment, surgical images captured by the medical imaging equipment 10 may be divided based on various criteria. As an example, a surgical image may be segmented based on the type of object included in the image. Segmentation methods based on the type of object require a computer to recognize each object.

수술 영상에서 인식되는 객체는 크게 인체, 외부에서 유입된 객체 및 자체적으로 생성된 객체를 포함한다. 인체는 수술에 선행되는 의료영상 촬영(예를 들어, CT)에 의하여 촬영되는 신체부위와 촬영되지 않는 신체부위를 포함한다.Objects recognized in surgical images largely include the human body, objects introduced from the outside, and objects created independently. The human body includes body parts that are imaged by medical imaging (eg, CT) preceding surgery and body parts that are not imaged.

예를 들어, 의료영상 촬영에 의하여 촬영되는 신체부위는 장기, 혈관, 뼈, 힘줄 등을 포함하며, 이러한 신체부위는 의료영상에 기초하여 생성되는 3D 모델링 영상에 기초하여 인식될 수 있다.For example, body parts captured through medical imaging include organs, blood vessels, bones, tendons, etc., and these body parts can be recognized based on 3D modeling images generated based on medical imaging.

구체적으로, 각 신체부위의 위치와 크기, 모양 등이 의료영상에 기초한 3D 분석방법에 의하여 사전에 인지된다. 컴퓨터는 실시간으로 수술영상에 대응하는 신체부위의 위치를 파악할 수 있는 알고리즘을 정의하고, 이에 기초하여 별도의 이미지 인식을 수행하지 않아도 수술영상에 포함되는 각 신체부위의 위치, 크기 및 모양 등에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 의료영상 촬영에 의하여 촬영되지 않는 신체부위는 오멘텀(omentum) 등을 포함하며, 이는 의료영상에 의하여 촬영되지 않으므로 수술 중에 실시간으로 인식하는 것이 필요하다. 예를 들어, 컴퓨터는 이미지 인식방법을 통하여 오멘텀의 위치 및 크기를 판단하고, 오멘텀 내부에 혈관이 있는 경우 혈관의 위치 또한 예측할 수 있다.Specifically, the location, size, and shape of each body part are recognized in advance using a 3D analysis method based on medical images. The computer defines an algorithm that can determine the location of body parts corresponding to the surgical image in real time, and based on this, information on the location, size, and shape of each body part included in the surgical image without performing separate image recognition. can be obtained. Additionally, body parts that are not captured by medical imaging include the omentum, etc. Since these are not captured by medical imaging, they need to be recognized in real time during surgery. For example, the computer can determine the location and size of the omentum through an image recognition method, and if there is a blood vessel inside the omentum, the location of the blood vessel can also be predicted.

외부에서 유입된 객체는, 예를 들어 수술도구, 거즈, 클립 등을 포함한다. 이는 기 설정된 형태적 특징을 가지므로, 컴퓨터가 수술 중에 이미지 분석을 통하여 실시간으로 인식할 수 있다.Objects brought in from outside include, for example, surgical tools, gauze, clips, etc. Because it has preset morphological characteristics, the computer can recognize it in real time through image analysis during surgery.

내부에서 생성되는 객체는, 예를 들어 신체부위에서 발생하는 출혈 등을 포함한다. 이는 컴퓨터가 수술 중에 이미지 분석을 통하여 실시간으로 인식할 수 있다.Objects created internally include, for example, bleeding occurring in body parts. This can be recognized in real time by a computer through image analysis during surgery.

신체부위에 포함된 장기나 오멘텀의 움직임, 그리고 객체가 내부에서 생성되는 원인은 모두 외부에서 유입된 객체의 움직임에 기인한다.The movement of organs or momentum contained in body parts, and the cause of objects being created internally, are all caused by the movement of objects introduced from the outside.

따라서, 수술 영상은 각 객체를 인식하는 것에 더하여, 각 객체의 움직임에 기초하여 여러 수술 단계(phase)로 분할될 수 있다. 일 실시 예에서, 수술 영상은 외부에서 유입된 객체의 움직임, 즉 액션에 기초하여 분할될 수 있다. Therefore, in addition to recognizing each object, the surgical image can be divided into several surgical phases based on the movement of each object. In one embodiment, the surgical image may be divided based on the movement of an object introduced from the outside, that is, the action.

컴퓨터는 수술영상에서 인식된 각 객체의 종류를 판단하고, 각 객체의 종류에 따라 사전에 정의된 특정한 동작, 일련의 동작, 동작에 따라 발생하는 상황이나 결과 등에 기초하여, 각 객체의 움직임, 즉 액션을 인식할 수 있다.The computer determines the type of each object recognized in the surgical image, and determines the movement of each object based on a specific action, series of actions, and situations or results that occur according to the action, etc., predefined according to the type of each object. Actions can be recognized.

컴퓨터는 각 액션의 종류를 인식하고, 나아가 각 액션의 원인 또한 인식할 수 있다. 컴퓨터는 인식되는 액션에 기초하여 수술영상을 분할할 수 있고, 단계적 분할을 통해 각각의 세부수술동작부터 전체 수술의 종류까지 인식할 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터는 컨볼루션신경망네트워크(Convolutional Neural Network) 방식의 기계학습을 수행하는 수술단계학습모델을 기초로 촬영된 수술영상에서 특징정보를 추출하고, 특징정보를 기초로 수술단계별로 영상을 분할하거나 현재 어떤 수술단계에 위치하는지 인식할 수 있다. The computer can recognize the type of each action and further recognize the cause of each action. The computer can segment the surgical image based on the recognized actions, and can recognize each detailed surgical action to the type of overall surgery through step-by-step segmentation. For example, the computer extracts feature information from the captured surgical images based on a surgical step learning model that performs machine learning using a convolutional neural network, and analyzes images for each surgical step based on the feature information. You can segment it or recognize what surgical stage it is currently in.

나아가, 컴퓨터는 액션에 대한 판단으로부터 수술영상에 대응하는, 기 정의된 수술의 종류를 판단할 수 있다. 수술의 종류를 판단하는 경우, 전체 수술 프로세스에 대한 정보를 획득할 수 있다. 동일한 종류의 수술에 대하여 복수 개의 수술 프로세스가 존재하는 경우, 의사의 선택에 따라서, 또는 특정 시점까지 인식된 액션들에 기초하여 하나의 수술 프로세스를 선택할 수 있다. Furthermore, the computer can determine the type of predefined surgery corresponding to the surgery image from the judgment of the action. When determining the type of surgery, information about the entire surgical process can be obtained. When a plurality of surgical processes exist for the same type of surgery, one surgical process may be selected according to the doctor's selection or based on actions recognized up to a specific point in time.

컴퓨터는 획득된 수술 프로세스에 기초하여 수술단계를 인식 및 예측할 수 있다. 예를 들어, 일련의 수술 프로세스 중 특정 단계가 인식되는 경우, 이에 후속되는 단계들을 예측하거나 가능한 단계들의 후보를 추려낼 수 있다. 따라서, 오멘텀 등에 의하여 발생하는 수술영상 인식의 오류 율을 크게 낮출 수 있다. 또한, 수술영상이 예측 가능한 수술단계로부터 소정의 오차범위 이상 크게 벗어나는 경우, 수술오류(surgical error)상황이 발생한 것으로 인식할 수도 있다. 예를 들면, 정해진 수술 프로세스를 벗어나는 수술단계 스위칭이 빈번히 일어난다면 수술 오류 상황이 발생한 것으로 인식할 수 있다. The computer can recognize and predict surgical steps based on the acquired surgical process. For example, when a specific step in a series of surgical processes is recognized, subsequent steps can be predicted or candidates for possible steps can be selected. Therefore, the error rate in surgical image recognition caused by omentum, etc. can be greatly reduced. Additionally, if the surgical image deviates significantly from the predictable surgical steps by more than a predetermined error range, it may be recognized that a surgical error situation has occurred. For example, if surgical step switching that deviates from the designated surgical process occurs frequently, it may be recognized that a surgical error situation has occurred.

또한 컴퓨터는 수술단계에 대한 영상 인식에 기반하여, 각 수술단계에 대응하는 주요혈관들 및 혈액 흐름에 따라 주요혈관에 분기된 혈관들에 대한 네비게이션 정보를 추출하여 사용자에게 제공함으로써 효과적인 수술이 되도록 보조할 수 있다.In addition, based on image recognition of the surgical steps, the computer extracts and provides navigation information to the user about the major blood vessels corresponding to each surgical step and the blood vessels branching off from the major blood vessels according to blood flow, thereby assisting in effective surgery. can do.

또한, 컴퓨터는 수술단계에 대한 영상 인식에 기반하여, 수술오류로 인한 출혈이 발생하였는지 판단할 수 있다.Additionally, the computer can determine whether bleeding occurred due to a surgical error based on image recognition of the surgical stage.

구체적으로, 컴퓨터는 각각의 출혈의 위치, 시간, 규모를 판단을 할 수 있다. 또한, 출혈로 인해 수술이 중단되어야 하는지 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따라 컴퓨터는 오류 상황 및 출혈 상황에 대한 데이터를 수술결과 리포트로 제공하고, 수술과정에서 불필요한 동작이나 실수를 배제하고, 수술 과정을 효율화하는 데 이용될 수 있다.Specifically, the computer can determine the location, time, and scale of each bleeding. Additionally, it is possible to determine whether the surgery should be stopped due to bleeding. Therefore, according to one embodiment, the computer can be used to provide data on error situations and bleeding situations as a surgical result report, exclude unnecessary movements or mistakes during the surgical process, and streamline the surgical process.

일 실시예에 다라 수술 후 수술과정 분석방법을 제공하기 위해, 컴퓨터에서 수행되는 연산은, 촬영된 수술영상에서, 수술단계학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하는 연산; 상기 인식된 수술단계별로 스위칭 횟수 및 소요시간을 산출하는 연산; 상기 인식된 수술단계별로 출혈이벤트의 발생여부를 판단하는 연산; 및 상기 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈이벤트를 기초로 수술단계별로 수술결과를 분석할 수 있는 사용자인터페이스를 제공하는 연산을 포함할 수 있다.According to one embodiment, in order to provide a method for analyzing a surgical process after surgery, calculations performed on a computer include an operation for recognizing individual surgical steps using a surgical step learning model in a captured surgical image; Calculating the number of switching times and time required for each recognized surgical step; An operation to determine whether a bleeding event has occurred for each of the recognized surgical steps; And it may include an operation that provides a user interface that can analyze the surgical results for each surgical stage based on the number of switching, time required, and bleeding event.

또한, 스위칭 횟수를 산출하는 연산은, 상기 인식된 수술 단계가 이어지지 못하고 단절된 횟수를 카운팅 하는 연산을 포함할 수 있다.Additionally, the operation for calculating the number of switching may include counting the number of times the recognized surgical step is disconnected without being able to continue.

또한, 출혈 이벤트의 발생여부를 판단하는 연산은, 산출된 출혈량을 기초로 수술을 중지할 필요가 있는 출혈인지 여부를 판단하고, 수술을 중지할 필요가 없었던 경우는 제1 출혈이벤트로 인식하고, 수술을 중지할 필요가 있었던 경우는 제2 출혈이벤트로 인식하는 연산을 포함할 수 있다.In addition, the calculation for determining whether a bleeding event has occurred determines whether it is bleeding that requires stopping the surgery based on the calculated amount of bleeding, and if there is no need to stop the surgery, it is recognized as the first bleeding event, A case in which it is necessary to stop the surgery may include an operation for recognizing a second bleeding event.

이하에서는 도면을 참조하여 수술 후 수술과정 분석 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Below, the method of analyzing the postoperative surgical process will be described in more detail with reference to the drawings.

도 2은 일 실시예에 따른 수술 후 수술과정 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining a method of analyzing a surgical process after surgery according to an embodiment.

도 2에 도시된 각 단계들은 도 1에 도시된 서버(20) 또는 제어부(30)에서 시계열적으로 수행된다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 각 단계들이 "컴퓨터"에 의하여 수행되는 것으로 서술하나, 각 단계의 수행주체는 특정 장치에 제한되지 않고, 그 전부 또는 일부가 서버(20) 또는 제어부(30)에서 수행될 수 있다. Each step shown in FIG. 2 is performed in time series by the server 20 or the control unit 30 shown in FIG. 1. Below, for convenience of explanation, each step is described as being performed by a “computer,” but the subject performing each step is not limited to a specific device, and all or part of it is performed by the server 20 or the control unit 30. It can be done.

단계 S200에서, 일 실시예에 따른 컴퓨터는, 촬영된 전체 수술영상에서, 수술단계학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하고 각각의 수술단계에 해당하는 시간영역을 분리한다.In step S200, the computer according to one embodiment recognizes individual surgical steps using a surgical step learning model from all captured surgical images and separates time regions corresponding to each surgical step.

예를 들면, 수술데이터를 이용하여 상기 대상체의 수술에 필요한 적어도 하나 이상의 단계를 레이블로 정의하고, 정의된 레이블 별로 학습영상을 입력하여 CNN(Convolutional neural network)을 이용한 딥러닝 기반의 학습을 수행하고, 학습된 수술단계학습모델에서 수술영상에서 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보를 기초로 수술단계를 인식할 수 있다.For example, using surgical data, at least one step required for surgery on the subject is defined as a label, and training images are input for each defined label to perform deep learning-based learning using a CNN (Convolutional neural network). , Feature information can be extracted from the surgical image from the learned surgical step learning model, and the surgical step can be recognized based on the extracted feature information.

예를 들면, 도 3은 일 실시예에 따른 수술단계학습모델을 설명하기 위한 순서도이다.For example, Figure 3 is a flowchart for explaining a surgical step learning model according to one embodiment.

도 3을 참조하면, 단계 S300에서 컴퓨터는 수술 종류를 선정한다. 수술 종류는 입력된 영상에서 객체 또는 대상체를 인식하여 자동으로 선정될 수도 있으며 사용자가 직접 입력할 수도 있다.Referring to Figure 3, in step S300, the computer selects the type of surgery. The type of surgery may be selected automatically by recognizing an object or object in the input image, or may be entered directly by the user.

다음으로 단계 S310에서 컴퓨터는 수술데이터를 이용하여 수술을 단계별 레이블로 정의한다.Next, in step S310, the computer uses the surgery data to define the surgery with step-by-step labels.

각각의 수술 단계(phase)는 카메라의 움직임, 롯봇암 등의 장비 들의 움직임 및 장기들을 영상들의 인식함으로써 자동으로 분할될 수도 있으며, 사용자가 정형화된 수술 프로세스에 맞는 영상을 학습영상으로 분류하여 미리 학습시킬 수도 있다. Each surgical phase can be automatically divided by recognizing images of camera movements, movements of equipment such as robot arms, and organs, and the user can classify images that fit the standardized surgical process into learning images and learn them in advance. You can also do it.

예를 들면, 도 4를 참조하면, 위암을 수술하는 경우, 도 4의 표(400)에 도시된 것과 같이 수술단계를 약 21개로 정의할 수 있다.For example, referring to Figure 4, when performing surgery on stomach cancer, approximately 21 surgical steps can be defined as shown in the table 400 of Figure 4.

다음으로 단계 S320에서 컴퓨터는 정의된 레이블에 해당하는 학습영상을 선정한다. 학습영상은 컴퓨터가 입력된 수술영상을 자동으로 분할하여 선정할 수도 있으며, 사용자가 미리 실제의 수술데이터를 기반으로 학습영상을 선정하여 입력할 수도 있다. Next, in step S320, the computer selects a learning image corresponding to the defined label. Learning images can be selected by automatically dividing the surgical images input by the computer, or the user can select and input learning images based on actual surgery data in advance.

다음으로 단계 S330에서 컴퓨터는 선정된 학습영상들을 기초로 컨볼루션 신경망 네트워크를 이용한 기계학습을 수행할 수 있다. 예를 들면, 이렇게 정의된 수술단계 각각의 수술 영상의 프레임을 Low-Fast-Net 모델을 이용하여 학습한 경우 정확도 높은 수술단계학습모델을 훈련시킬 수 있다.Next, in step S330, the computer can perform machine learning using a convolutional neural network based on the selected training images. For example, if the frames of surgical images for each surgical stage defined in this way are learned using the Low-Fast-Net model, a highly accurate surgical stage learning model can be trained.

이와 같이, 훈련된 수술단계학습모델은 수술 후에 분석될 수술영상에서 수술단계를 보다 정확하게 인식하는데 활용될 수 있다.In this way, the trained surgical step learning model can be used to more accurately recognize surgical steps in surgical images to be analyzed after surgery.

예를 들면, 촬영된 전체 수술영상에서, 수술단계학습모델을 이용하여 개별 수술단계를 인식하고 각각의 수술단계에 해당하는 시간영역을 분리하는 방법으로 촬영된 전체 영상에서 각각의 수술단계를 분할 수 있다.For example, each surgical step can be segmented from the entire captured surgical image by recognizing individual surgical steps using a surgical step learning model and separating the time domain corresponding to each surgical step. there is.

다시 도2의 단계 S210에서, 일 실시예에 따른 컴퓨터는 인식된 수술단계별로 스위칭 횟수 및 소요시간을 산출한다.Again in step S210 of Figure 2, the computer according to one embodiment calculates the number of switching and the time required for each recognized surgical step.

예를 들면, 위암 수술을 하기 위해 21단계의 수술단계가 정의된 경우 각 단계는 수선대로 진행되는 것이 가장 이상적이다. 그런데, 이러한 수술단계가 이어지지 못하고 단절되는 것은 수술 중에 실수나 오류가 발생한 것으로 추측할 수 있다. 따라서, 정해진 수술 프로세스를 벗어나는 수술단계 스위칭이 빈번히 일어나거나 특정 수술 단계가 상대적으로 긴 소요시간을 갖는다면 수술 오류 상황이 발생한 것으로 인식할 수 있다.For example, if 21 surgical steps are defined for stomach cancer surgery, it is ideal for each step to proceed sequentially. However, it can be assumed that the reason these surgical steps are not connected and disconnected is because a mistake or error occurred during the surgery. Therefore, if surgical step switching that deviates from the designated surgical process occurs frequently or if a specific surgical step takes a relatively long time, it can be recognized that a surgical error situation has occurred.

예를 들면, 도 5는 일 실시예에 따른 수술단계별 스위칭 횟수 및 소요시간을 워크플로우(500)로 나타내는 일 예를 도시한다.For example, Figure 5 shows an example of the number of switching times and time required for each surgical step according to an embodiment of the workflow 500.

도 5를 참조하면, 수술단계 5(예컨대, 위암 수술에서 partial omentectomy를 진행해야 하는 단계)에서 단계가 연속되지 못하고 다른 단계로 넘어가기 위해 최소 6번의 스위칭이 발생한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that in surgical stage 5 (for example, a stage in which partial omentectomy is required in gastric cancer surgery), the stages are not continuous and at least six switching times occur to proceed to another stage.

위암수술에서 수술단계 5의 경우 일반적으로 harmonic이라는 커팅기계가 사용되는 단계인데 순간적으로 커팅기계가 화면에서 인식되지 않는다거나 화면이 다른 장비로 이동한다는 등의 이벤트가 발생하였기 때문에 스위칭이 발생한 것으로 추측할 수 있다. 따라서 수술단계 5에서 출혈 등의 수술 오류가 발생하였음을 예측할 수 있으며, 컴퓨터는 이를 수술과정 분석 결과에 포함시켜 사용자에게 제공할 수 있다.In the case of surgical stage 5 in gastric cancer surgery, a cutting machine called harmonic is generally used, but it can be assumed that switching occurred because an event such as the cutting machine being momentarily not recognized on the screen or the screen moving to another equipment occurred. You can. Therefore, it can be predicted that a surgical error such as bleeding occurred in surgical step 5, and the computer can include this in the surgical process analysis results and provide them to the user.

다시 도2를 참조하면, 단계 S220에서, 일 실시예에 따른 컴퓨터는 인식된 수술 단계별로 출혈이벤트 발생 여부를 판단한다.Referring again to FIG. 2, in step S220, the computer according to one embodiment determines whether a bleeding event has occurred for each recognized surgical step.

일 실시예에 따라 컴퓨터는 각각의 출혈의 위치, 시간, 규모를 판단을 할 수 있다. 또한, 출혈로 인해 수술에 간섭이 있었는지 여부를 판단할 수 있다. According to one embodiment, the computer can determine the location, time, and scale of each bleeding. Additionally, it is possible to determine whether there was interference with the surgery due to bleeding.

예를 들면, 도 6은 일 실시예에 따른 수술단계별 출혈 평가 방법을 설명하기 위한 순서도이다.For example, Figure 6 is a flowchart for explaining a method of evaluating bleeding for each surgical step according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 컴퓨터는 딥러닝 기반의 학습을 기초로 단계 S100에서 촬영된 전체 수술영상에서 프레임 단위로 내 출혈 영역이 존재하는지 여부를 인식할 수 있다(S600).Referring to FIG. 6, the computer can recognize whether an internal bleeding area exists on a frame-by-frame basis in the entire surgical image captured in step S100 based on deep learning-based learning (S600).

일 실시예로, 컴퓨터는 단계 S600에서 획득된 전체수술영상의 각프레임이 출혈 영역을 포함하고 있는 출혈영상인지 여부를 인식(즉, 수술영상 내 출혈 영역이 존재하는지 여부를 인식)하기 위해서 미리 학습된 학습 모델을 이용할 수 있다.In one embodiment, the computer learns in advance to recognize whether each frame of the entire surgical image acquired in step S600 is a bleeding image containing a bleeding area (that is, to recognize whether a bleeding area exists in the surgical image). A learning model can be used.

이때, 미리 학습된 학습 모델을 이용함에 있어서, 컴퓨터는 먼저 수술영상 데이터셋을 기초로 딥러닝을 이용하여 수술영상 내 출혈 영역의 유무를 인식하는 학습을 수행할 수 있다. 수술영상 데이터셋은 수술영상에 대해 다양한 학습 방법을 통해 레이블링을 수행한 학습 데이터셋일 수 있다. 예를 들어, 수술영상 데이터셋은 지도학습, 비지도학습, 강화학습 등의 기계학습 방법을 사용하여 학습된 데이터일 수 있다. 따라서, 컴퓨터는 학습 데이터로서 수술영상 데이터셋을 획득하고, 이를 이용하여 수술영상에서 출혈이 발생한 부분(즉, 출혈 영역)의 유무를 인식하는 학습을 수행하여 학습 모델(예컨대, 출혈유무 인식모델)을 미리 구축하여 둘 수 있다. 이때, 컴퓨터는 수술영상 데이터셋을 기초로 학습된 학습 모델을 미리 구축하여 저장하여 둘 수도 있고, 또는 다른 장치에서 구축된 학습 모델을 이용할 수도 있다.At this time, when using a pre-trained learning model, the computer can first perform learning to recognize the presence or absence of a bleeding area in the surgical image using deep learning based on the surgical image dataset. The surgical image dataset may be a learning dataset in which labeling of surgical images is performed using various learning methods. For example, a surgical image dataset may be data learned using machine learning methods such as supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning. Therefore, the computer acquires a surgical image dataset as learning data, and uses this to perform learning to recognize the presence or absence of a bleeding part (i.e., bleeding area) in the surgical image to create a learning model (e.g., a bleeding presence or absence recognition model). can be built in advance. At this time, the computer may build and store a learning model learned based on the surgical image dataset in advance, or may use a learning model built in another device.

이후, 컴퓨터는 새로운 수술영상(즉, 단계 S600에서의 수술영상)을 획득하면, 수술영상 데이터셋을 기초로 학습된 학습 모델(예컨대, 출혈유무 인식모델)을 이용하여 새로운 수술영상 내 출혈 영역이 존재하는지 여부를 인식할 수 있다. 즉, 컴퓨터는 딥러닝 기반의 미리 구축된 학습 모델(예컨대, 출혈유무 인식모델)을 통해 새로 획득된 수술영상이 출혈 영역을 포함하고 있는 출혈영상인지 비출혈영상인지 여부를 신속하고 효과적으로 판단할 수 있다.Afterwards, when the computer acquires a new surgical image (i.e., the surgical image in step S600), the bleeding area in the new surgical image is identified using a learning model (e.g., bleeding presence/absence recognition model) learned based on the surgical image dataset. You can recognize whether it exists or not. In other words, the computer can quickly and effectively determine whether a newly acquired surgical image is a bleeding image containing a bleeding area or a non-bleeding image through a deep learning-based pre-built learning model (e.g., bleeding presence/absence recognition model). there is.

컴퓨터는 단계 S610의 수술영상 인식 결과(즉, 수술영상이 출혈영상인지 비 출혈영상인지 인식 결과)를 기반으로, 수술영상으로부터 출혈 영역의 위치를 추정할 수 있다(S620).The computer can estimate the location of the bleeding area from the surgical image based on the surgical image recognition result of step S610 (that is, the recognition result of whether the surgical image is a bleeding image or a non-bleeding image) (S620).

일 실시 예로, 컴퓨터는 딥러닝 기반의 학습을 기초로 수술영상 내 출혈 영역이 존재하는 출혈영상인 것으로 인식한 경우, 수술영상 내 출혈 영역을 특정하고, 특정된 출혈 영역의 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 딥러닝 기반의 학습을 통해 수술영상으로부터 특징(feature) 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보를 기초로 수술영상 내 출혈 영역을 인식하여 특정할 수 있다. 이때, 특징 정보는 출혈의 특징을 나타내는 정보로, 출혈을 특정할 수 있는 색상, 형태, 질감 등의 텍스처(texture) 정보를 이용할 수 있다. In one embodiment, when the computer recognizes that the bleeding image has a bleeding area within the surgical image based on deep learning-based learning, it can specify the bleeding area within the surgical image and estimate the location of the specified bleeding area. . For example, a computer can extract feature information from a surgical image through deep learning-based learning, and recognize and specify the bleeding area within the surgical image based on the extracted feature information. At this time, the feature information is information representing the characteristics of the bleeding, and texture information such as color, shape, and texture that can specify the bleeding can be used.

컴퓨터는 단계 S620에서 추정된 출혈 영역의 위치를 기초로, 출혈 영역에서의 출혈량을 산출할 수 있다(S630).The computer may calculate the amount of bleeding in the bleeding area based on the location of the bleeding area estimated in step S620 (S630).

일 실시 예로, 컴퓨터는 수술영상 내 출혈 영역의 픽셀 정보를 이용하여 출혈량을 산출할 수 있다. 또는, 수술영상이 스테레오스코픽 영상인 경우, 컴퓨터는 수술영상의 깊이맵(depth map)을 기초로 수술영상 내 출혈 영역의 깊이 정보를 획득하고, 이를 기초로 출혈 영역에 대응하는 부피를 추정하여 출혈량을 산출할 수 있다. 또는, 수술영상 내 거즈가 포함된 경우, 컴퓨터는 거즈 정보를 이용하여 출혈 영역에서의 출혈량을 산출할 수 있다. In one embodiment, the computer can calculate the amount of bleeding using pixel information of the bleeding area in the surgical image. Alternatively, if the surgical image is a stereoscopic image, the computer obtains depth information of the bleeding area in the surgical image based on the depth map of the surgical image, and based on this, estimates the volume corresponding to the bleeding area to determine the amount of bleeding. can be calculated. Alternatively, if gauze is included in the surgical image, the computer can calculate the amount of bleeding in the bleeding area using gauze information.

또한, 컴퓨터는 수술영상 내 출혈 영역의 위치 및 산출된 출혈량을 기초로 수술에 간섭(intervention)이 있는 출혈인지 여부를 판단하고, 수술에 간섭이 없었던 경우는 제1 출혈이벤트로 인식하고, 수술에 간섭이 있었던 경우는 제2 출혈이벤트로 인식할 수 있다. 예를 들면, 제1 출혈이벤트는 긁힘 등과 같이 수술에 영향이 없는 출혈을 의미하고, 제2 출혈이벤트는 동맥에 손상이 가는 등의 수술을 중지해야 하는 출혈을 의미할 수 있다. 또한, 컴퓨터는 피가 고여있는 조직 (bleeding collected)이 인식되거나 피가 묻어있는 조직 (bleeding stained tissue)이 발견되는 경우를 제2 출혈 이벤트로 인식할 수 있다. 또는 피가 고여 있는 조직이 인식된 경우를 제3 출혈 이벤트로 정의하고 피가 묻어 있는 조직이 인식된 경우를 제4 출혈 이벤트로 정의할 수도 있을 것이다.In addition, the computer determines whether there is bleeding that interferes with the surgery based on the location of the bleeding area in the surgical image and the calculated amount of bleeding. If there is no intervention in the surgery, it recognizes it as the first bleeding event and continues the surgery. If there is interference, it can be recognized as a second bleeding event. For example, the first bleeding event may refer to bleeding that does not affect the surgery, such as a scratch, and the second bleeding event may refer to bleeding that requires stopping the surgery, such as damage to an artery. Additionally, the computer may recognize a case in which bleeding collected tissue or bleeding stained tissue is discovered as a second bleeding event. Alternatively, the case where blood-stained tissue is recognized may be defined as a third bleeding event, and the case where blood-stained tissue is recognized may be defined as the fourth bleeding event.

상술한 바에 따라, 수술영상은 수술단계 인식모델에 입력됨에 따라 수술단계별로 분할이 되고, 수술영상을 출혈인식모델에 입력함에 따라 수술영상 내에 제1 출혈이벤트와 제 2출혈이벤트가 존재하는 프레임과 프레임 내의 영역을 추출하게 된다. 그런 후에 수술단계 분할 결과를 기반으로 스위칭 횟수와 소요시간을 산출하고, 각 수술단계 분할결과와 출혈인식결과를 연결하여, 각 수술단계 내의 출혈 이벤트 발생 횟수에 대해 산출이 이루어 진다.As described above, the surgical image is divided into surgical stages as it is input into the surgical stage recognition model, and as the surgical image is input into the bleeding recognition model, frames in which the first and second bleeding events exist in the surgical image are divided into The area within the frame is extracted. Then, the number of switching and the time required are calculated based on the surgical stage segmentation results, and the number of bleeding events within each surgical stage is calculated by linking the segmentation results of each surgical stage and the bleeding recognition results.

즉, 상술한 수술단계인식과 출혈인식이 병렬적으로 이루어 질 수 있다.In other words, the above-described surgical stage recognition and bleeding recognition can be performed in parallel.

한편, 상기 제1 출혈이벤트 또는 제2 출현이벤트 인지 여부는, 출혈이 발생한 시점에서의 상기 스위칭 횟수 및 상기 수술단계의 소요시간을 기초로도 판단할 수 있다.Meanwhile, whether it is the first bleeding event or the second appearance event can be determined based on the number of switches at the time bleeding occurs and the time required for the surgical step.

도 7 은 일 실시예에 따른 수술단계별 출혈이벤트를 표시하는 일 예를 도시한다.Figure 7 shows an example of displaying bleeding events for each surgical stage according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 출혈이 발생하지 않은 단계(701), 제1 출혈이벤트가 발생한 단계(703) 및 제2 출혈 이벤트(702)가 발생한 단계가 시인 성 높은 형태로 도식화되어 표시 수 있다. 물론 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며 선형 그래프, 막대 그래프 또는 원형 그래프 등 다양한 형태로 수술단계별 출혈이벤트 발생 여부 및 지속 시간이 도시될 수 있다. Referring to FIG. 7, the step 701 in which bleeding does not occur, the step 703 in which the first bleeding event occurs, and the step in which the second bleeding event 702 occurs can be schematized and displayed in a highly visible form. Of course, it is not necessarily limited to this configuration, and the occurrence and duration of bleeding events for each surgical stage can be shown in various forms such as a linear graph, bar graph, or circular graph.

예를 들면, 도 7에서는 수술단계 5 및 수술단계 15에서 제2 출혈이벤트가 가장 길게 발생한 것을 판단할 수 있다.For example, in Figure 7, it can be determined that the second bleeding event occurred the longest in surgical stage 5 and surgical stage 15.

다시 도2를 참조하면, 단계 S230에서, 일 실시예에 따른 컴퓨터는 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈이벤트를 기초로 수술단계별로 수술결과를 분석할 수 있는 사용자인터페이스를 제공한다.Referring again to Figure 2, in step S230, the computer according to one embodiment provides a user interface that can analyze the surgical results for each surgical step based on the number of switching, time required, and bleeding event.

따라서, 사용자는 수술 단계별로 오류 상황 및 출혈 상황에 대한 데이터를 수술결과 리포트로 제공받고, 수술과정에서 불필요한 동작이나 실수를 배제하고, 수술 과정을 효율화하는 데 이용할 수 있다.Therefore, the user can receive data on error situations and bleeding situations at each stage of surgery as a surgical result report and use it to exclude unnecessary movements or mistakes during the surgical process and streamline the surgical process.

도 8은 일 실시예에 따른 수술과정 분석 결과를 도시하는 일 예이다.Figure 8 is an example showing the results of analysis of a surgical procedure according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스(800)는 동영상 재생영역(801), 전체 수술과정에 대한 요약을 표시하는 영역(802), 동영상이 재생되면 해당 부분에 대한 분석 데이터를 노출하는 영역(803) 및 동영상 관련 부가기능을 제공하는 영역(804)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the user interface 800 according to one embodiment includes a video playback area 801, an area 802 that displays a summary of the entire surgical procedure, and when the video is played, analysis data for the corresponding part is exposed. It may include an area 803 that provides video-related additional functions and an area 804 that provides video-related additional functions.

우선, 동영상 재생영역(801)에는 선택된 수술단계에 대한 영상이 0.5~7배속으로 재생될 수 있다. 또한 수술 기구 및 출혈 지점을 인식하여 제1 출혈이벤트 또는 제2 출혈이벤트가 발생한 것인지를 표시해 줄 수 있다.First, in the video playback area 801, the video for the selected surgical step can be played at 0.5 to 7 times the speed. Additionally, the surgical instrument and bleeding point can be recognized to indicate whether a first bleeding event or a second bleeding event has occurred.

전체 수술과정에 대한 요약을 표시하는 영역(802)에서는 전체 수술시간에서 각 수술단계에 대한 부분을 소정 색상으로 표시할 수 있다. 예를 들면 사용자가 특정 수술단계를 선택하면, 해당 단계에서의 수술과정만을 살펴볼 수 있다.In the area 802 that displays a summary of the entire surgical process, the portion for each surgical step in the total surgical time can be displayed in a predetermined color. For example, if a user selects a specific surgical step, only the surgical process at that step can be viewed.

또한 전체 수술 시간에서 출혈 지점이 표시될 수 있으며, 사용자 선택에 의해 해당 부분의 동영상이 재생되도록 할 수 있다.Additionally, bleeding points can be displayed throughout the entire surgical time, and a video of that portion can be played based on the user's selection.

동영상이 재생되면 해당 부분에 대한 분석 데이터를 노출하는 영역(803)에서는 사용자에게 스위칭 횟수, 소요시간 및 출혈이벤트와 관련된 그래프 및 각각의 분석 결과가 도시될 수 있다.When a video is played, in an area 803 that exposes analysis data for the corresponding part, graphs and respective analysis results related to the number of switching, time required, and bleeding events may be shown to the user.

동영상 관련 부가기능을 제공하는 영역(804)에서는 사용자가 원하는 부분만 저장하는 비디오 클립 기능이 제공될 수 있다.In the area 804 that provides video-related additional functions, a video clip function that saves only the portion desired by the user may be provided.

추가로, 본 발명의 일 실시예에 따라 수술과정 분석 결과는 리포트 형태로 사용자에게 제공할 수 있다.Additionally, according to one embodiment of the present invention, the surgical process analysis results can be provided to the user in the form of a report.

예를 들면, 도 5와 도7에 도시된 차트와 같이 사용자가 사용자 인터페이스(800)를 통해 확인 가능한 분석 결과를 자동으로 분석하여 리포트 형태로 제공할 수 있다.For example, as shown in the charts shown in FIGS. 5 and 7, analysis results that the user can check through the user interface 800 can be automatically analyzed and provided in the form of a report.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of the method or algorithm described in connection with embodiments of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or a combination thereof. The software module may be RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), Flash Memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside on any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

10: 의료영상 촬영장비
20: 서버
30: 제어부
32: 디스플레이
34: 수술용 로봇
36: 영상촬영부
10: Medical imaging equipment
20: Server
30: control unit
32: display
34: Surgical robot
36: Video recording department

Claims (10)

화면을 통해 수술 관련 정보를 제공하는 장치로서,
디스플레이; 및
제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
촬영된 전체 수술 영상 내 객체의 액션에 기초하여 개별 수술 단계를 인식하고, 수술의 종류를 판단하며 전체 수술 프로세스에 대한 정보를 획득하고,
상기 인식된 수술 단계 별로 수술 관련 정보를 산출하며,
상기 수술 관련 정보를 기반으로 상기 수술 단계 별로 수술 결과를 분석할 수 있는 UI(User Interface)를 상기 디스플레이 상에 출력하되,
상기 UI는,
복수의 영역으로 분할되어 상기 수술 관련 정보를 제공하는, 장치.
A device that provides surgery-related information through a screen,
display; and
Includes a control unit,
The control unit,
Based on the actions of objects in the entire surgical video captured, individual surgical steps are recognized, the type of surgery is determined, and information about the entire surgical process is obtained.
Calculates surgery-related information for each recognized surgical stage,
A UI (User Interface) that can analyze the surgical results for each surgical step based on the surgery-related information is output on the display,
The UI is,
A device that is divided into a plurality of areas and provides information related to the surgery.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
선택된 수술단계에 대한 영상이 재생되는 제1 영역, 전체 수술과정에 대한 요약을 표시하는 제2 영역 및 상기 제1 영역에서 재생되는 영역의 해당 부분의 분석 데이터를 표시하는 제3 영역 중 적어도 하나를 상기 디스플레이를 통해 출력하도록 구성되는, 장치.
According to paragraph 1,
The control unit,
At least one of a first area where the image for the selected surgical step is played, a second area that displays a summary of the entire surgical procedure, and a third area that displays analysis data of the corresponding portion of the area played in the first area. A device configured to output through the display.
제2항에 있어서,
상기 수술 관련 정보는, 상기 수술 단계 별 스위칭 횟수, 소요 시간 및 출혈 이벤트 발생 여부 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는, 장치.
According to paragraph 2,
The surgery-related information includes information on at least one of the number of switching times for each surgical step, the time required, and whether a bleeding event occurs.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
정해진 수술 프로세스를 벗어나는 스위칭이 소정 횟수 이상인 경우, 수술 오류 상황으로 인식하고,
각 수술단계에 대응하는 혈관에 대한 네비게이션 정보를 추출하여 제공하는, 장치.
According to paragraph 3,
The control unit,
If there are more than a predetermined number of switching operations that deviate from the established surgical process, it is recognized as a surgical error situation,
A device that extracts and provides navigation information about blood vessels corresponding to each surgical step.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수술 관련 정보에 상기 스위칭 횟수에 대한 정보가 포함되는 경우, 상기 스위칭 횟수를 산출 시에, 상기 인식된 수술 단계가 이어지지 못하고 단절된 횟수를 카운팅하여 산출하는, 장치.
According to clause 4,
The control unit,
When the surgery-related information includes information about the number of switching, the device calculates the number of switching by counting the number of times the recognized surgical step is not continued and is disconnected.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
수술단계학습모델을 이용하여 상기 전체 수술 영상으로부터 상기 개별 수술 단계를 인식하되,
상기 수술단계학습모델은, 수술데이터를 이용하여 대상체의 수술에 필요한 적어도 하나의 단계를 레이블로 정의하고, 상기 정의된 레이블 별로 학습영상을 입력하여 기계학습된 것인, 장치.
According to clause 5,
The control unit,
Recognize the individual surgical steps from the entire surgical image using a surgical step learning model,
The surgical step learning model is a device that uses surgical data to define at least one step required for surgery on an object as a label, and is machine-learned by inputting learning images for each defined label.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수술단계학습모델을 이용하여 상기 대상체의 수술에 필요한 적어도 하나의 단계를 인식 시에, CNN(Convolutional neural network)을 이용한 딥러닝 기반의 학습에 기초하여 수술 영상에서 특징 정보를 추출하고, 상기 추출된 특징 정보를 기초로 상기 적어도 하나의 단계를 인식하는, 장치.
According to clause 6,
The control unit,
When recognizing at least one step required for surgery of the object using the surgical step learning model, feature information is extracted from the surgical image based on deep learning-based learning using CNN (Convolutional neural network), and the extraction An apparatus for recognizing the at least one step based on characteristic information.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인식된 개별 수술 단계 각각에 해당하는 시간 영역을 분리하고,
상기 출혈 이벤트의 발생 여부를 판단 시에, 딥러닝 기반의 학습을 기초로 상기 촬영된 전체 수술영상에서 프레임 단위로 출혈 이벤트 발생 여부를 판단하며,
상기 분리된 시간 영역을 이용하여 상기 출혈 이벤트 발생 여부를 상기 수술단계의 인식 결과에 연결하는, 장치.
In clause 7,
The control unit,
Separate time regions corresponding to each of the recognized individual surgical steps,
When determining whether the bleeding event has occurred, determine whether the bleeding event has occurred on a frame-by-frame basis in the entire surgical video captured based on deep learning-based learning,
A device that connects whether the bleeding event occurs to the recognition result of the surgical step using the separated time domain.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수술 관련 정보에 상기 출혈 이벤트의 발생 여부에 대한 정보가 포함되는 경우, 상기 출혈 이벤트의 발생 여부를 판단 시에, 산출된 출혈량을 기초로 수술에 간섭이 있는 출혈인지 여부를 판단하고,
수술에 간섭이 없었던 경우는 제1 출혈 이벤트로 인식하며,
수술에 간섭이 있었던 경우는 제2 출혈이벤트로 인식하는, 장치.
According to clause 8,
The control unit,
When the surgery-related information includes information about whether the bleeding event has occurred, when determining whether the bleeding event has occurred, determine whether the bleeding interferes with the surgery based on the calculated bleeding amount,
Cases in which there was no interference with the surgery are recognized as the first bleeding event.
A device that recognizes a second bleeding event when there is interference with the surgery.
장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
촬영된 전체 수술 영상 내 객체의 액션에 기초하여 개별 수술 단계를 인식하고, 수술의 종류를 판단하며 전체 수술 프로세스에 대한 정보를 획득하는 단계;
상기 인식된 수술 단계 별로 수술 관련 정보를 산출하는 단계; 및
상기 수술 관련 정보를 기반으로 상기 수술 단계 별로 수술 결과를 분석할 수 있는 UI(User Interface)를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 UI는,
복수의 영역으로 분할되어 수술 관련 정보를 제공하는, 방법.


In a method performed by a device,
Recognizing individual surgical steps based on the actions of objects in the entire surgical image captured, determining the type of surgery, and obtaining information about the entire surgical process;
Calculating surgery-related information for each recognized surgical step; and
Comprising the step of providing a UI (User Interface) that can analyze the surgical results for each surgical step based on the surgery-related information,
The UI is,
A method of providing surgery-related information by being divided into a plurality of areas.


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