CN112842245B - 一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法，包括：通过腔镜机器人获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血；对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级。为了能够使系统能够自动识别并判断组织摩擦损伤的程度，本发明的检测方法能够在手术过程中辅助医生进行损伤区域摩擦损伤程度的识别和判断，从而对病人损伤部位进行更准确、及时的表面撕裂、表面出血和充血等表面微观摩擦损伤判断，确保手术过程的顺利进行、确保病人的损伤部位没有较为严重的病理性变化和表面微观损伤。

Description

一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法和系统

技术领域

本发明涉及微创机器人手术技术领域，更具体的涉及一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法和系统。

背景技术

微创机器人手术具有伤口小、效率高等优点。但是，在腔镜镜端手术夹钳牵引小肠组织时，由于小肠的粘滑特性，夹持力较小，易造成夹钳从组织表面滑脱，而夹持力增大，会造成摩擦损伤。为了能够避免因夹持力过大而造成的摩擦损伤，建立摩擦损伤的在线检测系统至关重要。

现在的腔镜机器人手术尚缺乏感知组织摩擦损伤的能力，仅能通过医生对反馈图像的观察和判断，来机械的完成医生设定的指令。

发明内容

本发明实施例提供一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法和系统，用以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明实施例提供一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法，包括：

通过腔镜机器人获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；

对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血；

对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级；所述损伤等级评分系统，包括：

评分总分＝M₁×ω₁+M₂×ω₂

其中，M₁为表面撕裂标准化数据，M₂为表面出血和充血标准化数据，权值ω₁、ω₂均为50％；且M₁＝(S₁-表面撕裂长度最小值)/(表面撕裂长度最大值-表面撕裂长度最小值)，M₂＝(S₂-表面出血和充血区域总面积最小值)/(表面出血和充血区域总面积最大值-表面出血和充血区域总面积最小值)，S₁为表面撕裂长度，S₂为表面充血和出血区域总面积。

进一步地，本发明实施例提供的腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法，还包括：

根据损伤等级，驱动腔镜机器人做出相应动作。

进一步地，本发明实施例提供的腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法，还包括：

将表面摩擦损伤的判断结果、腔镜机器人做出的动作，显示在腔镜机器人的显示屏上。

本发明实施例还提供的一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测系统，包括：腔镜机器人和智能模块系统；

所述腔镜机器人，用于拍摄腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；

所述智能模块系统，

用于获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；

用于对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血；

用于对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级；所述损伤等级评分系统，包括：

评分总分＝M₁×ω₁+M₂×ω₂

其中，M₁为表面撕裂标准化数据，M₂为表面出血和充血标准化数据，权值ω₁、ω₂均为50％；且M₁＝(S₁-表面撕裂长度最小值)/(表面撕裂长度最大值-表面撕裂长度最小值)，M₂＝(S₂-表面出血和充血区域总面积最小值)/(表面出血和充血区域总面积最大值-表面出血和充血区域总面积最小值)，S₁为表面撕裂长度，S₂为表面充血和出血区域总面积。

进一步地，所述智能模块系统，还用于：

根据损伤等级，驱动腔镜机器人做出相应动作。

进一步地，所述智能模块系统，还用于：

将表面摩擦损伤的判断结果、腔镜机器人做出的动作，显示在腔镜机器人的显示屏上。

本发明实施例提供一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法和系统，与现有技术相比，其有益效果如下：

为了能够使系统能够自动识别并判断组织摩擦损伤的程度，本发明提供了一种具有实时在线检测功能的摩擦损伤检测方法和系统，其能够在手术过程中辅助医生进行损伤区域摩擦损伤程度的识别和判断，从而对病人损伤部位进行更准确、及时的表面撕裂、表面出血和充血等表面微观摩擦损伤判断，确保手术过程的顺利进行、确保病人的损伤部位没有较为严重的病理性变化和表面微观损伤。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法流程图。

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。

参见图1，本发明实施例提供一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的智能在线检测方法，该方法包括：

步骤1，通过腔镜机器人获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像。

步骤2，对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血。

具体地，由于肠腔表面最外层是光滑的肠粘膜层，肠道表面撕裂通常先发生在肠粘膜处，发生表面撕裂的位置变得不平整，因此，识别出的肠粘膜不平整的部位即为表面撕裂发生的位置；肠道发生表面出血、充血时，出血和充血部位颜色明显较正常部位颜色红，因此在判断是否发生表面出血、充血以及确定其位置时，只需要对整个区域进行颜色对比，颜色较深且为红色或深红色的位置即为发生表面出血、充血的位置。

步骤3，对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级。

具体地，对发生表面损伤的部位，依照等级评分系统所得评分等级，分别以浅绿、黄色、蓝色和紫色的图形框(标注出现表面撕裂的部位时使用矩形框，对表面出血区域进行标注时使用椭圆形或圆形框)，对出现表面轻微损伤、轻度损伤、重伤二级和重伤一级的区域进行标注。以兔肠为例，对轻度损伤的表面撕裂区域，使用黄色矩形框在图中标出；对出现轻微损伤和轻度损伤，出现表面出血和充血的区域，按照损伤程度分别以浅绿和黄色的椭圆形框标识出来；未出现表面撕裂或表面出血和充血的对照组则不予以标注。

步骤4，根据损伤等级，驱动腔镜机器人做出相应动作。

具体地，根据损伤等级评分系统将损伤分为：当评分总分小于0.25时将其评定为轻微损伤(未出现或已出现表面损伤，但损伤轻微且区域很小，病人在术后一段时间后能自行恢复)、当评分总分为0.25～0.5时评定为轻度损伤(损伤不严重且范围不大，损伤部位在手术过程中通过简单的处理后损伤等级能够降低至轻微损伤)、当评分总分为0.5～0.75时评定为重伤二级(损伤严重或出现损伤的范围大，医护人员需要对损伤部位进行较为复杂的处理才可以将损伤等级降低)、当评分总分大于0.75时评定为重伤一级(损伤十分严重或损伤区域很大，需要医护人员立即对损伤部位进行处理，否则病人生命将受到威胁)四个等级。

步骤5，将表面摩擦损伤的判断结果、腔镜机器人做出的动作，显示在腔镜机器人的显示屏上。

具体地，轻微损伤时，工作部位可以保持原本状态，或夹持器械在保证夹持部位不脱落的情况下以缓慢的速度放松很小的幅度；轻度损伤时，在保证夹持部位不脱落的情况下，夹持器械以小幅度较慢的放松；重伤二级时，在保证夹持部位不脱落的情况下，夹持器械以较大的幅度放松；重伤一级时，在保证夹持部位不脱落的情况下，夹持器械大幅度较快的放松，并根据情况由医生操控完全松开夹持部位。

工作原理：在手术过程中，腔镜机器人对损伤区域进行拍摄并上传至智能模块系统；智能模块系统自动将腔镜机器人上传的实时图像进行表面撕裂、表面出血和充血等表面摩擦损伤判断；智能模块系统对判断出的表面损伤进行标注并依照损伤等级评分系统确定损伤等级(评分越高，损伤等级越高)；依照划分出的损伤等级发出指令，使腔镜机器人工作部位做出相应动作；腔镜机器人做出相应动作后反馈至智能模块；将识别、判断的结果以及腔镜机器人做出的动作显示在腔镜机器人的显示屏上。智能模块所进行的操作在腔镜机器人进行实时拍摄的同时自动进行，无需人工对智能模块进行操作。

表1损伤等级评分系统

其中，S₁为表面撕裂长度，S₂为表面充血和出血区域总面积，M₁和M₂为标准化的数据，其中，权值ω₁、ω₂均为50％，标准化数据的处理如下：

标准化数据＝(实际数据-最小值)/(最大值-最小值)。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测系统，该系统包括：腔镜机器人和智能模块系统。

所述腔镜机器人，用于拍摄腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像。

所述智能模块系统，

用于获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像。

用于对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血。

用于对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级。

用于根据损伤等级，驱动腔镜机器人做出相应动作。

用于将表面摩擦损伤的判断结果、腔镜机器人做出的动作，显示在腔镜机器人的显示屏上。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测方法，其特征在于，包括：

通过腔镜机器人获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；

对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血；由于肠腔表面最外层是光滑的肠粘膜层，肠道表面撕裂通常先发生在肠粘膜处，发生表面撕裂的位置变得不平整，识别出的肠粘膜不平整的部位即为表面撕裂发生的位置；肠道发生表面出血、充血时，出血和充血部位颜色明显较正常部位颜色红，在判断是否发生表面出血、充血以及确定其位置时，对整个区域进行颜色对比，判断位置处颜色较其他位置处颜色深且为红色或深红色的位置即为发生表面出血、充血的位置；

对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级；其中，以浅绿、黄色、蓝色和紫色的图形框对出现表面轻微损伤、轻度损伤、重伤二级和重伤一级的区域进行标注；且标注出现表面撕裂的部位时使用矩形框，对表面出血、充血区域进行标注时使用椭圆形或圆形框；

所述损伤等级评分系统，包括：

评分总分＝M₁×ω₁+M₂×ω₂

其中，M₁为表面撕裂标准化数据，M₂为表面出血和充血标准化数据，权值ω₁、ω₂均为50％；且M₁＝(S₁-表面撕裂长度最小值)/(表面撕裂长度最大值-表面撕裂长度最小值)，M₂＝(S₂-表面出血和充血区域总面积最小值)/(表面出血和充血区域总面积最大值-表面出血和充血区域总面积最小值)，S₁为表面撕裂长度，S₂为表面充血和出血区域总面积；

根据损伤等级评分系统将损伤分为：当评分总分小于0.25时评定为轻微损伤；当评分总分为0.25～0.5时评定为轻度损伤；当评分总分为0.5～0.75时评定为重伤二级；当评分总分大于0.75时评定为重伤一级。

2.一种腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测系统，其特征在于，包括：腔镜机器人和智能模块系统；

所述腔镜机器人，用于拍摄腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；

所述智能模块系统，

用于获取腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤区域的实时图像；

用于对实时图像中的表面摩擦损伤进行判断；其中，所述表面摩擦损伤包括：表面撕裂、表面出血和充血；由于肠腔表面最外层是光滑的肠粘膜层，肠道表面撕裂通常先发生在肠粘膜处，发生表面撕裂的位置变得不平整，识别出的肠粘膜不平整的部位即为表面撕裂发生的位置；肠道发生表面出血、充血时，出血和充血部位颜色明显较正常部位颜色红，在判断是否发生表面出血、充血以及确定其位置时，对整个区域进行颜色对比，判断位置处颜色较其他位置处颜色深且为红色或深红色的位置即为发生表面出血、充血的位置；

用于对判断出的表面摩擦损伤分别进行标注、并按照损伤等级评分系统确定损伤等级；其中，以浅绿、黄色、蓝色和紫色的图形框对出现表面轻微损伤、轻度损伤、重伤二级和重伤一级的区域进行标注；且标注出现表面撕裂的部位时使用矩形框，对表面出血、充血区域进行标注时使用椭圆形或圆形框；

所述损伤等级评分系统，包括：

评分总分＝M₁×ω₁+M₂×ω₂

其中，M₁为表面撕裂标准化数据，M₂为表面出血和充血标准化数据，权值ω₁、ω₂均为50％；且M₁＝(S₁-表面撕裂长度最小值)/(表面撕裂长度最大值-表面撕裂长度最小值)，M₂＝(S₂-表面出血和充血区域总面积最小值)/(表面出血和充血区域总面积最大值-表面出血和充血区域总面积最小值)，S₁为表面撕裂长度，S₂为表面充血和出血区域总面积；

根据损伤等级评分系统将损伤分为：当评分总分小于0.25时评定为轻微损伤；当评分总分为0.25～0.5时评定为轻度损伤；当评分总分为0.5～0.75时评定为重伤二级；当评分总分大于0.75时评定为重伤一级。

3.如权利要求2所述的腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测系统，其特征在于，所述智能模块系统，还用于：

根据损伤等级，驱动腔镜机器人做出相应动作。

4.如权利要求3所述的腔镜夹钳与肠道组织之间摩擦损伤的检测系统，其特征在于，所述智能模块系统，还用于：

将表面摩擦损伤的判断结果、腔镜机器人做出的动作，显示在腔镜机器人的显示屏上。