具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，该具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统包括一体化腔镜系统和处理系统，一体化腔镜系统包括多个功能模块、控制多个功能模块工作的中央控制单元和为多个功能模块提供电源的电源装置；多个功能模块包括用于对腔体充气的气腹仪、人机交互屏、冷光源和摄像机，电源装置包括开关电源和多个电磁干扰抑制电路；处理系统用于对视频进行处理得到清晰视频。本发明专利技术可以避免各功能模块之间互相传输电磁干扰信号，为手术提供实时清晰的腔镜视频。

Intelligent Cavity Mirror System with High Definition Video Processing and Electromagnetic Suppression Function

The invention provides an intelligent cavity mirror system with high-definition video processing and electromagnetic suppression functions. The intelligent cavity mirror system with high-definition video processing and electromagnetic suppression functions includes an integrated cavity mirror system and a processing system. The integrated cavity mirror system includes a plurality of functional modules, a central control unit controlling the operation of multiple functional modules and a power supply for multiple functional modules. The power supply device includes switching power supply and multiple EMI suppression circuits, and the processing system is used to process the video to get clear video. The invention can avoid the transmission of electromagnetic interference signals between each functional module, and provide real-time and clear video of endoscopy for surgery.

【技术实现步骤摘要】
具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统
本专利技术涉及腔镜系统
，具体涉及一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统。
技术介绍
目前，外科手术腔镜化已经越来越深入人心，微创手术已经成为外科医生和患者的共识。腔镜系统能够提供高清放大的手术画面，能清楚显示体内组织的细微结构，与传统开放手术相比，视野更清晰，因此手术更加准确、精细，有效避免了手术部位以外脏器受到不必要的干扰，且术中出血少，手术更安全。但是目前的腔镜系统存在以下缺点：(1)由于医生操作的问题，有可能导致腔镜镜头的大幅度晃动，进而出现了一些模糊帧，手术产生一定的影响；(2)内窥镜一体机采用屏蔽盒屏蔽内部的各个功能模块对空间的辐射，从而提高对空间辐射的抗干扰能力。但是各功能模块在工作时自身产生的电磁干扰信号通过工作电源线传导到其他功能模块，从而导致各功能模块之间互相干扰，从而影响内窥镜的图像质量。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术提供一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，所述具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统包括一体化腔镜系统和处理系统，其中：所述一体化腔镜系统包括多个功能模块、控制所述多个功能模块工作的中央控制单元和为所述多个功能模块提供电源的电源装置；所述多个功能模块包括用于对腔体充气的气腹仪、人机交互屏、冷光源和摄像机，所述气腹仪、所述人机交互屏、所述冷光源和所述摄像机均连接至所述中央控制单元；所述冷光源和所述摄像机均连接光学内窥镜；所述冷光源为所述光学内窥镜提供光源；所述摄像机将所述光学内窥镜采集到的光信号转换为视频，并将所述视频发送至所述人机交互屏进行腔镜视像展示；其中：所述电源装置包括开关电源和多个电磁干扰抑制电路；所述开关电源包括依次连接的第一整流电路、变压器和多个第二整流电路；所述第一整流电路用于将其输入的交流电转变为所述变压器所需的单向电压；所述变压器包括一个初级绕组和多个次级绕组，所述初级绕组与所述第一整流电路的输出端连接，所述多个次级绕组与所述多个第二整流电路的输入端一一对应连接；每一个第二整流电路用于将对应次级绕组的输出电压转变为对应功能模块所需的直流电压；所述多个电磁干扰抑制电路，其输入端与所述多个第二整流电路的输出端一一对应连接，其输出端用于与所述多个功能模块的输入端一一对应连接，用于抑制所述多个功能模块与所述开关电源之间的双向电磁干扰；其中，所述次级绕组、所述第二整流电路、所述电磁干扰抑制电路和所述功能模块的数量均相同；所述处理系统用于执行：S’100、获取所述摄像机转换得到的视频；S’200、确定所述视频中各帧图像各自对应的腔体部位以及将所述各帧图像按照清晰程度分类得到所述腔体内的不同部位所对应的清晰图像和模糊图像；S’300、采用预先训练的生成对抗网络对每一部位对应的模糊图像进行去模糊处理得到对应的去模糊图像；S’400、将各帧清晰图像和去模糊图像按照时间顺序进行合成得到所述腔体的清晰视频，并将所述清晰视频进行显示。(三)有益效果本专利技术实施例提供了一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，具有以下效果：(1)在开关电源中，针对每一个功能模块，设置了一个次级绕组和一个第二整流电路，进而形成了针对该功能模块的一条电源电路。针对N个功能模块，形成了N条相互独立的电源电路，使各功能模块之间不能通过共用的电源线传输干扰信号。在此基础上，在每一个功能模块和对应的第二整流电路中还设置了一个电磁干扰抑制电路，用来抑制功能模块自身产生的电磁干扰通过工作电源线向开关电源传输，同时也抑制开关电源通过工作电源线向功能模块电磁干扰，也就是说，抑制功能模块和开关电源之间双向的电磁干扰，进而避免各功能模块之间互相传输电磁干扰信号；(2)处理系统通过生成对抗网络对腔镜系统采集到的视频中的模糊图像进行去模糊处理，然后将原始清晰图像和去模糊处理后得到的清晰图像按照时间顺序进行合成得到清晰视频，可以有效解决恶劣环境下由于设备抖动造成的图像模糊问题，为手术或检查过程提供实时且清晰的腔镜视频，提高目标定位的准确性，减轻医生的诊断或手术负担。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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示出了本专利技术一实施例中具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统的结构示意图；图2示出了本专利技术一实施例中开关单元的结构示意图；图3示出了本专利技术一实施例中电磁干扰抑制电路的结构示意图；图4示出了本专利技术一实施例中模糊处理的流程示意图；图5示出了本专利技术一实施例中生成对抗网络的训练过程示意图；1第一整流电路2变压器3开关稳压控制单元4次级反馈单元5第二整流电路21初级绕组22次级绕组10肖特基二极管11差模电感12～14第一电容15共模电感16、17第二电容具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，如图1所示，该具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统包括一体化腔镜系统和处理系统，其中：所述一体化腔镜系统包括多个功能模块、控制所述多个功能模块工作的中央控制单元和为所述多个功能模块提供电源的电源装置；所述多个功能模块包括用于对腔体充气的气腹仪、人机交互屏、冷光源和摄像机，所述气腹仪、所述人机交互屏、所述冷光源和所述摄像机均连接至所述中央控制单元；所述冷光源和所述摄像机均连接光学内窥镜；所述冷光源为所述光学内窥镜提供光源；所述摄像机将所述光学内窥镜采集到的光信号转换为视频，并将所述视频发送至所述人机交互屏进行腔镜视像展示。处理系统用于进行图像处理以获得清晰视频。下面对具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统中的各部分进行详细说明：(1)针对各个功能模块以及中央控制单元对各功能模块的控制(1.1)针对中央控制单元上述中央控制单元可以称为CCU，可以采用32位单片机，适用自创性通讯规范，中央控制单元作为主机，各功能模块作为从机，中央控制单元可以通过485接口、485集线器与气腹仪、冷光源、摄像机和人机交互屏通信，中央控制单元具体可以将气腹仪、冷光源、内窥镜等功能模块的运行状态信息进行整合和打包，发送给人机交互屏，并显示在人机交互屏，中央控制单元还可以通过DVI通信接口将相关信息(例如，视频)发送给PC端(例如，示教室、会议室)。其中，通信规范即通信协议，采用RTU模式，数据帧结构为：帧头(1个字节)、地址(1个字节)、数据长度(1个字节)、指令(1个字节)、数据(N个字节)、CRC校验(2个字节)组成(指令都以十六进制发送)，规定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，其特征在于，所述具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统包括一体化腔镜系统和处理系统，其中：所述一体化腔镜系统包括多个功能模块、控制所述多个功能模块工作的中央控制单元和为所述多个功能模块提供电源的电源装置；所述多个功能模块包括用于对腔体充气的气腹仪、人机交互屏、冷光源和摄像机，所述气腹仪、所述人机交互屏、所述冷光源和所述摄像机均连接至所述中央控制单元；所述冷光源和所述摄像机均连接光学内窥镜；所述冷光源为所述光学内窥镜提供光源；所述摄像机将所述光学内窥镜采集到的光信号转换为视频，并将所述视频发送至所述人机交互屏进行腔镜视像展示；其中：所述电源装置包括开关电源和多个电磁干扰抑制电路；所述开关电源包括依次连接的第一整流电路、变压器和多个第二整流电路；所述第一整流电路用于将其输入的交流电转变为所述变压器所需的单向电压；所述变压器包括一个初级绕组和多个次级绕组，所述初级绕组与所述第一整流电路的输出端连接，所述多个次级绕组与所述多个第二整流电路的输入端一一对应连接；每一个第二整流电路用于将对应次级绕组的输出电压转变为对应功能模块所需的直流电压；所述多个电磁干扰抑制电路，其输入端与所述多个第二整流电路的输出端一一对应连接，其输出端用于与所述多个功能模块的输入端一一对应连接，用于抑制所述多个功能模块与所述开关电源之间的双向电磁干扰；其中，所述次级绕组、所述第二整流电路、所述电磁干扰抑制电路和所述功能模块的数量均相同；所述处理系统用于执行：S’100、获取所述摄像机转换得到的视频；S’200、确定所述视频中各帧图像各自对应的腔体部位以及将所述各帧图像按照清晰程度分类得到所述腔体内的不同部位所对应的清晰图像和模糊图像；S’300、采用预先训练的生成对抗网络对每一部位对应的模糊图像进行去模糊处理得到对应的去模糊图像；S’400、将各帧清晰图像和去模糊图像按照时间顺序进行合成得到所述腔体的清晰视频，并将所述清晰视频进行显示。...

【技术特征摘要】
1.一种具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，其特征在于，所述具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统包括一体化腔镜系统和处理系统，其中：所述一体化腔镜系统包括多个功能模块、控制所述多个功能模块工作的中央控制单元和为所述多个功能模块提供电源的电源装置；所述多个功能模块包括用于对腔体充气的气腹仪、人机交互屏、冷光源和摄像机，所述气腹仪、所述人机交互屏、所述冷光源和所述摄像机均连接至所述中央控制单元；所述冷光源和所述摄像机均连接光学内窥镜；所述冷光源为所述光学内窥镜提供光源；所述摄像机将所述光学内窥镜采集到的光信号转换为视频，并将所述视频发送至所述人机交互屏进行腔镜视像展示；其中：所述电源装置包括开关电源和多个电磁干扰抑制电路；所述开关电源包括依次连接的第一整流电路、变压器和多个第二整流电路；所述第一整流电路用于将其输入的交流电转变为所述变压器所需的单向电压；所述变压器包括一个初级绕组和多个次级绕组，所述初级绕组与所述第一整流电路的输出端连接，所述多个次级绕组与所述多个第二整流电路的输入端一一对应连接；每一个第二整流电路用于将对应次级绕组的输出电压转变为对应功能模块所需的直流电压；所述多个电磁干扰抑制电路，其输入端与所述多个第二整流电路的输出端一一对应连接，其输出端用于与所述多个功能模块的输入端一一对应连接，用于抑制所述多个功能模块与所述开关电源之间的双向电磁干扰；其中，所述次级绕组、所述第二整流电路、所述电磁干扰抑制电路和所述功能模块的数量均相同；所述处理系统用于执行：S’100、获取所述摄像机转换得到的视频；S’200、确定所述视频中各帧图像各自对应的腔体部位以及将所述各帧图像按照清晰程度分类得到所述腔体内的不同部位所对应的清晰图像和模糊图像；S’300、采用预先训练的生成对抗网络对每一部位对应的模糊图像进行去模糊处理得到对应的去模糊图像；S’400、将各帧清晰图像和去模糊图像按照时间顺序进行合成得到所述腔体的清晰视频，并将所述清晰视频进行显示。2.根据权利要求1所述的具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，其特征在于，所述冷光源包括：光源模组、恒流板和散热器，其中：所述光源模组包括LED灯泡、聚光筒和导光束；所述恒流板和所述散热器均连接至所述中央控制单元，所述中央控制单元用于采用PID算法控制所述恒流板对所述光源模组的输出电流进行偏差调整，并实时监控所述光源模组的光源温度，并在光源温度升高到一定值时驱动所述散热器进行散热。3.根据权利要求1所述的具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，其特征在于，所述摄像机包括CCD摄像头和摄像主板，其中：所述CCD摄像头用于将所述光学内窥镜所采集到的光信号转换为电信号，所述摄像主板用于将所述电信号转换为视频，并将所述视频发送至所述人机交互屏和所述处理系统。4.根据权利要求1所述的具有高清视像处理和电磁抑制功能的智能腔镜系统，其特征在于，每一个电磁干扰抑制电路包括依次连接的肖特基二极管、差模LC滤波单元和共模LC滤波单元；其中：所述肖特基二极管的正极连接对应第二整流电路的正输出端；所述差模LC滤波单元包括差模电感和至少两个并联的第一电容；所述差模电感的一端连接所述肖特基二极管的负极，所述至少两个并联的第一电容设置在所述差模电感的另一端和所述对应第二整流电路的负输出端之间，所述对应第二整流电路的负输出端接地；所述共模LC滤波单元包括共模电感和至少两个并联的第二电容，所述共模电感中一个绕组的一端连接所述差模电感的另一端，所述共模电感中另一个绕组的一端连接所述对应第二整流电路的负输出端，所述至少两个并联的第二电容设置在所述共模电感的一个绕组的另一端和所述共模电感的另一个绕组的另一端之间；所述共模电感的一个绕组的另一端作为该电磁干扰抑制电路的正输出端，该正输出端用于连接对应功能模块的正输入端；所述共模电感的另一个绕组的另一端作为该电磁干扰抑制电路的负输出端，该负输出端用于连接对应功能模块的负输入端。5.根据权利要求1所述的具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，刘江林，傅强，丁帅，杨善林，涂俊，
申请(专利权)人：合肥德铭电子有限公司，合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34