一种内窥镜系统及内窥镜操作控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种内窥镜系统，可实现内窥镜头端伸入位置和伸入角度的自动识别与控制，因此本申请无需操作者分析内窥镜图像，即操作者无需具备丰富的内窥镜图像知识，从而降低了内窥镜操作的门槛及难度，进而利于内窥镜检查技术的推广普及；而且，本申请自动识别与控制头端伸入位置和伸入角度的精度较高。本发明专利技术还公开了一种内窥镜操作控制方法，与上述内窥镜系统具有相同的有益效果。

An endoscope system and its operation control method

【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜系统及内窥镜操作控制方法
本专利技术涉及内窥镜检查领域，特别是涉及一种内窥镜系统及内窥镜操作控制方法。
技术介绍
内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件于一体的检测仪器，它通过人体的自然腔道伸入体内进行检测。由于人体的自然腔道都是非常复杂，且各种弯曲，当前在内窥镜检查或治疗的过程中，需要靠医生不断操作手动拨轮，从而调节内窥镜头端的移动角度，以实现内窥镜的无障碍移动。现有技术中，内窥镜头端的角度调节过程包括：获取内窥镜头端当前所在位置的图像，供操作者查看；操作者基于自身经验，根据图像手动调节用于控制内窥镜头端移动或转动的拨轮，以不断调节内窥镜头端的移动角度。可见，内窥镜头端的角度调节需要操作者具备丰富的内窥镜图像知识，从而对操作者的要求较为严格；而且，采用该种方式确定的拨轮的转动角度可能会出现调节不准确的情况，从而影响内窥镜头端的移动角度精度。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种内窥镜系统及内窥镜操作控制方法，无需操作者分析内窥镜图像，从而降低了内窥镜操作的门槛及难度，进而利于内窥镜检查技术的推广普及；而且，本申请自动识别与控制头端伸入位置和伸入角度的精度较高。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种内窥镜系统，其包括内窥镜镜体、光源和主机，所述主机设置有控制器，所述镜体包括用于插入待测体腔内的插入部，所述插入部一端连接内窥镜头端，另一端连接操作端，所述内窥镜头端具有图像传感器，所述操作端上设置有拨轮；其还包括：内窥镜头端操作控制系统，实现头端伸入位置和伸入角度的自动识别与控制。优选地，所述内窥镜头端操作控制系统通过所述图像传感器获取内窥镜头端当前的图像，通过其角度规划模型识别头端目标伸入位置和伸入角度。优选地，其还包括显示屏，所述内窥镜头端操作控制系统识别的头端目标伸入位置和伸入角度后，换算出目标转动角度，所述显示屏显示所述目标转动角度，以便于操作者基于所述目标转动角度操作所述拨轮。优选地，其还包括带动拨轮转动的驱动装置，所述内窥镜头端操作控制系统识别的头端目标伸入位置和伸入角度后，换算出目标转动角度，并控制所述驱动装置自动转动至目标转动角度。优选地，所述驱动装置包括与拨轮相连的电机和传感器，所述传感器用于获取所述拨轮的实际转动角度；所述内窥镜头端操作控制系统识别的头端目标伸入位置和伸入角度后，换算出目标转动角度，所述内窥镜头端操作控制系统采用转角的绝对值控制电机转动至目标转动角度或采用转角的相对值控制电机转动至目标转动角度。优选地，所述内窥镜头端操作控制系统的方法步骤，包括：预先建立用于根据内窥镜图像确定拨轮的标准转动角度的角度规划模型，并存储与内窥镜本机；将内窥镜图像输入至所述角度规划模型，识别得到头端目标伸入位置和伸入角度后，并换算出目标转动角度。优选地，获得目标转动角度后，在当前周期得到所述拨轮的新目标转动角度时，求取所述新目标转动角度与上一周期得到的所述拨轮的目标转动角度之间的差值，得到转动角度差值，以实现根据所述转动角度差值操作所述拨轮至所述新目标转动角度。优选地，所述角度规划模型的训练过程，包括：在人工调节所述内窥镜头端的过程中，获取所述内窥镜头端当前所在位置的样本图像，同时获取所述拨轮的标准转动角度；将所述样本图像输入至所述角度规划模型，得到所述拨轮的学习转动角度；求取所述学习转动角度与所述标准转动角度的误差，并根据此误差调整所述角度规划模型的参数，以进行下一轮的样本学习，直至误差降低至预设误差范围内。优选地，所述角度规划模型的训练过程，包括：从存储有内窥镜图像的大数据系统中提取样本图像，并获取所述样本图像对应的所述拨轮的标准转动角度；将所述样本图像及其对应的标准转动角度作为输入向量，并利用所述输入向量对所述角度规划模型进行无监督预训练和有监督微调，以得到训练好的角度规划模型。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种内窥镜操作控制方法，包括：获取内窥镜头端当前所在位置的图像；确定与所述图像对应的所述拨轮的目标转动角度，以实现根据所述目标转动角度操作所述拨轮。本专利技术提供了一种内窥镜系统，可实现内窥镜头端伸入位置和伸入角度的自动识别与控制，因此本申请无需操作者分析内窥镜图像，即操作者无需具备丰富的内窥镜图像知识，从而降低了内窥镜操作的门槛及难度，进而利于内窥镜检查技术的推广普及；而且，本申请自动识别与控制头端伸入位置和伸入角度的精度较高。本专利技术还提供了一种内窥镜操作控制方法，与上述内窥镜系统具有相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本专利技术实施例提供的一种内窥镜系统示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种内窥镜头端操作控制方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的第一种内窥镜头端操作控制装置的简略示意图；图4为本专利技术实施例提供的第二种内窥镜头端操作控制装置的简略示意图；图5为本专利技术实施例提供的第三种内窥镜头端操作控制装置的简略示意图；图6为本专利技术实施例提供的角度规划模型的第一种框架图；图7为本专利技术实施例提供的角度规划模型的第二种框架图。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，都属于本专利技术保护的范围。当前在内窥镜检查或治疗的过程中，需要靠医生不断操作手动拨轮，从而调节内窥镜头端的移动角度，以实现内窥镜的无障碍移动。由于人体的自然腔道都是错综复杂，且各种弯曲；若内窥镜头端没有从正确的角度伸入人体的自然腔道，极容易造成人体内部组织的损害和医疗事故。由于现有技术是医生依据显示器上显示的内窥镜头端当前所在位置的图像，结合医生自身的经验判断天然腔道的位置和角度，手动调节用于控制内窥镜头端移动或转动的拨轮，从而使得内窥镜头端能够顺利伸入天然腔道内，因此，现有技术的内窥镜检查或治疗要求医生具备丰富的内窥镜图像知识；为了减少由于内窥镜头端伸入人体对内部组织的损害，且要求医生按照严格的手术流程；但是，由于医生人为操作存在一定的概率性事件，其不能做到100％的内窥镜头端顺利伸入人体及对组织无伤害。基于此，专利技术人通过对现有技术进行改造，通过人工智能算法，自动识别找到最佳的天然腔道伸入角度，根据识别到的最佳的天然腔道伸入角度，通过手动调节拨轮或自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内窥镜系统，其包括内窥镜镜体、光源和主机，所述主机设置有控制器，所述镜体包括用于插入待测体腔内的插入部，所述插入部一端连接内窥镜头端，另一端连接操作端，所述内窥镜头端具有图像传感器，所述操作端上设置有拨轮；其特征在于，其还包括：内窥镜头端操作控制系统，实现头端伸入位置和伸入角度的自动识别与控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜系统，其包括内窥镜镜体、光源和主机，所述主机设置有控制器，所述镜体包括用于插入待测体腔内的插入部，所述插入部一端连接内窥镜头端，另一端连接操作端，所述内窥镜头端具有图像传感器，所述操作端上设置有拨轮；其特征在于，其还包括：内窥镜头端操作控制系统，实现头端伸入位置和伸入角度的自动识别与控制。


2.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，所述内窥镜头端操作控制系统通过所述图像传感器获取内窥镜头端当前的图像，通过其角度规划模型识别头端目标伸入位置和伸入角度。


3.如权利要求2所述的内窥镜系统，其特征在于，其还包括显示屏，所述内窥镜头端操作控制系统识别的头端目标伸入位置和伸入角度后，换算出目标转动角度，所述显示屏显示所述目标转动角度，以便于操作者基于所述目标转动角度操作所述拨轮。


4.如权利要求2或权利要求3所述的内窥镜系统，其特征在于，其还包括带动拨轮转动的驱动装置，所述内窥镜头端操作控制系统识别的头端目标伸入位置和伸入角度后，换算出目标转动角度，并控制所述驱动装置自动转动至目标转动角度。


5.如权利要求4所述的内窥镜系统，其特征在于，所述驱动装置包括与拨轮相连的电机和传感器，所述传感器用于获取所述拨轮的实际转动角度；
所述内窥镜头端操作控制系统识别的头端目标伸入位置和伸入角度后，换算出目标转动角度，所述内窥镜头端操作控制系统采用转角的绝对值控制电机转动至目标转动角度或采用转角的相对值控制电机转动至目标转动角度。


6.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，所述内窥镜头端操作控制系统的方法步骤，包括：
预先建立用于根据内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建刚，唐果，
申请(专利权)人：深圳开立生物医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44