一种手术机器人内窥镜温控系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种手术机器人内窥镜温控系统及方法，涉及智能设备技术领域；包括，获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的热成像图像；根据所述热成像图像中的目标位置的图像信息，生成第一温度信号，其中，所述热成像摄像机设置在手术机器人的戳卡的近端加热区域；根据所述第一温度信号控制加热装置对所述近端加热区域进行加热，以控制内窥镜镜头的温度，其中，所述加热装置设置在所述近端加热区域；在所述第一温度信号不满足预设条件的情况下，控制密封装置闭合，以阻止所述内窥镜镜头穿过所述戳卡进入操作对象创口；其中，所述密封装置设置在所述戳卡内；能够提高手术机器人内窥镜的温控精度和安全性，更好地适应手术需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种手术机器人内窥镜温控系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能设备
，特别是涉及一种手术机器人内窥镜温控系统及方法。

技术介绍

[0002]手术机器人内窥镜是一种专业的医疗设备，用于进行微创手术。它通常由一根柔性的管道、摄像头和其他工具组成。可以将内窥镜植入患者的体内，通过显微摄像系统提供清晰的图像，并允许医生在进行手术时进行准确定位和操作。
[0003]为了减少组织粘连，手术过程中，通过加热可有助于减少或防止组织之间的粘连，这样可以提高手术的效率，并使恢复期更顺利，并且加热内窥镜有助于凝固微小血管，以便更好地控制出血，这对于手术过程中需要处理较大血管的情况尤为重要，通过给内窥镜加热，还可以减少云雾或水汽在镜片上的凝结，从而改善视野质量，这对于手术过程中细微结构的观察和操作尤为关键。这样一来，对其加热控制也成为很关键的一个环节。
[0004]然而目前手术机器人内窥镜温控，无论是温度感知还是温度控制一般都是通过温度传感器获取目标温度，然而对于内窥镜，由于其自身的体积不能过大，而使用温度传感器则必然是需要将该传感器设置在目标上或者至少要贴近目标设置，否则得到持温度不会准确，通过增加传感器的设计，由于传感器本身的体积也会使得内窥镜体积有所增加，并且温度传感，因此，需要一种能够至少部分解决上述问题的手术机器人内窥镜温控系统及方法。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种手术机器人内窥镜温控系统和方法。
[0006]一种手术机器人内窥镜温控方法，包括：获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的热成像图像；根据所述热成像图像中的目标位置的图像信息，生成第一温度信号，其中，所述热成像摄像机设置在手术机器人的戳卡的近端加热区域；根据所述第一温度信号控制加热装置对所述近端加热区域进行加热，以控制内窥镜镜头的温度，其中，所述加热装置设置在所述近端加热区域；在所述第一温度信号不满足预设条件的情况下，控制密封装置闭合，以阻止所述内窥镜镜头穿过所述戳卡进入操作对象创口；其中，所述密封装置设置在所述戳卡内。
[0007]在一些实施例中，所述获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的热成像图像，包括：获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的伪彩或者灰度热成像图像，和常规图像；根据热成像图像的第一边界和常规图像的第二边界，确定所述戳卡的近端加热区域，在两种图像中的目标位置以及两种图像的重合视场范围；根据所述戳卡的近端加热区域在热成像图像中的对应的第一目标位置，和其在常
规图像中的第二目标位置，以及所述重合视场范围，确定所述热成像图像和所述常规图像的相对偏移信息；依据所述相对偏移信息，对所述热成像图像进行校准，获得校准后的热成像图像。
[0008]在一些实施例中，所述根据所述戳卡的近端加热区域在热成像图像中的对应的第一目标位置，和其在常规图像中的第二目标位置，以及所述重合视场范围，确定所述热成像图像和所述常规图像的相对偏移信息，包括：依据所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定热成像图像和所述常规图像中的像素位置的第一转换关系，依据所述第一转换关系，确定第二位目标位置，对应于热成像中的图像位置，作为第三目标位置；依据第一目标位置和第三目标位置之间的偏差，计算偏移量，获得的相对偏移信息。
[0009]在一些实施例中，依据所述相对偏移信息，对所述热成像图像进行校准，获得校准后的热成像图像，包括：依据相对偏移信息，计算热成像摄像机和常规摄像机的之间在水平方向上的水平偏移角度，以及垂直方向上的垂直偏移角度；当所述水平偏移角度大于水平角度半差时，按照所述水平偏移角度对所述热成像摄像机进行水平调整，其中，所述水平角度半差为，所述热成像摄像机的视场角与所述常规摄像机的视场角在水平方向上的绝差值的一半；当所述垂直偏移角度大于垂直角度半差时，按照所述垂直偏移角度对所述热成像摄像机进行垂直调整，其中，所述垂直角度半差为，所述热成像摄像机的视场角与所述常规摄像机的视场角在垂直方向上的绝差值的一半。
[0010] 在一些实施例中，所述水平偏移角度的计算公式为：x=tan
‑1(Rx/L)其中，Rx为目标分别距离热成像摄像机和常规摄像机的实际水平偏差，L表示热成像摄像机镜头与目标之间的垂线距离。
[0011] 在一些实施例中，所述水平偏移角度的计算公式为：Y=tan
‑1(Ry/L)其中，Ry为目标分别距离热成像摄像机和常规摄像机的实际垂直偏差，L表示热成像摄像机镜头与目标之间的垂线距离。
[0012]在一些实施例中，所述根据所述热成像图像中的目标位置的图像信息，生成第一温度信号包括：获取所述目标位置的图像信息中一个或者多个对应图像数据，并确定该位置关联的温度数据；通过预设的卷积神经网络，评估所述温度数据，并确定温度数据所属的分类标签；依据分类标签确定所述目标位置的温度是否满足加热阈值，并生成相应的所述第一温度信号。
[0013]在一些实施例中，还包括训练卷积神经网络的步骤：获取所述近端加热区域中包含加热目标的热成像图像，作为训练集和验证集；
将训练集输入到训练卷积神经网络中进行训练，获得训练好的卷积神经网络；其中包括，基于所述近端加热区域中，对一个或多个内窥镜镜头，使用来自所述热成像图像中的一个或多个的对应值测量所述内窥镜镜头的温度，并且确定所述目标内窥镜镜头是否处于测量范围；将验证集输入到训练好的卷积神经网络，进行验证和优化，获得优化的所述卷积神经网络。
[0014]本申请实施例还公开了一种手术机器人内窥镜温控装置，包括：图像获取模块，用于获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的热成像图像；信号生成模块，用于根据所述热成像图像中的目标位置的图像信息，生成第一温度信号，其中，所述热成像摄像机设置在手术机器人的戳卡的近端加热区域；第一智能控制模块，用于根据所述第一温度信号控制加热装置对所述近端加热区域进行加热，以控制内窥镜镜头的温度，其中，所述加热装置设置在所述近端加热区域；第二智能控制模块，在所述第一温度信号不满足预设条件的情况下，控制密封装置闭合，以阻止所述内窥镜镜头穿过所述戳卡进入操作对象创口；所述密封装置设置在所述戳卡内。
[0015]本申请实施例中还公开了一种手术机器人内窥镜温控系统，包括：加热装置，设置在手术机器人的戳卡的近端加热区域，用于加热所述近端加热区域；热成像摄像机，设置在所述手术机器人上端，其镜头位置对应到所述近端加热区域，用于检测所述近端加热区域的热成像图像；温度分析装置，电连接到所述热成像摄像机的输出，用于根据所述热成像图像生成第一温度信号；控制器，与所述加热装置和所述温度分析装置电连接，用于获取所述温度分析装置输出的第一温度信号，并根据所述第一温度信号控制所述加热装置对所述近端加热区域进行加热，以在内窥镜镜头位于所述近端加热区域内时控制所述内窥镜镜头的温度；密封装置，设置在所述戳卡内，用于在所述第一温度信号不满足预设条件的情况下闭合，以阻止所述内窥镜镜头穿过所述戳卡进入操作对象创口。
[0016]本专利技术实施例包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人内窥镜温控方法，其特征在于，包括：获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的热成像图像；根据所述热成像图像中的目标位置的图像信息，生成第一温度信号，其中，所述热成像摄像机设置在手术机器人的戳卡的近端加热区域；根据所述第一温度信号控制加热装置对所述近端加热区域进行加热，以控制内窥镜镜头的温度，其中，所述加热装置设置在所述近端加热区域；在所述第一温度信号不满足预设条件的情况下，控制密封装置闭合，以阻止所述内窥镜镜头穿过所述戳卡进入操作对象创口；其中，所述密封装置设置在所述戳卡内。2.根据权利要求1所述的手术机器人内窥镜温控方法，其特征在于，所述获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的热成像图像，包括：获取在手术机器人的戳卡的近端加热区域的伪彩或者灰度热成像图像，和常规图像；根据热成像图像的第一边界和常规图像的第二边界，确定所述戳卡的近端加热区域，在两种图像中的目标位置以及两种图像的重合视场范围；根据所述戳卡的近端加热区域在热成像图像中的对应的第一目标位置，和其在常规图像中的第二目标位置，以及所述重合视场范围，确定所述热成像图像和所述常规图像的相对偏移信息；依据所述相对偏移信息，对所述热成像图像进行校准，获得校准后的热成像图像。3.根据权利要求2所述的手术机器人内窥镜温控方法，其特征在于，所述根据所述戳卡的近端加热区域在热成像图像中的对应的第一目标位置，和其在常规图像中的第二目标位置，以及所述重合视场范围，确定所述热成像图像和所述常规图像的相对偏移信息，包括：依据所述第一目标位置和所述第二目标位置，确定热成像图像和所述常规图像中的像素位置的第一转换关系，依据所述第一转换关系，确定第二位目标位置，对应于热成像中的图像位置，作为第三目标位置；依据第一目标位置和第三目标位置之间的偏差，计算偏移量，获得的相对偏移信息。4.根据权利要求2所述的手术机器人内窥镜温控方法，其特征在于，依据所述相对偏移信息，对所述热成像图像进行校准，获得校准后的热成像图像，包括：依据相对偏移信息，计算热成像摄像机和常规摄像机的之间在水平方向上的水平偏移角度，以及垂直方向上的垂直偏移角度；当所述水平偏移角度大于水平角度半差时，按照所述水平偏移角度对所述热成像摄像机进行水平调整，其中，所述水平角度半差为，所述热成像摄像机的视场角与所述常规摄像机的视场角在水平方向上的绝差值的一半；当所述垂直偏移角度大于垂直角度半差时，按照所述垂直偏移角度对所述热成像摄像机进行垂直调整，其中，所述垂直角度半差为，所述热成像摄像机的视场角与所述常规摄像机的视场角在垂直方向上的绝差值的一半。5. 根据权利要求4所述的手术机器人内窥镜温控方法，其特征在于，所述水平偏移角度的计算公式为：x=tan
‑1(Rx/L)其中，Rx为目标分别距离热成像摄像机和常规摄像机的实际水平偏差，L表示热成像摄
像机镜头与目标之间的垂线距离。6. 根据权利要求4所述的手术机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建锋，
申请(专利权)人：杭州市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：