[發(fā)明專利]一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及內(nèi)窺鏡操作控制方法

在審

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• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110720882A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建剛;唐果
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳開立生物醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B1/045
• 分類號: A61B1/045;A61B1/005
• 代理公司: 44285 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 常忠良

1.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其包括內(nèi)窺鏡鏡體、光源和主機(jī)，所述主機(jī)設(shè)置有控制器，所述鏡體包括用于插入待測體腔內(nèi)的插入部，所述插入部一端連接內(nèi)窺鏡頭端，另一端連接操作端，所述內(nèi)窺鏡頭端具有圖像傳感器，所述操作端上設(shè)置有撥輪；其特征在于，其還包括：內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)頭端伸入位置和伸入角度的自動識別與控制。

2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)通過所述圖像傳感器獲取內(nèi)窺鏡頭端當(dāng)前的圖像，通過其角度規(guī)劃模型識別頭端目標(biāo)伸入位置和伸入角度。

3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，其還包括顯示屏，所述內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)識別的頭端目標(biāo)伸入位置和伸入角度后，換算出目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度，所述顯示屏顯示所述目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度，以便于操作者基于所述目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度操作所述撥輪。

4.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，其還包括帶動撥輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)識別的頭端目標(biāo)伸入位置和伸入角度后，換算出目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度，并控制所述驅(qū)動裝置自動轉(zhuǎn)動至目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度。

5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括與撥輪相連的電機(jī)和傳感器，所述傳感器用于獲取所述撥輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動角度；

所述內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)識別的頭端目標(biāo)伸入位置和伸入角度后，換算出目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度，所述內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)角的絕對值控制電機(jī)轉(zhuǎn)動至目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度或采用轉(zhuǎn)角的相對值控制電機(jī)轉(zhuǎn)動至目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度。

6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡頭端操作控制系統(tǒng)的方法步驟，包括：

預(yù)先建立用于根據(jù)內(nèi)窺鏡圖像確定撥輪的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動角度的角度規(guī)劃模型，并存儲與內(nèi)窺鏡本機(jī)；

將內(nèi)窺鏡圖像輸入至所述角度規(guī)劃模型，識別得到頭端目標(biāo)伸入位置和伸入角度后，并換算出目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度。

7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，獲得目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度后，在當(dāng)前周期得到所述撥輪的新目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度時，求取所述新目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度與上一周期得到的所述撥輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度之間的差值，得到轉(zhuǎn)動角度差值，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述轉(zhuǎn)動角度差值操作所述撥輪至所述新目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度。

8.如權(quán)利要求6-7任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述角度規(guī)劃模型的訓(xùn)練過程，包括：

在人工調(diào)節(jié)所述內(nèi)窺鏡頭端的過程中，獲取所述內(nèi)窺鏡頭端當(dāng)前所在位置的樣本圖像，同時獲取所述撥輪的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動角度；

將所述樣本圖像輸入至所述角度規(guī)劃模型，得到所述撥輪的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)動角度；

求取所述學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)動角度與所述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動角度的誤差，并根據(jù)此誤差調(diào)整所述角度規(guī)劃模型的參數(shù)，以進(jìn)行下一輪的樣本學(xué)習(xí)，直至誤差降低至預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)。

9.如權(quán)利要求6-7任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述角度規(guī)劃模型的訓(xùn)練過程，包括：

從存儲有內(nèi)窺鏡圖像的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中提取樣本圖像，并獲取所述樣本圖像對應(yīng)的所述撥輪的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動角度；

將所述樣本圖像及其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動角度作為輸入向量，并利用所述輸入向量對所述角度規(guī)劃模型進(jìn)行無監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練和有監(jiān)督微調(diào)，以得到訓(xùn)練好的角度規(guī)劃模型。

10.一種內(nèi)窺鏡操作控制方法，其特征在于，包括：

獲取內(nèi)窺鏡頭端當(dāng)前所在位置的圖像；

確定與所述圖像對應(yīng)的所述撥輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度操作所述撥輪。