[发明专利]腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微创伤外科医学用于人体内部检查诊断与治疗的腹胸腔镜系统，具体设计一种腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统。本发明还涉及腹胸腔镜的手术区域自动跟踪方法。

背景技术

如图1和图2所示，申请号为201110166358.8的中国发明专利公开了一种OCT电子腹胸腔镜，包括显示器1、冷光源2、控制器3、计算机4、打印机5、OCT连接头6、操控手轮7、钳道口8、旋转探头9、硬性探杆10、主机11、操控按钮12、影像采集通道13、OCT通道14、器械通道15和照明灯通道16；该腹胸腔镜有一个方便握持操作的手持式主机11；所述主机11通过导线分别与冷光源2及控制器3上的OCT接头6连接；所述控制器3、显示器1、计算机4及打印机5通过导线连接；所述主机11的一侧设有操控手轮7；所述主机11的下部设有插入手术器械的钳道口8，并顶端安装有按压式操控按钮12；所述主机11的前端顺序连接有长圆杆形硬性探杆10和旋转探头9，所述旋转探头9与操控手轮7通过钢丝绳连接，操控手轮7即可方便控制旋转探头9转动的方向和角度，实现全方位观察；所述旋转探头9的前端具有照明灯通道16、器械通道15、OCT通道14和影像采集通道13。

现有腹胸腔镜的手术跟踪方法，包括如下步骤：

(1)在拍摄通道内放入摄像头；

(2)移动摄像头，跟踪拍摄手术区的影像；

因为目前大多数的腹胸腔镜采用普通摄像头，拍摄的精度和视野范围有限，所以医生需要在手术过程中手动调整拍摄角度和位置，对患者而言，增加了痛苦程度。且对医生而言，具有以下缺陷：

1、无法预览腹胸腔内的全景影像，寻找病灶的手术区不便，且对手术的宏观性了解不足；

2、对手术区的局部影像无法自动跟踪提取，增加了手术的人员和复杂度；

3、对手术区的局部影像无法自由放大，影像手术过程的观测。

综上，现有腹胸腔镜的手术跟踪方法需要通过医生来操作，不够智能，患者手术的时间比较久，痛苦程度大，因此，一种腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统和方法就显得十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统和方法，能够实现全景影像显示的同时能够自动实时自动跟踪手术区域的局部影像，并能够对局部影像自由放大。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，包括：

控制器，用于监控腹胸腔内的微创手术过程；

手术器械，设置在腹胸腔镜的器械通道内与所述控制器连接，用于在胸腹腔内进行微创手术；

影像采集模块，设置在腹胸腔镜的拍摄通道内与所述控制器连接，用于拍摄胸腹腔内的器官和所述微创手术过程的影像；

影像缓存模块，与所述控制器连接，用于存储胸腹腔内的影像，其输出端与影像显示模块的整体影像显示模块连接；

手术区识别模块，与所述控制器和所述影像缓存模块连接，用于识别拍摄影像中的手术器械影像，其输出端与所述影像显示模块的手术区影像显示模块连接；

所述影像显示模块，包括所述整体影像显示模块和手术区影像显示模块，用于显示所述微创手术过程的影像。

优选地，本发明的腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，还包括一个与所述控制器和所述影像缓存模块连接的影像合成模块，所述影像采集模块包括2个或2个以上的摄像头，所述影像合成模块用于将所述各个摄像头拍摄的影像进行合成并输出到所述影像缓存模块。

进一步地，本发明的腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，所述摄像头为分辨率相同的高清摄像头，且拍摄时的帧速相同。

进一步地，本发明的腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，所述摄像头的景深为0-200mm。

进一步地，本发明的腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，还包括与所述控制器和所述手术区影像显示模块连接的影像放大控制模块，用于将局部的手术区影像放大，所述放大为连续放大。

更近一步地，本发明的腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，还包括语音采集模块，分别与所述的控制器、所述的影像放大控制模块连接和所述的手术区识别模块连接，用于根据语音指令调节手术区局部影像的放大或缩小，以及根据语音指令矫正手术区影像的位置。

优选地，本发明的腹胸腔镜的手术区域自动跟踪系统，所述手术区识别模块包括手术器械识别模块和移动物体识别模块，所述手术器械识别模块用于识别全景影像中的手术器械，所述移动物体识别模块用于识别手术器械位置的移动。