[发明专利]脑内窥镜手术辅助系统

说明书

本发明涉及医疗器械领域，公开了一种脑内窥镜手术辅助系统，包括：解剖结构识别子系统、视觉电生理采集器和视神经电生理预警子系统；所述解剖结构识别子系统，用于接收脑内窥镜输出的手术图像，并根据手术图像识别脑内窥镜手术中的解剖结构；所述视觉电生理采集器，用于采集脑内窥镜手术中患者的视觉电生理监测数据；所述视神经电生理预警子系统，用于接收视觉电生理采集器输出的视觉电生理监测数据，并根据视觉电生理监测数据实现对患者视神经功能的预警。利用卷积神经网络分析手术图像和神经电生理监护数据，两者融合，构建安全的脑内窥镜手术辅助系统，能实现脑内窥镜手术过程中关键的解剖结构即时识别以及视神经功能的及时预警。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种脑内窥镜手术辅助系统。

背景技术

脑内窥镜是近年来新兴的神经外科手术技术，其发展使得手术医生能切除原先被称之为“手术禁区”——颅底的肿瘤，包括垂体瘤、颅咽管瘤、脊索瘤等。这些肿瘤压迫周围神经组织，严重影响患者的生活质量，甚至危及生命。手术医生将内窥镜通过患者鼻腔通道插入至患者颅底进行手术，通过观看显示器输出的视频进行操作。内窥镜因其具有创伤小、手术视野清晰等优点，较传统的显微镜手术有明显的优势。但是，颅底肿瘤常向周围关键的解剖结构侵袭：前方侵袭视神经，双侧侵袭颈内动脉海绵窦，后方向斜坡静脉丛侵袭，上方向颅内血管与脑组织侵袭，具体请见图1，其中A为脑内窥镜颅底手术示意图：三把手术器械共存于患者鼻腔中，Tumor：肿瘤；B为内窥镜下所见，其中，CNII：视神经；CarA：颈内动脉；Clivus：斜坡；中间椭圆形部分：肿瘤。因此，脑内窥镜手术中精确导航以及避免误伤是手术成功的关键。但是，临床中往往存在以下两大问题，严重影响手术医生的操作：

一、脑内窥镜下的解剖结构与开颅手术所看的解剖结构完全不同，且正常解剖结构往往被颅底肿瘤所破坏，大多数神经外科医生对此并不熟悉。脑内窥镜操作需要数十年的训练，目前国内顶尖的脑内窥镜医生屈指可数。经验欠丰富的手术医生，遇到关键的解剖部位(如颈内动脉、视神经等)难以把握。一旦误伤，造成的后果将是灾难性的，危及患者生命。

二、脑内窥镜手术过程中手术器械往往与视交叉有触碰，手术过程中的牵拉，手术器械的热传导都会损伤视交叉。术中视觉电生理监护是目前防止视交叉损伤的工具。但常规的视觉电生理监护需要一名训练有素的电生理医生不间断的监控，因而存在一定程度的识别误差，且人力成本较高。

如果脑内窥镜手术中关键的解剖部位能即时预警，视觉电生理监护能自动报警则对于增加手术安全性有着非常重要的临床意义。因此，有必要开发出一套新的手术辅助系统，能即时预警易损伤的解剖结构和预警视神经功能损伤，为手术医生的操作提供更加安全的技术支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脑内窥镜手术辅助系统，能即时预警易损伤的解剖结构和预警视神经功能损伤，为手术医生的操作提供更加安全的技术支持。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种脑内窥镜手术辅助系统，所述辅助系统包括：解剖结构识别子系统、视觉电生理采集器和视神经电生理预警子系统；

所述解剖结构识别子系统，用于接收脑内窥镜输出的手术图像，并根据所述手术图像识别脑内窥镜手术中的解剖结构；

所述视觉电生理采集器，用于采集脑内窥镜手术中患者的视觉电生理监测数据；

所述视神经电生理预警子系统，用于接收所述视觉电生理采集器输出的视觉电生理监测数据，并根据所述视觉电生理监测数据实现对所述患者视神经功能的预警。

在另一优选例中，所述解剖结构识别子系统，包括：

第一标记模块，用于将已有的脑内窥镜手术视频或图像转化成标准大小的图像，并在转化后的图像上标记解剖结构的名称和位置；

第一建模模块，用于根据所述第一标记模块标记后的图像进行机器学习建模，得到第一模型；