[发明专利]一种基于大数据自适应调节的腔镜调节方法

说明书

本发明公开了一种基于大数据自适应调节的腔镜调节方法，包括以下步骤：以人体组织损伤度最小化和病灶信息捕获度最大化为双优化目标，基于双优化目标构建出腔镜检查角度选取函数，并利用腔镜检查角度选取函数确定出腔镜位于人体各个历史位置处最佳检查角度，将腔镜位于人体各个历史位置处最佳检查角度与人体各个历史位置进行学习训练得到腔镜调节模型，将腔镜位于人体实时位置处实际检查角度利用腔镜调节模型进行优化修正达到最佳检查角度。本发明实现以最小组织损伤获取最全病灶信息，无需根据采集的图像进行被动调节以获得病灶图像，无需多次调整驱动器的参数精准获取病灶信息，效率高，危险性小。

技术领域

本发明涉及智能医疗技术领域，具体涉及一种基于大数据自适应调节的腔镜调节方法。

背景技术

目前，越来越多的疾病可以通过手术机器人进行手术得到治愈，尤其是腹腔镜手术，最常用的腹腔镜手术方式为微创手术，在微创手术的基础上，为了进一步减小手术的伤口，从而发展为单孔腹腔手术，单孔腹腔手术在腹壁上开一个切口，将腹腔镜机器人放在切口处以采集腹腔内的不同角度的图像，为手术顺利进行提供基础，单孔腹腔手术以只开一个切口、术后恢复快的优点被广大患者和医生所接受，相关领域的研究也逐步开展。

现有技术中单孔腹腔手术所使用的腹腔镜机器人通过驱动器接收指令而使各关节动作以调整摄像头的位置采集不同角度的图像，需要根据采集的图像进行被动调节以获得病灶图像，多次调整驱动器的参数，需要耗费较长时间，病灶信息获取效率低，而且腔镜各个角度的调整容易对人体组织造成物理损伤，危险性提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据自适应调节的腔镜调节方法，以解决现有技术中根据采集的图像进行被动调节以获得病灶图像，多次调整驱动器的参数，需要耗费较长时间，病灶信息获取效率低，而且腔镜各个角度的调整容易对人体组织造成物理损伤，危险性提高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种基于大数据自适应调节的腔镜调节方法，包括以下步骤：

步骤S1、收集大数据量的腔镜检查历史数据，在大数据量的腔镜检查历史数据中拟合出人体组织损伤度与腔镜检查角度的关联关系，以及病灶信息捕获度与腔镜检查角度的关联关系；

步骤S2、以人体组织损伤度最小化和病灶信息捕获度最大化为双优化目标，基于双优化目标构建出腔镜检查角度选取函数，并利用腔镜检查角度选取函数确定出腔镜位于人体各个历史位置处最佳检查角度，其中，历史位置为获得每个腔镜检查历史数据时腔镜位于人体的位置；

步骤S3、将腔镜位于人体各个历史位置处最佳检查角度与人体各个历史位置进行学习训练得到腔镜调节模型，将腔镜位于人体实时位置处实际检查角度利用腔镜调节模型进行优化修正达到最佳检查角度，以实现以最小组织损伤获取最全病灶信息。

作为本发明的一种优选方案，所述在大数据量的腔镜检查历史数据中拟合出人体组织损伤度与腔镜检查角度的关联关系，包括：

在每个腔镜检查历史数据中提取出人体组织腔镜检查图像、腔镜检查角度以及历史位置；

在人体组织腔镜检查图像中提取出腔镜检查损伤图像块，并将腔镜检查损伤图像块与损伤组织原始图像块进行相似度量化，并将腔镜检查损伤图像块与损伤组织原始图像块间的相似度作为所述人体组织损伤度，其中，腔镜检查损伤图像块表征为人体组织腔镜检查图像中由腔镜检查造成的人体组织损伤的图像块，损伤组织原始图像块表征为所述人体组织损伤的图像块相对应的腔镜检查前的人体组织原始图像块；

将腔镜检查角度作为BP神经网络的输入项，将人体组织损伤度作为BP神经网络的输出项，利用BP神经网络对所述BP神经网络的输入项和BP神经网络的输出项进行网络训练拟合出人体组织损伤度与腔镜检查角度的关联关系；

所述人体组织损伤度与腔镜检查角度的关联关系的表达式为：