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公开(公告)号：CN114748169B
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202210338000.7
申请日：2022-03-31
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明属于腹腔镜运镜技术领域，并公开了一种基于图像经验的腹腔镜手术机器人自主运镜方法。包括：对器械进行标记，对腹腔镜相机进行多点标定，在RCM约束条件下，根据腹腔镜采集得到的图像，估计器械标记的三维坐标；采集得到手术场景中的器械频率图，得到器械在腹腔镜视图下关于器械位置的评价函数；构建腹腔镜相机坐标系在视觉坐标系的姿态，构建腹腔镜姿态需要满足的直觉性约束模型；以评价函数为目标，根据RCM约束以及直觉性约束模型，构建腹腔镜位姿优化模型，以获取最优的腹腔镜位姿；将最优的腹腔镜位姿作为期望的腔镜位姿，并将该期望的腔镜位姿转化为机器人末端位姿。本发明运镜策略更加符合主刀医生的意图，方法简单，泛化能力强。
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公开(公告)号：CN116453701A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310475341.3
申请日：2023-04-27
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明属于医疗器械控制技术领域，并具体公开了一种手术流程的细粒度组分分析建模与辨识方法及设备。包括：采用模仿外科医生感知过程的分层辨识器实时辨识微创手术中关键操作；提取腹腔镜手术过程二维图像坐标系中手术器械的运动轨迹；将运动轨迹转换至二维极坐标系中，将连续器械运动分解为离散运动基元，建立运动基元模型；根据关键操作的实时位置与离线运动基元的一致度，在线更新运动基元的状态变量，从而实现手术操作内部细粒度基元在线辨识。本发明手术流中操作进一步分为关键操作和常规操作，通过模仿外科医生区分关键操作和常规操作的感知过程提出了一个分层辨识框架，实现对术中操作的进行高精度、高鲁棒性、高可解释性的实时辨识。
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公开(公告)号：CN118680673A
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202410656247.2
申请日：2024-05-24
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明属于医疗器械控制技术领域，并具体公开了一种腹腔镜运镜模拟力引导手术训练方法及设备。所述方法包括：建立顺应用户操作直觉的间歇性顺序运动目标运镜路径，用户根据目标点当前位置感知并预测运镜场景，根据间歇性顺序运动目标运镜路径和预测运镜场景构建基于认知的预测运镜模型，并根据所述预测运镜模型，采用LQR控制算法，获取用户运镜动作，根据运镜的真实控制矩阵更新图像状态并计算最优运镜动作；基于腹腔镜运的多视角视觉信息以及最优运镜动作的力反馈信息更新所述预测运镜模型。本发明建立了遥操作操纵器和虚拟环境中腹腔镜的位姿映射关系，由此训练不受手术环境、器械和工具的约束，同时具备训练效果好、训练效率高等特点。
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公开(公告)号：CN117912014A
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202311783076.1
申请日：2023-12-22
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明公开了一种囊管自动标记方法、系统、终端设备及储存介质，所述方法包括倒放手术影像视频并在这个过程中分析视频中各个因素的关系、根据所述各个因素的关系结合时空动态构建时空异构图、从时空异构图的节点中提取可解释特征、通过HTGNN模型的信息聚合，从而得到时空异构图的特征与囊管属性的时空嵌入，从而获得囊管表征参数；所述装置包括影像视频分析模块、构建时空异构图模块、提取节点属性模块、动态信息传递模块和目标组织参数回归模块；所述存储介质上储存有计算机程序，其被处理器执行时用于执行一种囊管自动标记方法。
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公开(公告)号：CN115634046A
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202210867796.5
申请日：2022-07-22
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明公开了一种微创手术中关键帧辨识的分层判别方法及系统，方法包括S100：根据腹腔镜手术的任务特性，通过图像处理分析确定用于评估的特征类型及具体信息，确定所述特征类型的关键操作观测优先级，并优化检测过程和关键操作辨识过程；S200：提取所述特征类型及具体信息，建立其运动学特征模型和特殊特征模型，并制作对应数据集，开展模型训练提取用于辨识所述关键操作的特征值；S300：基于所述关键操作的特征值生成判别模型并搭建多层辨识模型，将提取的特征值送入所述多层辨识模型中获得关键操作判定结果。本发明使得扶镜机器人能够自主判断手术过程中的关键任务，为扶镜机器人间歇跟随器械末端运动提供触发机制，优化扶镜操作效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115359260A
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202210871388.7
申请日：2022-07-22
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
IPC: G06V10/40 , G06V10/82 , G06V10/764 , G06V10/766 , G06V20/40 , G06N3/04 , G06N3/08 , A61B34/30
Abstract: 本发明公开了一种腹腔镜扶镜技能评估的图像特征提取与分析方法及系统，方法包括S100：根据腹腔镜手术的任务特性分析确定用于评估的可描述特征和隐藏特征，获得评估特征数据集，并对数据集进行标注；S200：基于YOLO_v5算法提取器械的特征，获得器械的种类特征，根据BoundingBox获得器械末端的位置、观测距离特征；S300：获取器械末端的局部放大图制作无类别尖端数据集，训练基于YOLO_v5的无类别尖端识别网络，并将无类别尖端数据集送入另一个YOLOv5网络进行训练，训练结束后获得尖端识别数据集；S400：对器械种类特征、器械末端的位置和观测距离特征，以及尖端识别的数据集进行量化分析。本发明的方法为腹腔镜自主扶镜机器人优化控制提供了目标函数。
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公开(公告)号：CN114748169A
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210338000.7
申请日：2022-03-31
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明属于腹腔镜运镜技术领域，并公开了一种基于图像经验的腹腔镜手术机器人自主运镜方法。包括：对器械进行标记，对腹腔镜相机进行多点标定，在RCM约束条件下，根据腹腔镜采集得到的图像，估计器械标记的三维坐标；采集得到手术场景中的器械频率图，得到器械在腹腔镜视图下关于器械位置的评价函数；构建腹腔镜相机坐标系在视觉坐标系的姿态，构建腹腔镜姿态需要满足的直觉性约束模型；以评价函数为目标，根据RCM约束以及直觉性约束模型，构建腹腔镜位姿优化模型，以获取最优的腹腔镜位姿；将最优的腹腔镜位姿作为期望的腔镜位姿，并将该期望的腔镜位姿转化为机器人末端位姿。本发明运镜策略更加符合主刀医生的意图，方法简单，泛化能力强。
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公开(公告)号：CN117218340A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311053321.3
申请日：2023-08-18
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
IPC: G06V10/26 , G06V10/762 , G06V10/764 , G06V10/77
Abstract: 本发明公开一种基于SAM的无监督手术器械图像分割方法及系统，该方法包括：对包含手术器械的手术图像进行特征提取，生成手术图像的特征向量，对所述特征向量进行降维处理，通过均值聚类方法对降维后的特征向量进行初步分类，并生成初步分类后的特征图，通过条件随机场对所述特征图进行优化，生成优化后的特征图；通过分割模型SAM，将所述优化后的特征图进行分割，生成所述优化后的特征图的全分割结果，并通过所述优化后的特征图对所述全分割结果中的每一个区域进行分类，获得最终的手术器械图像分割结果，从而完成手术器械图像分割。
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公开(公告)号：CN117064325A
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202310821146.1
申请日：2023-07-05
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明公开一种语音控制的腹腔镜运镜方法及系统，该方法包括：通过图像识别将腹腔镜当前接收的手术场景分为远景场景和近景场景，同时接受用户输入的语音信号，将语音信号转换为模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波处理；获取载有所述腹腔镜的机器人的关节运动数据，设置机器人关节控制模型，结合滤波处理后的所述模拟信号，对机器人的关节进行语音控制，从而完成所述腹腔镜运镜，其中，所述机器人关节控制模型还包括机器人运动状态的启停函数，用于分辨机器人处于启动状态还是停止状态。
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公开(公告)号：CN116597943A
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202310501391.4
申请日：2023-04-27
Applicant: 华中科技大学 , 华中科技大学同济医学院附属协和医院
Abstract: 本发明属于医疗器械控制技术领域，并具体公开了一种微创手术中器械操作的前向轨迹预测方法及设备。包括：获取二维图像坐标系中手术器械的运动轨迹；分析器械动作的运动模式，将运动轨迹转换至二维极坐标系中，将动作中连续的器械运动轨迹拆分为离散的运动基元；采用高斯混合模型建立距离基元，采用器械姿态辨识确定尖端朝向；采用自适应模式辨识在线更新距离基元参数，采用运动方向自回归在线预测尖端朝向的方向偏差；采用高斯混合回归在线预测器械前进距离，采用多运动基元内加权，在线修正器械前进方向；将预测的前进距离和前进方向进行融合，以获取器械运动在图像中前进轨迹的预测结果。本发明无需依赖大批标注数据集、鲁棒性高、泛化能力强。
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