一种微创神经外科专用的多功能吸引器头的制作方法

本发明属于医疗器具技术领域，尤其涉及一种微创神经外科专用的多功能吸引器头。

背景技术

微创就是微小的创口、创伤，是现代医学外科手术治疗应用的特点，是一个技术名词，就是在手术治疗过程中只对患者造成微小创伤、术后只留下微小创口的技术，是相对传统手术的科技成果。所以，微创是专门与外科及手术相连接的词语，如微创手术，微创外科等。微创，并没有一个准确的定义。但不少外科医生认为，微创应该是相对传统手术而言，主要具有四大特点：切口小、创伤小、恢复快、痛苦少。微创手术是高科技带来的医学革命！然而，现有微创手术中吸引器在吸引过程不能进行摄像功能，不利于对吸引过程的安全监控；同时不能及时检测吸引产生的噪声，影响手术。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有微创手术中吸引器在吸引过程不能进行摄像功能，不利于对吸引过程的安全监控；同时不能及时检测吸引产生的噪声，影响手术。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种微创神经外科专用的多功能吸引器头。

本发明是这样实现的，一种微创神经外科专用的多功能吸引器头，所述微创神经外科专用的多功能吸引器头包括：

吸力检测模块，与单片机控制模块连接，用于对吸引器的吸力数据进行检测；

储量检测模块，与单片机控制模块连接，用于对吸引器的吸液存储量进行检测；

摄像模块，与单片机控制模块连接，用于通过摄像头对吸液过程进行实时监控；

所述摄像模块对图像进行块压缩感知采样处理表示为：

y＝φui＝aθi；

其中ui＝ψθi表示第i个交叉块，i＝1,...,n，ψ是稀疏基，θi表示稀疏系数，a＝φψ，y表示处理所得的测量值即对原图像压缩采样后所得的信息；

噪声检测模块，与单片机控制模块连接，用于通过噪声检测仪对吸引器的噪声进行检测；

单片机控制模块，与吸力检测模块、储量检测模块、摄像模块、噪声检测模块、负压控制模块、抽吸模块、冲洗模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；

所述单片机控制模块对摄像模块的图像的缝合线采用消除跨重叠区域遮挡求解最小连通域的方法，具体包括：

1)采用阈值分割的方法将图像分为两部分，高量值区和低量值区，阈值代价准则定义：

其中为tcost求得的误匹配度量矩阵，δ·thmax是图像分割阈值，其中thmax为重叠区域的最大误匹配量值，δ为固定常量，δ∈(0；tcost为cost的二值化矩阵；

2)判断缝合线的起点和终点是否均在低量值区(tcost_b＝0)且位于同一连通分量，即判断起点终点间是否存在一条路径；若不存在，表示图中存在一条或多条跨重叠区域的遮挡；查找跨重叠区域的遮挡，并逐步减小此遮挡区域的量值，直到不存在跨重叠区域的遮挡，使起点和终点位于同一连通分量内；此时起点终点所在的连通区域，即求解的缝合线最小连通域；

负压控制模块，与单片机控制模块连接，用于通过真空泵产生负压提供吸引动力；

抽吸模块，与单片机控制模块连接，用于通过抽吸管进行抽吸；

冲洗模块，与单片机控制模块连接，用于吸液后进行冲洗操作；实时定量监控和调节；

显示模块，与单片机控制模块连接，用于显示检测信息；

所述显示模块的图像转换成灰度图像，对输入图像进行gamma校正；计算灰度图像中每个像素点(x,y)的水平方向和垂直方向梯度值gx(x,y)和gy(x,y)；

gx(x,y)＝i(x+1,y)-i(x-1,y)；

gy(x,y)＝i(x,y+1)-i(x,y-1)；

式中，i(x,y)表示像素点(x,y)处的灰度值，根据下式计算像素点(x,y)处的梯度幅值g(x,y)和方向α(x,y)；

进一步，所述负压控制模块包括真空模块、调压模块；

真空模块，用于通过真空泵产生真空负压动力；

调压模块，用于调节负压的大小。

进一步，所述显示模块包括指示灯模块、显示屏模块；

指示灯模块，用于通过状态指示灯显示设备工作状态；

显示屏模块，用于通过显示屏显示检测的数据信息。

进一步，所述负压控制模块利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率时，包括以下步骤：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)时刻，对表示的频率值进行聚类，得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数，个聚类中心则表示载频的大小，分别用表示；

第二步，对每一采样时刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚类算法对进行聚类，同样可得到个聚类中心，用表示；

第三步，对所有求均值并取整，得到源信号个数的估计即

第四步，找出的时刻，用ph表示，对每一段连续取值的ph求中值，用表示第l段相连ph的中值，则表示第l个频率跳变时刻的估计；

第五步，根据第二步中估计得到的以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为：

这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值；

第六步，估计每一跳对应的载频频率，用表示第l跳对应的个频率估计值，计算公式如下：

本发明的优点及积极效果为：本发明通过摄像模块可以实时监控吸引过程，保障吸引的安全；同时通过噪声检测模块可以实时检测吸引时产生的噪音数据信息，工作人员可以通过数据信息调节定量调节噪声；保障手术环境的安静，有助于手术顺利进行。本发明为昆明医科大学第二附属医院、云南中医学院课题资助：2018年云南省科学技术厅－云南中医学院应用基础研究联合专项面上项目《小中风胶囊下调mir-338在脑缺血再灌注损伤中的作用及armcx3基因调控的机制研究》。

附图说明

图1是本发明实施例提供的微创神经外科专用的多功能吸引器头结构示意图；

图中：1、吸力检测模块；2、储量检测模块；3、摄像模块；4、噪声检测模块；5、单片机控制模块；6、负压控制模块；7、抽吸模块；8、冲洗模块；9、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的微创神经外科专用的多功能吸引器头包括：吸力检测模块1、储量检测模块2、摄像模块3、噪声检测模块4、单片机控制模块5、负压控制模块6、抽吸模块7、冲洗模块8、显示模块9。

吸力检测模块1，与单片机控制模块5连接，用于对吸引器的吸力数据进行检测；

储量检测模块2，与单片机控制模块5连接，用于对吸引器的吸液存储量进行检测；

摄像模块3，与单片机控制模块5连接，用于通过摄像头对吸液过程进行实时监控；

噪声检测模块4，与单片机控制模块5连接，用于通过噪声检测仪对吸引器的噪声进行检测；

单片机控制模块5，与吸力检测模块1、储量检测模块2、摄像模块3、噪声检测模块4、负压控制模块6、抽吸模块7、冲洗模块8、显示模块9连接，用于调度各个模块正常工作；

负压控制模块6，与单片机控制模块5连接，用于通过真空泵产生负压提供吸引动力；

抽吸模块7，与单片机控制模块5连接，用于通过抽吸管进行抽吸；

冲洗模块8，与单片机控制模块5连接，用于吸液后进行冲洗操作；实时定量监控和调节；

显示模块9，与单片机控制模块5连接，用于显示检测信息。

本发明提供的负压控制模块6包括真空模块、调压模块；

真空模块，用于通过真空泵产生真空负压动力；

调压模块，用于调节负压的大小。

本发明提供的显示模块9包括指示灯模块、显示屏模块；

指示灯模块，用于通过状态指示灯显示设备工作状态；

显示屏模块，用于通过显示屏显示检测的数据信息。

所述单片机控制模块对摄像模块的图像的缝合线采用消除跨重叠区域遮挡求解最小连通域的方法，具体包括：

1)采用阈值分割的方法将图像分为两部分，高量值区和低量值区，阈值代价准则定义：

其中为tcost求得的误匹配度量矩阵，δ·thmax是图像分割阈值，其中thmax为重叠区域的最大误匹配量值，δ为固定常量，δ∈(0；tcost为cost的二值化矩阵；

2)判断缝合线的起点和终点是否均在低量值区(tcost_b＝0)且位于同一连通分量，即判断起点终点间是否存在一条路径；若不存在，表示图中存在一条或多条跨重叠区域的遮挡；查找跨重叠区域的遮挡，并逐步减小此遮挡区域的量值，直到不存在跨重叠区域的遮挡，使起点和终点位于同一连通分量内；此时起点终点所在的连通区域，即求解的缝合线最小连通域；

所述显示模块的图像转换成灰度图像，对输入图像进行gamma校正；计算灰度图像中每个像素点(x,y)的水平方向和垂直方向梯度值gx(x,y)和gy(x,y)；

gx(x,y)＝i(x+1,y)-i(x-1,y)；

gy(x,y)＝i(x,y+1)-i(x,y-1)；

式中，i(x,y)表示像素点(x,y)处的灰度值，根据下式计算像素点(x,y)处的梯度幅值g(x,y)和方向α(x,y)；

所述负压控制模块利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率时，包括以下步骤：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)时刻，对表示的频率值进行聚类，得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数，个聚类中心则表示载频的大小，分别用表示；

第二步，对每一采样时刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚类算法对进行聚类，同样可得到个聚类中心，用表示；

第三步，对所有求均值并取整，得到源信号个数的估计即

第四步，找出的时刻，用ph表示，对每一段连续取值的ph求中值，用表示第l段相连ph的中值，则表示第l个频率跳变时刻的估计；

第五步，根据第二步中估计得到的以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为：

这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值；

第六步，估计每一跳对应的载频频率，用表示第l跳对应的个频率估计值，计算公式如下：

本发明使用时，通过吸力检测模块1对吸引器的吸力数据进行检测；通过储量检测模块2对吸引器的吸液存储量进行检测；通过摄像模块3对吸液过程进行实时监控；通过噪声检测模块4对吸引器的噪声进行检测；单片机控制模块5启动负压控制模块6产生负压提供吸引动力；通过抽吸模块7进行抽吸；通过冲洗模块8进行冲洗操作；最后，通过显示模块9显示检测信息。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。