一种可调荧光摄像角度的体内腔镜系统的制作方法

本发明涉及图像通信领域，特别涉及一种可调荧光摄像角度的体内腔镜系统。

背景技术：

1、腔镜手术是一门新发展起来的微创手术方法，是未来手术方法发展的一个必然趋势。随着工业制造技术的突飞猛进，相关学科的融合为腔镜手术开展新技术、新方法奠定了坚定的基础，腔镜手术所造成的创伤很小、瘢痕很小，手术为精准直接的进入，对周围组织的损伤降至最低，术后发生粘连的机会变小，患者术后伤口疼痛明显减轻，住院天数较少，从而使患者负担费用大大减少，同时医院病床周转率加快，腔镜系统被广泛用于各类手术。

2、例如公告号为cn101267569a的中国专利公开了一种图像通信显示装置及其图像通信方法，包括：成像单元，其拾取和处理对象的图像信号；语音输入单元，其接收对象的语音信号；编码器，其接收和编码图像和语音信号并产生关于该对象的信息；解码器，其解码编码的图像和语音信号以及编码的外部信号；网络收发器，其传送编码的图像和语音信号以及关于该对象的信息；控制器，其控制该编码器、解码器和网络收发器，并输出基于经过网络收发器接收的关于远程一方的信息的语音指引指令信号；显示单元，其显示解码的图像信号；以及语音输出单元，其输出解码的语音信号和输出基于语音指引指令信号的语音指引通知。

3、例如公告号为cn103997520a的中国专利公开了一种远程病理诊断切片数字图像处理及传输技术，适用于彼此通过网络远程连接的切片扫描终端、web服务器以及客户端之间，包括步骤：s1、所述切片扫描终端通过扫描获取当前的数字病理切片图像；s2、在急需情况下，所述切片扫描终端接收所述客户端的请求并将当前扫描获取到的所述数字病理切片图像直接发送给所述客户端；s3、在非急需情况下，所述切片扫描终端将扫描获取到的所述数字病理切片图像备份上传到所述web服务器，随后所述web服务器接收到所述客户端的请求才向所述客户端发送请求的数字病理切片图像。本发明能有效解决现有技术中远程病理诊断切片上传到网络服务器时间过长导致无法满足急诊时有限时间内发出报告的要求。

4、上述专利均存在以下不足：由于人体的管道内经常会有凸起病灶，在进行摄像头伸入的过程中，摄像头可能会与凸起病灶发生摩擦，对病灶造成损失导致病灶的加重，现有技术无法对凸起病灶进行有效识别，以避免摄像头可能会与凸起病灶发生摩擦对病灶造成损失导致病灶的加重。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种可调荧光摄像角度的体内腔镜系统，能够有效解决背景技术中的问题：由于人体的管道内经常会有凸起病灶，在进行摄像头伸入的过程中，摄像头可能会与凸起病灶发生摩擦，对病灶造成损失导致病灶的加重，现有技术无法对凸起病灶进行有效识别，以避免摄像头可能会与凸起病灶发生摩擦对病灶造成损失导致病灶的加重。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种可调摄像角度的体内腔镜系统一种可调荧光摄像角度的体内腔镜系统，所述系统用于人体内各腔体的微创手术中，所述腔镜系统包括摄影子系统和数据处理子系统，所述摄影子系统包括能够调节摄像角度的摄像头和传输管道，所述数据处理子系统包括数据采集及模型构建端口、数据分析处理端口、数据控制端口和指令执行端口，所述数据采集端口用于采集超声波发出的数据、进行超声波成像和人体腔内模型构建，所述数据分析端口用于分析推进及回退阻碍和规划实时路线，所述数据控制端口用于根据规划好的路线，将指令反馈到系统，指引腔镜推进和回退过程中进行越过，不能越过时进行绕过，所述指令执行端口用于进行腔镜的推进与回退。

4、所述数据采集端口包括数据收集模块、超声波成像模块、人体腔内图像生成模块和数据传送模块，所述数据收集模块用于收集超声波监测到的实时数据信息以及腔镜数据，包括腔内直径、腔镜直径、腔内凸起高度、腔内凸起半径、凸起能够承受的最大应力、腔镜的重力、腔壁对腔镜的支持力和凸起的特征信息，超声波成像模块用于通过收集到的超声波的实时数据进行成像，所述人体腔内图像生成模块用于根据超声波实时成像情况生成人体腔内图像，数据传送模块用于各模块之间数据的传送。

5、所述数据分析端口包括第一数据采集和储存模块、凸起分析模块、路线规划模块和第一数据传输模块，所述第一数据采集和储存模块用于对数据采集端口的数据进行采集和储存，所述凸起分析模块用于根据数据采集和储存模块采集到的凸起特征信息进行分析，分辨凸起的种类，所述路线规划模块用于将数据采集和储存模块采集到的数据带入腔镜越过策略，计算出腔镜能否越过凸起，若不能越过凸起，则将数据带入腔镜绕过策略，计算出腔镜能否绕过凸起，所述第一数据传输模块用于各模块之间的数据传输。

6、所述数据控制端口包括第二数据采集和储存模块、指令生成模块、指令发出模块和第二数据传输模块，所述第二数据采集和储存模块用于对数据分析端口的数据进行采集和储存，所述指令生成模块用于通过数据采集和储存模块采集的数据生成腔镜的操作指令，所述指令发出模块用于发出指令生成模块所生成的指令，所述第二数据传输模块用于各模块之间的数据传输。

7、所述指令执行端口包括第三数据采集和储存模块、指令执行模块和第三数据传输模块，所述第三数据采集和储存模块用于对数据控制端口的数据进行采集和储存，所述指令执行模块用于对采集到的数据控制端口的数据进行执行，所述第三数据传输模块用于各模块之间的数据传输。

8、本发明的进一步改进在于，所述摄影子系统包括能够调节摄像角度的摄像头和传输管道，所述能够调节摄像角度的摄像头采用4k摄像头，用于监控腔内环境，所述传输管道包括摄像角度调节模块和图像接收模块，所述摄像角度调节模块用于通过操作人员在计算机上手动输入摄像角度、手动选择方向来调节摄像角度，所述图像接收模块用于接收并显示摄像头监测到的场景。

9、本发明的进一步改进在于，所述凸起分析模块根据已知各类病灶特征进行分析，根据特征分析出为某一类病灶时腔镜停止推进和回退，分析出为腔内正常凸起时计算腔镜能否越过凸起，若腔镜不能越过凸起，则计算能否绕过凸起。

10、本发明的进一步改进在于，腔镜越过策略为：当时，凸起表面仅存在体液摩擦力，腔镜能够越过凸起；当时，凸起表面仅存在体液摩擦力，腔镜能够越过凸起；当，凸起表面存在体液摩擦力和腔镜摩擦力，，由于，，所以凸起表面仅存在体液摩擦力，腔镜能够越过凸起；当时，若凸起受到的总应力，那么腔镜能够越过凸起，若凸起受到的总应力，那么腔镜不能够越过凸起，其中为腔内凸起的高度，为腔体内的体液摩擦力，为腔内直径，为腔镜直径，为腔镜摩擦力，为腔镜与凸起之间的压力，为腔镜与凸起之间的摩擦系数，为凸起能够承受的最大应力。

11、本发明的进一步改进在于，腔镜绕过策略为：将腔体轮廓、凸起轮廓和腔镜轮廓代入仿真软件matlab中，求腔镜和凸起之间、腔镜和腔壁之间的切线和切点以及两条切线与腔镜所受重力的交点，计算得到重力与腔镜和凸起之间的切线之间的夹角以及腔壁对腔镜支持力与腔镜和腔壁之间的切线的夹角，当且越过时凸起受到的总应力，若腔镜直径，那么腔镜能够绕过凸起，当腔镜直径时，腔镜对凸起产生的压力为，腔镜摩擦力，若凸起受到的总应力，那么腔镜能够绕过凸起，若凸起受到的总应力，那么腔镜不能够绕过凸起，其中为腔内凸起的高度，为腔体内的体液摩擦力，为腔内直径，为腔镜直径，为腔镜摩擦力，为腔镜与凸起之间的压力，为腔镜与凸起之间的摩擦系数，为凸起能够承受的最大应力，为腔内凸起半径，为腔镜的重力，为腔壁对腔镜的支持力，为重力与腔镜和凸起之间的切线之间的夹角，为腔壁对腔镜支持力与腔镜和腔壁之间的切线的夹角。

12、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

13、1.通过可调节摄像角度的摄像头对腔镜经过的区域进行监测，能够全面地观察到人体腔内的情况，有效保障腔体在腔镜经过后的安全。

14、2.通过判断凸起类别，计算腔镜能否越过腔内凸起，若不能越过，则计算能否绕过腔内凸起，自动指引腔镜进行操作规划路径，减小了因为人工操作而产生的不确定性，同时避免了对人体内部组织的伤害。