一种阻断热缺血时间自动计时方法及系统与流程

本发明涉及图像识别，具体涉及一种阻断热缺血时间自动计时方法及系统。

背景技术：

1、在肾部分切除、肝切除等需要暂时阻断器官供血的外科手术中，术者常通过夹闭动脉或相关供血血管来减少术中出血并改善手术视野，动脉阻断后至解除阻断前的时间通常称为热缺血时间（warm ischemia time, wit）。研究表明，肾动脉阻断导致的热缺血时间应控制在25分钟以内，否则可能造成肾功能不可逆损伤；肝脏热缺血耐受时间通常不超过15-20分钟。因此，热缺血时间与术后器官功能保护、手术质量评估、病例复盘及科研统计密切相关，是术中必须准确记录的核心指标之一。目前，关于手术时间的信息几乎完全来自术后叙述性报告，但这些报告往往不够全面或准确。

2、然而，目前临床上对热缺血时间记录的手段主要依赖人工计时，即由术者、助手或巡回护士在阻断和松阻断时手动启动、停止计时，并将结果记入手术记录；但是人工操作往往容易出现启动延迟、停止延迟、遗漏或不同人员记录口径不一致等问题，且对于存在多次试探性阻断、短暂解除阻断或重复阻断的病例，单纯人工记录还容易混淆真正应计入热缺血时间的起止点。

3、或是采用术后人工回看的方法，即术后通过回放手术视频，人工查找阻断和松阻断动作所在的时间点，再计算热缺血时间，但是人工回看的耗时较长，且可能因为复核人员的专业水平不同而导致统计的热缺血时间不同，进而影响术后患者肾功能评估、手术质量评价及临床决策的准确性。

4、还可以采用基于ai的手术阶段或动作识别方法，利用计算机视觉算法检测阻断夹的放置和移除，从而实现热缺血时间的自动测量；但是现有基于ai的识别方法通常仅输出当前手术阶段标签或独立的动作检测结果，缺乏将阻断事件与松阻断事件进行时序因果配对并形成闭合计时结果的完整逻辑链条。部分方法虽能检测阻断夹的放置和移除，但缺乏对多次阻断、试探性阻断等复杂场景下阻断-松阻断配对关系的建模能力，导致计时精度和鲁棒性有待进一步提高。

5、因而，我们提出一种能够准确计算出热缺血时间的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种阻断热缺血时间自动计时方法及系统，其用于解决传统热缺血时间计算的准确度低的问题。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种阻断热缺血时间自动计时方法，具体包括：

4、获取术中视频流，基于视频流构建连续的视频帧序列，并建立各帧与绝对时间戳之间的映射关系；

5、采用滑动窗口机制对视频帧序列进行采样，获得多个时序窗口单元；

6、提取各时序窗口单元内的动作特征，并基于时序上下文认知令牌对动作特征进行长程时序增强，获得增强后的动作表征；

7、基于增强后的动作表征进行动作分类，识别时序窗口单元对应的动作类别，其中动作类别包括阻断动作和松阻断动作；

8、对识别出的动作类别概率序列进行事件化处理，提取候选阻断事件和候选松阻断事件；

9、响应于计时激活信号，根据当前时刻之前的最近一次有效阻断事件确定计时起点，并根据计时起点之后的有效松阻断事件确定计时终点，输出热缺血持续时间。

10、进一步的，基于时序上下文认知令牌对动作特征进行长程时序增强，包括：

11、获取当前时序窗口单元及其前后邻域的连续多个窗口单元的动作特征，构成局部时序特征序列；

12、在特征空间中引入一组可学习的时序上下文认知令牌，将局部时序特征序列与所述时序上下文认知令牌沿时序维度拼接，并通过时序自注意力机制进行特征交互，获得增强后的动作表征。

13、进一步的，长程时序增强步骤还包括：

14、将增强后的当前窗口动作表征作为查询向量，将时序上下文认知令牌作为键向量和值向量，通过时序交叉注意力机制计算当前窗口动作与长程时序背景之间的关联特征；

15、基于当前窗口动作表征与关联特征之间的差异，计算自适应门控标量；

16、利用自适应门控标量对当前窗口动作表征和关联特征进行加权合成，获得复合动作特征；

17、基于复合动作特征输出当前窗口的动作类别后验概率。

18、进一步的，所述对识别出的动作类别概率序列进行事件化处理，包括：

19、对动作类别概率序列进行时序平滑滤波；

20、当平滑后的概率值超出启动阈值时激活事件记录，当概率值回落至结束阈值以下时停止事件记录，提取出至少一个离散事件，并将所提取的各离散事件定义为候选事件；

21、分别计算各候选阻断事件和各候选松阻断事件的综合置信度评分，综合置信度评分基于以下一项或多项因素确定：事件内的峰值概率、事件内的平均概率、事件的持续时间长度、事件内各窗口的时序一致性评分；

22、基于综合置信度评分对各候选事件进行筛选，获得有效阻断事件集合和有效松阻断事件集合。

23、进一步的，计时激活信号通过以下方式确定：

24、实时获取外部手术阶段识别结果，当阶段识别结果指示进入预设的热缺血相关手术阶段时，生成计时激活信号；

25、当时序上下文认知令牌的特征变化量超过预设阈值时，生成计时激活信号。

26、进一步的，所述根据当前时刻之前的最近一次有效阻断事件确定计时起点，具体包括：

27、在计时激活信号生成之前，持续维护最近一次出现的有效阻断事件作为候选阻断锚点；

28、响应于计时激活信号，锁定当前维护的候选阻断锚点，以该候选阻断锚点的结束时间戳作为热缺血计时的绝对起点。

29、进一步的，所述有效阻断事件通过以下方式确定：

30、获取外部器械识别结果，所述器械识别结果至少包括阻断夹的检测信息；

31、对于事件化处理提取出的候选阻断事件，统计该候选事件覆盖时段内阻断夹的检测存在率；

32、仅当检测存在率高于预设门限值时，将该候选事件确定为有效阻断事件。

33、进一步的，所述根据计时起点之后的有效松阻断事件确定计时终点，具体包括：

34、在计时起点锁定后，从有效松阻断事件集合中检索时间戳晚于计时起点的候选松阻断事件；

35、分别计算候选阻断锚点与各候选松阻断事件之间的配对评分；

36、选取配对评分最高的候选松阻断事件，即有效松阻断事件作为配对终点，以其结束时间戳作为热缺血计时的绝对终点。

37、一种阻断热缺血时间自动计时系统，包括：

38、视频输入模块，用于获取术中视频流，构建连续的视频帧序列，并建立各帧与绝对时间戳之间的映射关系；

39、帧采样与时空预处理模块，用于采用滑动窗口机制对所述视频帧序列进行采样，获得多个时序窗口单元；

40、动作识别模块，用于提取各时序窗口单元内的动作特征，并基于时序上下文认知令牌对动作特征进行长程时序增强，获得增强后的动作表征，基于增强后的动作表征进行动作分类，输出各时序窗口单元对应的动作类别概率；

41、事件化模块，用于对动作类别概率序列进行事件化处理，提取候选阻断事件和候选松阻断事件；

42、配对计时模块，用于响应于计时激活信号，根据当前时刻之前的最近一次有效阻断事件确定计时起点，并根据计时起点之后的有效松阻断事件确定计时终点，输出热缺血持续时间。

43、一种电子设备，包括：

44、处理器，存储器，通信接口；

45、所述存储器用于存储所述处理器的可执行指令；

46、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的阻断热缺血时间自动计时方法。

47、本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

48、本发明公开了一种阻断热缺血时间自动计时方法及系统，通过在动作识别基础上进一步执行事件化处理，将连续概率序列转化为具有明确边界的阻断事件与松阻断事件，并在此基础上通过阻断-松阻断配对机制自动锁定计时终点，使得计时结果具有完整的时序因果逻辑自洽性，能够有效应对多次试探性阻断、短暂解除阻断或重复阻断等复杂手术场景，自动区分真正应计入热缺血时间的起止点，提高热缺血时间计算的准确度。

49、另外，通过引入可学习的时序上下文认知令牌，并利用时序自注意力机制使局部窗口动作特征与全局手术流程语义进行深度交互，使得动作识别结果能够感知手术进度的宏观背景，有效避免将发生在非热缺血阶段（如游离、缝合阶段）的偶发器械动作误判为阻断或松阻断事件，提升了识别的上下文合理性。