一种用于前列腺剜除后组织粉碎的选择性安全控制系统及其方法与流程

本发明涉及内窥镜的，特别是一种用于前列腺剜除后组织粉碎的选择性安全控制系统及其方法。

背景技术：

1、经尿道前列腺剜除术（如激光剜除术）中，通常需要在剜除完成后，利用组织粉碎器将游离的前列腺组织粉碎并经吸引通道排出体外，以完成手术过程；然而，在实际临床应用中，现有技术仍存在如下问题：首先，组织识别能力不足，难以有效区分目标组织与膀胱壁，容易造成出血甚至穿孔等并发症；其次，吸壁风险高且缺乏实时识别与预警机制；再次，术野易受血液及冲洗液影响导致可视性下降，降低手术效率与安全性；此外，现有技术通常缺乏多模态信息联控，对操作者经验依赖程度较高。

2、cn119318512a提供了一种负压旋切装置、系统及方法，对旋切电机的实时电流进行动态检测，并根据实时电流合理调整控制参数，这种检测方法只能判断组织是否被吸入或是否存在异常阻力，其信号特征易受到组织形态、吸引状态及流体扰动等因素影响，难以稳定区分游离组织与壁面组织。

3、cn119624795b公开了一种内窥镜白光图像的血管增强方法、装置、设备及存储介质，该方法主要用于输出增强画面，方便医生目视观察，在术野存在较多血液、冲洗液或光照不均的情况下，会显著影响图像的亮度与对比度。

技术实现思路

1、本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种用于前列腺剜除后组织粉碎的选择性安全控制系统及其方法，能够解决以上问题。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种用于前列腺剜除后组织粉碎的选择性安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、s1、实时采集电子内窥镜和组织粉碎器的工作信息；电子内窥镜的工作信息包括图像数据、系统驱动信号、吸引负压、灌注流量；组织粉碎器的工作信息包括电机电流、扭矩、转速、负载信号；

4、s2、对组织粉碎器操作状态进行识别，若组织粉碎器为操作状态，则进入s3，若否，则继续监测；

5、s3、基于内窥镜图像信号对术野内的组织状态进行识别；

6、s4、基于内窥镜图像信号对术野清晰度状态进行识别；

7、s5、控制单元基于组织粉碎器操作状态、术野内组织状态及术野清晰度状态的识别结果，对吸引、切削及灌注进行协同控制。

8、作为优选，所述s2中，所述组织粉碎器操作状态包括停机状态、空载状态、捕获状态和回收状态。

9、作为优选，所述s2中，基于电机驱动信号和电机负载信号实现对组织粉碎器操作状态的识别：

10、a)停机状态为吸引泵电机和组织粉碎器电机无驱动信号；

11、b)空载状态为吸引泵电机有驱动信号，负载小于第一阈值a，或\和组织粉碎器电机有驱动信号，负载小于第二阈值b；

12、c)捕获状态为吸引泵电机有驱动信号，负载不小于第一阈值a，组织粉碎器电机无驱动信号；

13、d)回收状态由捕获状态切换得到，吸引泵电机有驱动信号，负载不小于第一阈值a，组织粉碎器电机有驱动信号，负载不小于第二阈值b。

14、作为优选，所述s3中，所述组织性质识别结果包括带血供组织和失活组织，用于组织性质识别的内窥镜图像为系统进入捕获状态时刻的内窥镜图像，或\和此时刻之前的m帧缓存图像，或\和此时刻后的n帧图像。

15、作为优选，所述s3中，用于组织性质识别的内窥镜图像包括基于常规白光图像和/或血液抑制增强图像，所述血液抑制增强图像通过琥珀光、窄带光或去血显示算法中的一种或多种获得。

16、作为优选，所述s3中，控制单元基于白光图像与血液抑制增强图像之间的差异特征，计算组织血供风险参数，从而得到组织性质识别结果；当所述血供风险参数超过预设阈值时，判定该组织为带血供组织或失活组织。

17、作为优选，所述s3中，先进行图像前处理，再计算白光图像和血液抑制增强图像的图像特征差异，图像前处理方式包括但不限于阈值分割、图像分割等，过滤掉器械、远景、背景部分像素。

18、作为优选，所述s4中，所述控制单元基于常规白光图像和/或血液抑制增强图像的可视性指标，判断术野清晰度状态；当检测到血液遮挡或视野下降时，自动控制灌注泵电机转速执行灌注冲洗。

19、作为优选，所述s4中，所述术野清晰度状态通过以下至少一种指标确定：图像整体亮度或对比度下降；红色/暗色区域占比超过阈值；血液抑制增强图像与白光图像差异减小；组织边界清晰度下降；ai识别置信度降低；图像出现大面积动态漂浮颗粒。

20、作为优选，所述s4中，当术野清晰度低于阈值时，控制单元执行第二保护动作，第二保护动作包括以下至少一种操作：暂停粉碎头切削；降低或关闭吸引负压；启动或增强灌注冲洗；调整灌注流量；延迟恢复切削直至视野恢复。

21、作为优选，所述s5中，当组织粉碎器操作状态为捕获状态，组织性质识别结果为白色失活组织时，控制单元将组织粉碎器电机驱动信号解除禁用，控制单元允许粉碎头切削；当组织粉碎器操作状态为捕获状态，组织性质识别结果为带血供组织时，控制单元执行第一保护动作，第一保护动作包括停刀、退刀、降低吸引负压和关闭吸引负压中的一种或多种。

22、作为优选，所述s5中，控制单元输出相应的提示信息。

23、作为优选，当血液抑制增强图像用于识别膀胱壁或出血点时，优先触发灌注冲洗，以增强结构边界显示，并提高组织分类准确性。

24、本发明提出了一种用于前列腺剜除后组织粉碎的选择性安全控制系统，其特征在于：包括电子内窥镜、组织粉碎器、吸引通道、灌注通道及控制单元，所述电子内窥镜的镜鞘上设有工作通道和灌注通道，所述工作通道中设有组织粉碎器，组织粉碎器连接动力电机，组织粉碎器内部设有抽吸通道，抽吸通道连接吸引通道，组织粉碎器的头部设有粉碎头，所述组织粉碎器和电子内窥镜与控制单元连接，所述控制单元用于执行上述的选择性安全控制方法。

25、作为优选，所述粉碎头具有保护端头及组织进入窗。

26、作为优选，所述粉碎头内部具有用于容纳组织的捕获腔，所述捕获腔为旋流腔。

27、作为优选，所述保护端头为柔性保护头或硬性保护头或网状结构。

28、作为优选，所述粉碎头为条件暴露结构。

29、本发明的有益效果：本发明的控制单元基于内窥镜图像信号、系统驱动信号、吸引负压、灌注流量，或粉碎头电机电流、扭矩、转速、负载的信号进行组织粉碎器操作状态识别及术野中组织性质识别，通过多模态信息互补，精准完成组织粉碎器实时操作状态识别以及术野内组织性质的判定，为后续安全控制提供可靠的数据支撑；

30、本发明能够有效区分目标组织与膀胱壁，识别到捕获状态及带血供组织（膀胱壁）时，执行停刀、退刀、降低或关闭吸引负压，避免粉碎器械误切割、误吸附健康组织，极大提升了内镜粉碎手术的操作安全性，降低术中出血、组织损伤等并发症风险；

31、本发明实时监测术野清晰度状态，可自主识别术中出血、组织碎屑、浑浊流体导致的视野模糊、遮挡问题，在检测到术野清晰度下降、无法满足手术操作视野要求时，系统可自动启动灌注冲洗动作，实时净化术野、稀释血液与浑浊流体，快速恢复清晰术野；

32、本发明基于组织粉碎器操作状态、术野内组织状态及术野清晰度状态的识别结果，对粉碎过程进行动态控制，形成感知-决策-执行的闭环控制系统，可根据术中实时工况动态调整粉碎作业参数与操作状态，大幅提升手术稳定性与作业效率。

33、本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。