一种基于人工智能的支气管镜检查用扩展支撑装置

本发明涉及医疗辅助领域，具体涉及一种基于人工智能的支气管镜检查用扩展支撑装置。

背景技术：

1、在支气管镜临床检查与治疗过程中，部分患者因气道狭窄、管壁柔软，极易出现气道塌陷现象。该问题会直接造成支气管镜镜体推进困难，术中观察视野持续晃动，严重影响各项诊疗操作正常开展。现有常规支撑器械多为固定结构，难以根据不同患者的气道形态进行自适应调整，支撑范围、支撑力度难以适配不同患者的个体情况。在使用过程中，由于不同人群的气道管径、狭窄段长度、管壁柔韧度存在个体差异，固定式支撑器械难以实现个性化适配，医护人员需要手动反复调整支撑位置，不仅操作流程繁琐，还容易因支撑力度控制不当，对人体脆弱的气道黏膜造成机械损伤。

2、因此，本发明提供一种基于人工智能的支气管镜检查用扩展支撑装置，以提高支撑操作的灵活性，保障操作通道通畅，从而提高检查稳定性与安全性。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种基于人工智能的支气管镜检查用扩展支撑装置，用于气道狭窄部位的动态扩张支撑，并依托ai识别气道状态实现自动调控，降低频繁地人工调校，提升操作灵活性与便捷性。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于人工智能的支气管镜检查用扩展支撑装置，包括支气管镜和控制器，支气管镜表面可拆卸连接有若干用于对支气管狭窄处进行扩张支撑的扩张组件；控制器内置有ai模块；ai模块用于基于支气管镜的图像信息，评估支气管的狭窄情况，并根据支气管狭窄情况，控制扩张组件是否对支气管进行支撑扩张并脱离支气管镜。

3、进一步，扩张组件均包括若干第一支撑瓣和若干第二支撑瓣，第一支撑瓣和第二支撑瓣交替滑动连接形成支撑环，支撑环外表面均固定连接有支撑气囊层；第一支撑瓣和第二支撑瓣内壁均固定连接有固定气囊层；

4、第一支撑瓣和第二支撑瓣内部均设置有用于控制支撑气囊层膨胀状态的第一泵组件；第一支撑瓣和第二支撑瓣内部均设置有第二泵组件，第二泵组件与固定气囊层一一对应，第二泵组件用于控制对应固定气囊层的膨胀状态；第一泵组件和第二泵组件均与控制器信号连接。

5、进一步，每一第一支撑瓣靠近第二支撑瓣的两端均固定连接有若干滑动杆；每一第二支撑瓣靠近第一支撑瓣的两端均开有滑动槽，滑动槽均与滑动杆一一对应。

6、进一步，滑动槽内均设置有若干弹簧，弹簧两端分别固定连接于滑动槽内壁和滑动杆上。

7、进一步，支气管镜前段表面套设有定位环，固定气囊层靠近支气管镜的一侧均设有与定位环对应的限位凹槽，且限位凹槽均贯穿固定气囊层底端；

8、第一支撑瓣和第二支撑瓣内表面均固定连接有弧形结构的红外发射端，且红外发射端处于同一水平面；支气管镜表面固定连接有环形结构的红外接收端；红外接收端与控制器信号连接。

9、进一步，支撑气囊层表面环设有若干“v”型结构的稳定槽，且稳定槽均沿支撑环轴线方向开设；每一稳定槽的两侧壁上均设有若干第一倒钩和若干第二倒钩。

10、进一步，每一稳定槽侧壁中，第一倒钩和第二倒钩在稳定槽的长度方向上为对称分布，第一倒钩和第二倒钩的倒钩方向相反且倒钩方向均沿支撑环轴线方向布置。

11、进一步，ai模块实时接收支气管镜采集的图像信息，结合气道解剖特征判别待释放的支撑环的实时位置，区分待释放的支撑环所处区域为气管、主支气管、叶支气管或段支气管；同时对图像内容进行分析，识别对应的气道区域是否存在支气管狭窄；当检测到支气管狭窄时，输出提示信号，由操作人员人工判定是否启动扩张支撑作业；确认启动后，调用预设支撑策略，对待释放的支撑环的支撑状态进行自适应调节。

12、进一步，预设支撑策略包括一级膨胀、二级膨胀、三级膨胀和四级膨胀；一级膨胀对应的支撑气囊层的膨胀尺寸适配气管内径范围，二级膨胀对应的支撑气囊层的膨胀尺寸适配主支气管内径范围，三级膨胀对应的支撑气囊层的膨胀尺寸适配叶支气管内径范围，四级膨胀对应的支撑气囊层的膨胀尺寸适配段支气管内径范围。

13、进一步，支撑气囊层表面设有若干与控制器信号连接的压力传感器；ai模块实时接收压力传感器采集的压力数据，判断当前支撑压力是否达到对应档位的预设压力值，达标后停止对支撑气囊层进行充气；并同步判断实时压力是否超出预设压力预警值，当实时压力超出压力预警值时，执行泄压操作，并同步输出声光报警信号。

14、进一步，第一支撑瓣和第二支撑瓣内部均设置有用于为支撑环提供沿支气管镜滑动动力的第三泵组件；第三泵组件均与控制器信号连接。

15、采用上述方案有以下有益效果：

16、1、本方案，依托人工智能识别技术替代传统人工主观判断，自动化完成气道状态检测与支撑扩张作业，优化支气管镜检查作业流程。在工作过程中，ai模块实时接收支气管镜采集的气道高清图像，识别气道内部形态变化，智能判别支气管狭窄病灶位置、狭窄程度以及管壁塌陷等不良状态，替代传统医师肉眼观察、经验判断的模式，提升狭窄识别的精准度与时效性。同时ai模块根据识别出的气道狭窄情况，匹配对应的支撑作业逻辑，自动控制扩张组件启停，驱动支撑气囊层与固定气囊层完成自适应膨胀扩张作业，针对性撑开狭窄、塌陷的气道管腔，持续维持气道操作通道的通畅性，解决传统人工调整支撑器械操作繁琐（例如需要反复调整支撑器位置、需多次将支气管镜伸入与抽出）的问题，从而降低人工操作力度把控不均以及反复操作时引发的气道黏膜损伤，同时解决气道狭窄、管壁塌陷导致的镜体推进受阻、术中视野晃动模糊等问题；

17、2、本方案，通过设置多组可拆卸的扩张组件，并搭配四级自适应膨胀支撑策略，同时适配临床单发支气管狭窄与多发支气管狭窄两类主流病症，覆盖各类常规气道狭窄诊疗场景。临床诊疗中，针对单一位置的单发气道狭窄，可调用单组扩张组件到达目标位置后，ai模块根据该狭窄位置对应的气道层级，匹配对应的膨胀档位，调控支撑气囊层的膨胀尺寸与支撑力度，完成针对性定点支撑扩张；针对多位置、跳跃式分布的多发气道狭窄，可实现多点位逐一支撑作业：当前启动工作的支撑环可通过自适应膨胀结构完成主动扩张，使自身支撑内径显著大于未启动、处于收缩待机状态的闲置支撑环，依靠尺寸差异形成分段式独立支撑结构，避免多组支撑环相互干扰，能够按照狭窄位点分布顺序逐一完成支撑作业，同时各扩张组件独立接收ai控制信号，根据不同狭窄位点的气道类型（气管、主支气管、叶支气管和段支气管）、狭窄程度，分别匹配一级至四级差异化膨胀参数，互不干扰、适配不同病灶的支撑需求；

18、3、本方案，在ai智能调控支撑气囊层自适应膨胀、完成气道狭窄部位贴合扩张支撑后，支撑气囊层紧密抵压在气道黏膜表面，其表面的v型稳定槽能够增大气囊与气道黏膜的接触面积，适配气道内壁的弧形生理结构，提升接触面摩擦力（气管内壁组织嵌入稳定槽内），防止支撑环出现相对于气管的径向转动。与此同时，稳定槽两侧壁对称布设、反向朝向布置的第一倒钩与第二倒钩形成双向限位结构，分别对支撑环沿气管的左右滑动进行双向约束，牢牢贴合柔软且存在呼吸动态形变的气道管壁，抵消诊疗过程中镜体微动、患者轻微体位变化以及气道呼吸开合带来的扰动，从而在检查过程中降低支撑环移位导致的支撑失效、气道黏膜摩擦损伤等问题，保障狭窄气道全程处于稳定撑开状态。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。