【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械领域，特别是涉及一种应用于手术机器人组织识别的相关系统和方法。
技术介绍
1、目前的手术机器人系统在外科医生操作的过程中，缺乏主手端的触觉反馈，只能依靠内窥镜系统去估计手术器械目前遇到了什么人体组织。通过内窥镜图像进行肉眼观察，有时难以准确识别组织的硬度和质地，容易造成手术操作用力过大或过小，损伤组织或缝线。同时也无法感知手术过程中的细微变化，影响手术操作的精细度。另外，由于缺乏触觉反馈，使外科医生难以获得手术的真实感受，增加手术难度。
技术实现思路
1、为了解决现有手术切割缝合过程中，难以辨别组织类型的问题，本专利技术提出技术方案如下：
2、本专利技术的第一方面提供了一种组织识别系统，包括：手术器械，包括末端的图像采集装置，其中，所述图像采集装置用于采集体内组织的图像数据，所述图像数据包括多组分区数据；处理器，存储有组织识别模型，所述组织识别模型包括识别模块和多个激活模块，所述识别模块与每个所述激活模块连接，每个所述激活模块分别与不同组别的分区数据关联；所述处理器被配置为：提取每个所述分区数据的图像特征，并基于所述图像特征，对关联的激活模块进行激活，以及确定激活时长；所述识别模块生成每个所述激活模块相对于激活时长的关系图，并基于所述关系图，识别所述体内组织的至少一个组织类别。
3、优选的，所述激活模块包括一个激活单元和多个抑制单元；每个所述抑制单元的输入端与一组其他激活模块的第一激活单元连接，每个所述抑制单元的输出端与同一激活模块的第
4、优选的，所述处理器被配置为：在激活时序的预设范围内，若所述同组激活单元均激活完成，则通过与所述同组激活单元连接的抑制单元，对第二激活单元的激活过程执行抑制操作；其中，所述预设激活时序按照所述激活时长的长短进行排序。
5、优选的，所述多个抑制单元划分为多个组别，其中，每组抑制单元代表不同的场景类别；所述处理器被配置为：响应于每个所述激活单元逐一激活完成，动态选择至少一种场景类别的抑制单元组别；利用动态选择的抑制单元组别，执行对第二激活单元激活的抑制操作，其中，所述抑制操作用于延长所述激活时长。
6、优选的，所述处理器还被配置为：根据每个所述抑制单元的预设权重，确定每个所述抑制操作对所述激活时长的延长时长。
7、优选的，所述激活模块中设置有标准波形图，所述标准波形图处于标准时间尺度；所述处理器被配置为：基于所述图像特征，按照所述图像采集装置的曝光时间尺度，控制所述激活模块的电位随着所述标准波形图递增；当所述电位达到所述标准波形图的波峰时，记录所述标准时间尺度下的当前时间，得到每个所述激活模块的激活时长。
8、优选的，所述标准波形图包括多个分段，每个所述分段包括上升段和重置段，所述波峰处于每个所述分段中上升段至重置段的连接处；所述处理器还被配置为：控制所述激活模块的电位随着所述上升段递增、以及控制所述激活模块在所述重置段进行重置电位和延长激活时长；在每个所述分段中，将延长的激活时长，叠加到所述电位达到所述波峰时的激活时长；根据每个所述分段对应的叠加后的时长，确定最终的激活时长。
9、优选的，所述处理器还被配置为：根据所述图像特征，按照预设转化关系，确定每个所述分区数据在所述曝光时间尺度下的电位增长曲线；基于所述电位增长曲线，控制所述激活模块的电位随着所述标准波形图递增；其中，所述激活模块的电位的递增速度与所述电位增长曲线的增长速度相关。
10、优选的，所述处理器还被配置为：获取预设的参照关系图；计算所述参照关系图和所述关系图之间的相似度；根据所述相似度确定所述体内组织的至少一个组织类别。
11、优选的，所述处理器还被配置为：按照激活时长的多个预设时长区间，将所述关系图划分为多个局部片段；匹配每个所述局部片段与所述参照关系图之间的局部相似度，并根据每个所述相似度，得到所述参照关系图和所述关系图之间的相似度。
12、本专利技术的第二方面提供了一种组织识别模型的训练方法，所述组织识别模型应用于如前述的组织识别系统，所述组织识别模型还包括优化模块，所述训练方法包括：获取训练数据集，其中，训练数据集包括训练图像和标注数据，所述标注数据用于标注所述训练图像中的真实组织类别；按照预设连接概率，在每个所述激活模块中，对抑制单元的输入端与其他激活模块的激活单元进行随机连接，以及设置每个所述抑制单元的初始权重；将所述训练数据集输入所述组织识别模型，并通过所述组织识别模型识别所述训练图像中的至少一个组织估计类别；根据所述标注数据和所述至少一个组织估计类别，通过所述优化模块，调整与每个所述抑制单元的输入端随机连接的其他激活模块的激活单元、以及每个所述抑制单元的初始权重；直到所述组织识别模型满足预设收敛条件时停止调整，确定最终与每个所述抑制单元的输入端连接的一组其他激活模块的第一激活单元、以及每个所述抑制单元在执行抑制操作时的预设权重。
13、本专利技术的第三方面提供了一种触觉反馈系统，所述触觉反馈系统包括主操作台和从操作设备，以及分别与所述主操作台和从操作设备连接的处理器；所述从操作设备包括近端连接的手术器械，用于在驱动所述手术器械末端设置的图像采集装置时，采集体内组织的图像数据，所述图像数据包括多组分区数据；所述处理器存储有组织识别模型，所述组织识别模型包括识别模块和多个激活模块，所述识别模块与每个所述激活模块连接，每个所述激活模块分别与不同组别的分区数据关联；所述处理器被配置为：从所述从操作设备获取图像数据；提取每个所述分区数据的图像特征，并基于所述图像特征，对关联的激活模块进行激活，以及确定激活时长；所述识别模块生成每个所述激活模块相对于激活时长的关系图，并基于所述关系图，识别所述体内组织的至少一个组织类别；基于所述至少一个组织类别，对所述主操作台进行触觉反馈。
14、本专利技术的有益效果是：通过手术器械的末端采集组织的图像数据，将图像数据分为多个局部区域的分区数据，每个分区数据转换成激活模块的激活信号，对激活模块进行激活，并与激活时长构建关系图，以表示每个分区数据的特征相对强度，用于识别体内组织的一种或者多种组织类型。直接使用内窥镜系统即可完成触觉反馈，提升手术操作的真实感。
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1.一种组织识别系统，其特征在于，所述组织识别系统包括：
2.根据权利要求1所述的组织识别系统，其特征在于，所述激活模块包括一个激活单元和多个抑制单元；每个所述抑制单元的输入端与一组其他激活模块的第一激活单元连接，每个所述抑制单元的输出端与同一激活模块的第二激活单元连接；
3.根据权利要求2所述的组织识别系统，其特征在于，所述处理器被配置为：
4.根据权利要求2所述的组织识别系统，其特征在于，所述多个抑制单元划分为多个组别，其中，每组抑制单元代表不同的场景类别；
5.根据权利要求4所述的组织识别系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
6.根据权利要求1所述的组织识别系统，其特征在于，所述激活模块中设置有标准波形图，所述标准波形图处于标准时间尺度；
7.根据权利要求6所述的组织识别系统，其特征在于，所述标准波形图包括多个分段，每个所述分段包括上升段和重置段，所述波峰处于每个所述分段中上升段至重置段的连接处；
8.根据权利要求6所述的组织识别系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
9.
10.根据权利要求9所述的组织识别系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
11.一种组织识别模型的训练方法，所述组织识别模型应用于如权利要求1-10中任一项所述的组织识别系统，其特征在于，所述组织识别模型还包括优化模块，所述训练方法包括：
12.一种触觉反馈系统，其特征在于，所述触觉反馈系统包括主操作台和从操作设备，以及分别与所述主操作台和从操作设备连接的处理器；
...【技术特征摘要】
1.一种组织识别系统，其特征在于，所述组织识别系统包括：
2.根据权利要求1所述的组织识别系统，其特征在于，所述激活模块包括一个激活单元和多个抑制单元；每个所述抑制单元的输入端与一组其他激活模块的第一激活单元连接，每个所述抑制单元的输出端与同一激活模块的第二激活单元连接；
3.根据权利要求2所述的组织识别系统，其特征在于，所述处理器被配置为：
4.根据权利要求2所述的组织识别系统，其特征在于，所述多个抑制单元划分为多个组别，其中，每组抑制单元代表不同的场景类别；
5.根据权利要求4所述的组织识别系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
6.根据权利要求1所述的组织识别系统，其特征在于，所述激活模块中设置有标准波形图，所述标准波形图处于标准时间尺度；
7....
【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，黄润楸，窦鑫，张茂苹，黄楚忠，
申请(专利权)人：深圳市精锋医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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