【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉，具体涉及一种腹腔镜手术器械追踪方法。
技术介绍
1、腹腔镜手术是一种微创的手术方式，它通过使用一种带有摄像头的细长管状器械即腹腔镜来辅助医生进行手术操作。腹腔镜手术器械包括腹腔镜镜头、分离钳、无损伤钳、抓钳、气腹针、大抓钳、电凝钩和双极电凝、超声刀、一次性切割闭合器和冲洗吸引器，手术过程中医生通过腹腔镜镜头清晰地看到病灶部位手术的进行。传统腹腔镜手术需要医生根据手术情况调整腹腔镜镜头，或者配备一名持镜助手根据主刀医生指令调整腹腔镜镜头，从而获得较优的手术视野，但这加大了主刀医生的手术负担，在长时间的腹腔镜手术中也会出现人手颤抖带来的不良影响，从而降低手术的稳定性和精确性，因此，目前亟需一种能够自动为医生提供清晰的手术视野，减轻医生的手术任务，同时提高手术效率的方法。
技术实现思路
1、针对现有方法的不足以及实际应用的需求，为减轻医生的手术任务，提高手术效率和安全性能力，解决自动给医生提供清晰且位置最佳的稳定手术视野的问题。一方面，本专利技术提供一种腹腔镜手术器械追踪方法，所述的腹腔镜手术器械追踪方法，包括以下步骤：获取腹腔镜手术图像，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的质心位置和景深系数；利用所述质心位置，获得手术器械在所述腹腔镜手术图像的第一视野位置；结合所述腹腔镜手术图像的中间位置、所述景深系数和所述第一视野位置，获得腹腔镜视野调整距离目标；根据所述腹腔镜视野调整距离目标和腹腔镜机械臂调整控制误差阈值，调整腹腔镜机
2、可选地，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的质心位置，包括以下步骤：通过直线检测方法，获得所述手术器械多边形标记的每条边对应直线；根据所述每条边对应直线，获得所述手术器械多边形标记的顶点位置；将所述顶点位置的平均位置作为所述手术器械多边形标记的质心位置。本专利技术通过直线检测方法识别手术器械多边形标记，并通过直线相交的方式确定手术器械多边形标记的顶点，从而获得手术器械多边形标记在腹腔镜手术图像中的质心位置，识别效果优良，有利于提高本专利技术后续算法的准确度。
3、可选地，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的景深系数，满足以下公式：其中，表示手术器械多边形标记的景深系数，n表示腹腔镜手术图像中手术器械数量，表示第i个手术器械多边形标记在当前腹腔镜手术图像中的面积，表示第i个手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积。本专利技术利用手术器械多边形标记畸变后的面积获得的景深系数，能够充分体现腹腔镜手术图像中腹腔镜手术器械的畸变状态，进一步提高了本专利技术的实用性。
4、可选地，所述利用所述质心位置，获得手术器械在所述腹腔镜手术图像的第一视野位置，满足以下公式：其中，n表示腹腔镜手术图像中手术器械数量，po表示手术器械在所述腹腔镜手术图像的第一视野位置，pi表示第i个手术器械多边形标记的质心位置，表示第i个手术器械多边形标记在当前腹腔镜手术图像中的面积，表示第i个手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积，丨丨表示欧氏距离函数。本专利技术提供的第一视野位置，是充分展示各手术器械的最优视野，有利于提高本专利技术的鲁棒性。
5、可选地，所述手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积，满足以下公式：其中，表示第i个手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积，δ表示腹腔镜手术类型影响因子，α1表示腹腔镜图像扩大倍数，α2表示腹腔镜图像水平像素数，α3表示腹腔镜焦距参数，θ表示腹腔镜视野角度，si表示第i个手术器械多边形标记真实面积。本专利技术计算获得的手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积，充分结合了腹腔镜手术特点和腹腔镜参数，适用于各种腹腔镜手术类型以及各种腹腔镜，进一步提高了本专利技术的适用性。
6、可选地，所述腹腔镜手术类型影响因子，满足以下关系：当腹腔镜手术类型为腹腔镜阑尾切除术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.1；当腹腔镜手术类型为腹腔镜胆囊切除术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.1；当腹腔镜手术类型为腹腔镜卵巢囊肿手术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.2；当腹腔镜手术类型为腹腔镜下疝修补手术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.2；当腹腔镜手术类型为腹腔镜胃肠外科手术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.5；当腹腔镜手术类型为腹腔镜肝切除术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.7；当腹腔镜手术类型为腹腔镜胆道探查取石术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.7；当腹腔镜手术类型为腹腔镜胰腺切除术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.7；当腹腔镜手术类型为腹腔镜结肠切除术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.7；当腹腔镜手术类型为腹腔镜胃癌根治术，腹腔镜手术类型影响因子δ＝0.8。本专利技术提供的腹腔镜手术类型影响因子，能够有效准确反应腹腔镜手术类型对手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积的影响。
7、可选地，所述结合所述腹腔镜手术图像的中间位置、所述景深系数和所述第一视野位置，获得腹腔镜视野调整距离目标，满足以下公式：其中，d表示腹腔镜视野调整距离目标，pc表示腹腔镜手术图像的中间位置，表示手术器械多边形标记的景深系数，po表示手术器械在所述腹腔镜手术图像的第一视野位置。本专利技术提供的腹腔镜视野调整距离目标，能够有效为腹腔镜机械臂调整提供目标基础，进一步提高了本专利技术的准确度。
8、可选地，所述腹腔镜机械臂调整控制误差阈值，满足以下公式：其中，n表示腹腔镜手术图像中手术器械数量，表示第i个手术器械多边形标记在调整前腹腔镜手术图像中的面积，φi表示第i个手术器械多边形标记在调整后腹腔镜手术图像中的面积，δ表示腹腔镜机械臂调整控制误差阈值。本专利技术通过控制腹腔镜机械臂调整控制误差，维持手术器械多边形标记在腹腔镜手术图像中面积比例，保证了腹腔镜手术器械与腹腔镜镜头保持稳定距离，提高了腹腔镜手术的安全性。
9、可选地，所述根据所述腹腔镜视野调整距离目标和腹腔镜机械臂调整控制误差阈值，调整腹腔镜机械臂，包括以下步骤：当所述腹腔镜视野调整距离目标小于或等于腹腔镜视野调整距离阈值，不调整腹腔镜机械臂；当所述腹腔镜视野调整距离目标大于腹腔镜视野调整距离阈值，调整腹腔镜机械臂。本专利技术通过腹腔镜机械臂调整控制误差阈值，减少了腹腔镜机械臂调整频率，从而提高了腹腔镜手术图像的稳定性，减少了医生因画面反复移动产生的视觉疲劳。
10、第二方面，为能够高效地执行本专利技术所提供的一种腹腔镜手术器械追踪方法，本专利技术还提供了一种腹腔镜手术器械追踪系统，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包含程序本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述的腹腔镜手术器械追踪方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的质心位置，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的景深系数，满足以下公式：
4.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述利用所述质心位置，获得手术器械在所述腹腔镜手术图像的第一视野位置，满足以下公式：
5.根据权利要求3或4所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积，满足以下公式：
6.根据权利要求5所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述腹腔镜手术类型影响因子，满足以下关系：
7.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述结合所述腹腔镜手术图像的中间位置、所述景深
8.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述腹腔镜机械臂调整控制误差阈值，满足以下公式：
9.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述根据所述腹腔镜视野调整距离目标和腹腔镜机械臂调整控制误差阈值，调整腹腔镜机械臂，包括以下步骤：
10.一种腹腔镜手术器械追踪系统，其特征在于，所述腹腔镜手术器械追踪系统，包括：输入设备、输出设备、处理器、存储器，所述输入设备、输出设备、处理器、存储器相互连接，所述存储器包括程序指令，所述程序指令用于执行权利要求1-9任一项所述腹腔镜手术器械追踪方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述的腹腔镜手术器械追踪方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的质心位置，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，识别所述腹腔镜手术图像中的手术器械多边形标记，获得所述手术器械多边形标记的景深系数，满足以下公式：
4.根据权利要求1所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述利用所述质心位置，获得手术器械在所述腹腔镜手术图像的第一视野位置，满足以下公式：
5.根据权利要求3或4所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特征在于，所述手术器械多边形标记在标准腹腔镜手术图像中的面积，满足以下公式：
6.根据权利要求5所述的一种腹腔镜手术器械追踪方法，其特...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。