CN112163974A - 一种手术采集学习分享方法及其*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手术采集学***。

Description

一种手术采集学习分享方法及其***
技术领域
本发明涉及一种手术采集学习分享方法及其***，属于医用信息技术领域。
背景技术
随着数字化与智能化手术室的逐渐推广与建立，手术在变得更加安全高效的同时，很多珍贵的手术影像资料得以保存。但对很多医生、学者而言，手术经验是宝贵而稀缺的。因此，如何能够将手术过程中产生的珍贵图像进行学习和交流，是一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种方便医生、学者对经典手术案例的学***的手术采集学习分享方法及其***。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种手术采集学习分享方法，包括以下步骤：
S01，采集手术过程中的音视频及图片素材；
S02，对音视频及图片素材进行剪辑和标注处理；
S03，将处理后的音视频及图片素材分享给用户；
S04，用户进行浏览和评论。
S01中，同时手势指令或者语音指令控制录像的开始与停止，生成音视频；通过踩脚踏板压力控制截图，生成图片素材。
S02中，将音视频素材分成连续帧的图片，根据需要指定删除部分帧的图片；根据病人隐私保护的需要，在选择的一系列帧的音视频图片中使用图片进行指定区域的遮蔽，隐私遮蔽上的图片采用高斯模糊算法进行模糊处理。
通过对图片素材的部分像素修改色彩实现标注处理，通过使用移除固定位置的像素实现裁剪处理。
S03中，将音视频及图像素材转换为一条数据填充在分享数据表中，用户从数据表中读取到该条数据。
S04中，用户评论操作数据在评论表中新建一条记录用于关联用户指定数据的内容。
S04中，用户在进行浏览和评论操作时，记录这些操作，并在积分表中记录积分，同时将积分转换为信用等级显示。
一种手术采集学习分享***，包括采集模块、剪辑处理模块、学习分享模块和数据处理模块，所述采集模块用于采集手术过程中的音视频及图片素材，所述剪辑处理模块用于对音视频及图片素材进行剪辑和标注处理，所述数据处理模块将处理后的音视频及图片素材分享给用户，所述学习分享模块用户进行学习和评论。
所述学习分享模块包括分享模块、浏览模块和评论模块，所述分享模块用于分享用户储存在所述数据处理模块资料，所述浏览模块用于用户浏览其他用户分享资料，所述评论模块用于用户浏览其他用户对某些内容的评论的操作。
所述数据处理模块包括存储模块、通讯模块和处理模块，所述存储模块用于存储用户的个人资料，上传的音视频、图片、文字资料以及用户之间的网络交流活动产生的各种数据，所述通讯模块用于协调各个模块之间的网络通讯，所述处理模块用于根据用户的网络活动数据分析计算出用户的信用等级与分数得失。
本发明的有益效果：本发明提供一种手术采集学***台；通过本发明***中学习分享模块对具体手术案例的分析、讨论，可以有效的提高自我素养；通过本发明***中学习分享模块的等级评分有效的激励用户医疗技术学习提升。
附图说明
图1为本发明一种手术采集学习分享***的框架结构图；
图2为本发明中脚踏板压力控制图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
为了让这医生、学者能够分享学***台，使得医生、学者在对经典手术案例的学***，同时通过本发明的等级评分措施更有效地激发学习兴趣。
如图1所示，本发明的一种手术采集学习分享***，包括采集模块、剪辑处理模块、学习分享模块和数据处理模块。采集模块可以采集手术过程中的音视频及图片素材，剪辑处理模块可以在手术后对采集好的音视频及图片素材进行标注、剪辑；学习分享模块可以分享、浏览、评论手术音视频及图片素材；数据处理模块可以存储手术音视频及图片素材，支撑上述模块的网络通讯需求，处理用户活动产生的数据。医师在通过采集模块从手术中采集音视频及图片素材后，使用剪辑处理模块处理后，通过数据分享模块分享。其他用户使用学习分享模块进行学习、评论、分享，用户活动所产生的数据由数据处理模块处理后评估信用等级从而进一步激励用户学习、评论、分享，最终完成良性循环。
采集模块由搭载素材采集***的计算机工作站，通过网络对手术室内的全景摄像头、腔镜、内窥镜、术野摄像头、生命监护仪等装置进行控制，根据医护人员的指令进行截图、录制操作以采集术中音视频及图片素材。指令包括医护人员做出的指定手势指令，医护人员发出的特定语音指令，以及医护人员踩踏脚踏板产生的指令。如图2所示，弹簧通过踩踏脚踏板的形变存储能量，在松开脚踏板后释放能量将脚踏板恢复，网口是脚踏板用来发送指令的端口，脚踏板通过内部采用压力传感器发送指令，根据操作者的踩踏发送指令告知计算机工作站中运行的***服务，***服务识别指令后对当前所有接入的手术室信号进行及时的截图并通过网络上传至数据处理模块。
剪辑处理模块是一种运行在个人计算机上能剪辑视频、标注图片的处理***，可以将存于数据处理模块的用户在手术过程中采集的音视频及图片素材或者用户通过网络主动上传的音视频中下载到***运行的计算机中，经过用户剪辑、标注处理后通过网络重新上传至数据处理模块。
学习分享模块为搭载在移动端与个人计算机上的学习分享***，还包括：分享模块：通过学习分享模块用户可以分享用户储存在数据处理模块的音视频资料、图片资料及文字资料供他人阅读浏览与评论；浏览模块：通过学习分享模块用户可以浏览其他用户分享的音视频资料、图片资料及文字资料；评论模块：通过学习分享模块用户可以浏览其他用户对某些内容的评论的操作。
数据处理模块，包括存储模块：用于存储用户的个人资料，上传的音视频、图片、文字资料以及用户之间的网络交流活动产生的各种数据；通讯模块：用于协调各个模块之间的网络通讯；数据处理模块：用于根据用户的网络活动数据分析计算出用户的信用等级与分数得失。
本发明还公开一种手术采集学习分享方法，具体包括以下步骤：
步骤1，在手术开始准备工作中，主治医师登陆本发明***输入个人信息和手术相关信息；
步骤2，手术过程中采集经典手术资料，可通过采集模块采集音视频及高清图片，采集模块的方法包含以下手势、语音和脚踏板三种方法，为手术过程中的医师提供便利。
步骤2.1，在手术过程中，采集模块中手势指令摄像头每隔100毫秒获取一次图像，可达到实时手势指令识别开始和停止录制素材。若匹配五指张开的手势，则接入采集模块的手术室信号，开始录制手术室内视频。若匹配握拳手势，则会停止录制。其中手势指令识别的方法，将每帧待识别图像输入深度神经网络中，经过Faster r-cnn目标检测算法最终输出手势识别内容。所述方法包括如下步骤：
步骤2.1.1，分别在简单场景和复杂场景下采集手势视频，并对视频进行分帧处理，将视频每秒分为24帧图像，对每帧图像手势区域进行标注，将标注信息左上坐标，右上坐标，左下坐标，右下坐标，0或1(0代表有无法识别的手势，1代表没有无法识别的手势)，手势识别内容保存为标签文件；
步骤2.1.2，对步骤2.1采集的数据进行扩增，增大数据样本量，提高识别的准确率。将图片分别旋转30度、45度、60度、90度、120度和180度，将其中部分图片进行缩放，分别缩放0.8和0.5，再编辑部分图片添加增加高斯噪声，根据原始图像旋转缩放的角度，将原始图像标注信息(左上坐标，右上坐标，左下坐标，右下坐标)作对应旋转和缩放角度的转变；
步骤2.1.3，用步骤2.1.1和步骤2.1.2制作的数据集，数据集划分为训练集，验证集和测试集。将训练集和验证集输入深度神经网络中，经过多层卷积核提取特征得到特征图，将特征图输入到RPN(区域建议网络)，RPN会对输入的特征图进行卷积计算得到256维的特征图。设置锚点和标注坐标的交集与并集的比小于0.3为负样本，256个锚点中正样本和负样本均128个；
步骤2.1.4，设置最大迭代次数为60000，基础学***均绝对值误差)损失函数进行计算，公式为：
Figure BDA0002646318340000051
其中MAE为平均绝对误差，yi为第i次误差值，n为迭代次数，yi p为1至i次迭代的误差平均值。当损失函数开始收敛，且精确度达到最大值，停止迭代并保存网络模型，用于手势识别。
步骤2.2，在手术过程中，采集模块中的麦克风会实时检测分析医师的声音，使用语言指令识别，如果匹配“开始录像”的指令则开始录制手术室内接入采集模块的手术室信号，如果匹配“停止录像”的指令则会停止录制手术室内接入采集模块的手术室信号。其中语音指令识别方法，将输入语音指令转为数字信息，通过去除噪音、端点检测、预加重、加窗分帧、提取特征参数、匹配的一些列步骤达成语音指令的识别。所述方法包括如下步骤：
步骤2.2.1，语音指令输入。
步骤2.2.2，将语音指令转为数字信息。本步骤的目的，通过采样处理，将模拟的语音指令数字化。
步骤2.2.3，去除上一步骤数字信息中的噪音。本步骤的目的，在于去除声音的无效信息，保证数字信息的质量与速度。
步骤2.2.4，使用两级判断法找出数字信息的收尾两个端点。
步骤2.2.5，通过高通数字滤波器加重数字信息的高频部分，传递函数为：H(z)＝1-αz-1，其中α为预加重系数，取值范围为0.9-1.0，z为激励值；本步骤的目的是降低***对语音的影响。
步骤2.2.6，使用汉明窗函数，公式为W(n,α)＝(1-α)-αcos(2*π*n/(N-1))，0≦n≦N-1，W(n,α)为截取的信号，n为汉明窗长度，α取0.46，将数字信息分为若干个分析帧。本步骤的目的是将数字信息有限化。
步骤2.2.7，分别从频域、时域去修正对应参数并提取特征参数。
步骤2.2.8，将数字信息的特征参数与预储存的指令语音特征参数的深信度网络模型进行匹配，获得识别结果。
步骤2.3，在手术过程中，医师在需要截取当前图片的时候，可以踩下脚踏板。图2是脚踏板的构造示意图，工作原理为：踩踏时将挤压弹簧将力传递给压力传感器，压力传感器将随后将指令通过网口发送到采集模块对接入的所有手术室信号进行截图操作。
步骤3，本发明装置采集模块在录制结束后或者截图后会将此次收集的素材上传至本发明装置数据处理模块；
经过上一步收集的音视频、图片素材，医师在手术后进一步对素材进行处理，处理步骤包含：
步骤3.1，登录进入在本发明装置视频剪辑模块；
步骤3.2，通过网络从数据处理模块下载指定手术的音视频素材，剪辑处理模块将音视频素材分成连续帧的图片，医师可以根据需要指定删除部分帧的图片，同时医师通过选择一系列帧的音视频图片，可选择图片需要遮蔽的区域，在图片选择区域的像素点使用高斯模糊用于隐私遮蔽；
步骤3.3，通过网络从数据处理模块下载指定手术的图片素材，使用剪辑处理模块可对图片素材的部分像素修改色彩，从而达到标注的目的；使用移除固定位置的像素达到裁剪的目的；改变相对图片固定位置的像素点，使用高斯模糊可以达到隐私遮蔽的目的；可以对标注处加上批注，通过点击图片的标注位置能显示所有相关联的标注；
步骤3.4，将步骤3.3的处理结果通过网络重新上传至本发明***中数据处理模块。
步骤4，医师可以通过本发明装置学习分享模块选择处理后的音视频及图片素材分享，学习分享模块向数据处理模块发送分享指令，数据处理模块收到指令后将指定的音视频及图像素材转换为一条数据填充在分享数据表中，其他用户学习分享模块浏览时可以从分享数据表中读取到该条数据，即可查看该医师的本次分享；
步骤5，本发明装置用户可以通过学习分享模块进行浏览操作，学习分享模块向数据处理模块发送浏览指令，数据处理模块将分享数据表和相关联的评论表中的内容按照时间倒序向学习分享模块发送数据，学习分享模块获取到数据后将在操作界面上显示内容。用户可以选择感兴趣的内容进行评论操作，学习分享模块将评论操作内容发送给数据处理模块。数据处理模块接收到评论操作数据后将在评论表中新建一条记录用于关联用户指定数据的内容，这样其他浏览用户均可通过学习分享模块的浏览操作，查看到本次评论的内容；
步骤6，用户浏览时进行评论操作，数据处理模块记录这些操作，并在积分表中记录积分，当积分表中的积分达到指定分数时，数据处理模块将提升该用户信用等级，其他用户在使用学习分享模块进行浏览时可以看到该用户的信用等级；
步骤7，本发明装置用户可以通过学习分享模块进行邀请其他用户解答操作，学习享模块将操作指令发送给数据处理模块，数据处理模块会对被邀请用户学习分享模块发送邀请指令，被邀请用户接受邀请指令并解答评论后，数据处理模块将在发起邀请用户的积分记录中增加一条扣除部分积分的记录，同时在被邀请用户的积分记录中增加一条增加相同积分的记录；
为达到上述目的，本发明还提供了计算机处理控制装置，包括：存储器：用于存储指令；处理器：用于根据所述指令进行操作执行本发明方法。为达到上述目的，本发明还提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手术采集学习分享方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，采集手术过程中的音视频及图片素材；
S02，对音视频及图片素材进行剪辑和标注处理；
S03，将处理后的音视频及图片素材分享给用户；
S04，用户进行浏览和评论。
2.根据权利要求1所述的一种手术采集学习分享方法，其特征在于：S01中，同时手势指令或者语音指令控制录像的开始与停止，生成音视频；通过踩脚踏板压力控制截图，生成图片素材。
3.根据权利要求1所述的一种手术采集学习分享方法，其特征在于：S02中，将音视频素材分成连续帧的图片，根据需要指定删除部分帧的图片；根据病人隐私保护的需要，在选择的一系列帧的音视频图片中使用图片进行指定区域的遮蔽，隐私遮蔽上的图片采用高斯模糊算法进行模糊处理。
4.根据权利要求3所述的一种手术采集学习分享方法，其特征在于：通过对图片素材的部分像素修改色彩实现标注处理，通过使用移除固定位置的像素实现裁剪处理。
5.根据权利要求1所述的一种手术采集学习分享方法，其特征在于：S03中，将音视频及图像素材转换为一条数据填充在分享数据表中，用户从数据表中读取到该条数据。
6.根据权利要求1所述的一种手术采集学习分享方法，其特征在于：S04中，用户评论操作数据在评论表中新建一条记录用于关联用户指定数据的内容。
7.根据权利要求1所述的一种手术采集学习分享方法，其特征在于：S04中，用户在进行浏览和评论操作时，记录这些操作，并在积分表中记录积分，同时将积分转换为信用等级显示。
8.一种手术采集学习分享***，其特征在于：包括采集模块、剪辑处理模块、学习分享模块和数据处理模块，所述采集模块用于采集手术过程中的音视频及图片素材，所述剪辑处理模块用于对音视频及图片素材进行剪辑和标注处理，所述数据处理模块将处理后的音视频及图片素材分享给用户，所述学习分享模块用户进行学习和评论。
9.根据权利要求8所述的一种手术采集学习分享***，其特征在于：所述学习分享模块包括分享模块、浏览模块和评论模块，所述分享模块用于分享用户储存在所述数据处理模块资料，所述浏览模块用于用户浏览其他用户分享资料，所述评论模块用于用户浏览其他用户对某些内容的评论的操作。
10.根据权利要求8所述的一种手术采集学习分享***，其特征在于：所述数据处理模块包括存储模块、通讯模块和处理模块，所述存储模块用于存储用户的个人资料，上传的音视频、图片、文字资料以及用户之间的网络交流活动产生的各种数据，所述通讯模块用于协调各个模块之间的网络通讯，所述处理模块用于根据用户的网络活动数据分析计算出用户的信用等级与分数得失。
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