CN112515760A - 基于数量分析的模式转换平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于数量分析的模式转换平台，包括：智能排石机构，内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元，药物存储罐储存剂量不超过预设剂量阈值的排石药物，药物供应单元***药物储存罐内，模式切换单元用于在选择药物排石模式时，关闭钬激光发射单元并打开药物供应单元的药物输送管道，否则，启动钬激光发射单元并关闭药物供应单元的药物输送管道。本发明的基于数量分析的模式转换平台操作简单、运行可靠。由于能够引入内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元的智能排石机构，实现对现场患者的自适应排石模式的选择的切换，从而避免产生人工决策带来的偏差。

Description

基于数量分析的模式转换平台
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种基于数量分析的模式转换平台。
背景技术
20世纪80年代，基于AI的规则表示与推理技术(尤其是专家***)基于规则的专家控制***得到迅速发展，如瑞典奥斯特隆姆的专家控制，美国萨里迪斯的机器人控制中的专家控制等。随着20世纪80年代中期人工神经网络研究的再度兴起，控制领域研究者们提出并迅速发展了充分利用人工神经网络良好的非线性逼近特性、自学习特性和容错特性的神经网络控制方法。随着研究的展开和深入，形成智能控制新学科的条件逐渐成熟。1985年8月，IEEE在美国纽约召开了第一届智能控制学术讨论会，讨论了智能控制原理和***结构。由此，智能控制作为一门新兴学科得到广泛认同，并取得迅速发展。近十几年来.随着智能控制方法和技术的发展，智能控制迅速走向各种专业领域，应用于各类复杂被控对象的控制问题，如工业过程控制***、机器人***、现代生产制造***、交通控制***等。
目前，在将钬激光应用人体胆管排石的应用场景中，钬激光能起到不错的治疗效果，但是如果人体胆管内的结石过多，这时仍采用钬激光进行碎石，会导致胆管内的结石数量进一步增加，对结石的清理不利，因而需要药物冲洗的模式进行排石。如何在治疗现场进行上述排石模式的选择和切换，是目前需要解决的难题之一。
发明内容
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种基于数量分析的模式转换平台，能够引入内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元的智能排石机构，实现对现场患者的自适应排石模式的选择的切换，从而避免产生人工决策带来的偏差。
为此，本发明需要具备以下三处关键的发明点：
(1)采用内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元的智能排石机构，用于为胆结石患者同时提供现场双模式排石***；
(2)智能排石机构的模式切换单元用于在选择药物排石模式时，关闭钬激光发射单元并打开药物供应单元的药物输送管道，还用于在选择激光排石模式时，启动钬激光发射单元并关闭药物供应单元的药物输送管道；
(3)基于人体胆管结石的数量自动为胆结石患者选择激光排石模式或药物排石模式。
根据本发明的一方面，提供了一种基于数量分析的模式转换平台，所述平台包括：
智能排石机构，内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元，所述药物存储罐储存剂量不超过预设剂量阈值的排石药物，所述药物供应单元***所述药物储存罐内。
更具体地，在所述基于数量分析的模式转换平台中：
所述模式切换单元与所述模式分析设备连接，用于在所述模式分析设备选择药物排石模式时，关闭所述钬激光发射单元并打开所述药物供应单元的药物输送管道。
更具体地，在所述基于数量分析的模式转换平台中：
所述模式切换单元还用于在所述模式分析设备选择激光排石模式时，启动所述钬激光发射单元并关闭所述药物供应单元的药物输送管道。
更具体地，在所述基于数量分析的模式转换平台中，所述平台还包括：
胆管采样机构，包括插管结构、位于插管结构末端的手动插管设备和位于插管结构顶端的***头和辅助光源，所述***头用于***人体胆管对胆管内部环境执行摄像操作，以获得当前时刻对应的胆管采样图像；
所述插管结构包括包裹管体和设置在所述包裹管体内的可伸缩插管，手动插管设备用于在人工控制下调节所述可伸缩插管的管长；
所述辅助光源与所述手动插管设备连接，设置在所述***头的附近，用于在所述手动插管设备调节后的所述可伸缩插管的管长超过预设长度阈值时，启动对所述***头前方环境的辅助照明；
渲染处理机构，被设置在所述包裹管体内，与所述***头连接，用于对接收到的胆管采样图像执行图像信号渲染处理，以获得渲染后图像；
空域增强设备，位于所述渲染处理机构的后端，被设置在所述包裹管体内，与所述渲染处理机构连接，用于对所述渲染后图像执行基于图像空域增强处理，以获得内容增强图像；
数量捕获机构，与所述空域增强设备连接，用于基于结石成像特征识别出所述内容增强图像中每一个结石对象所在的图像区域，进而将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出；
模式分析设备，与所述数量捕获机构连接，用于在接收到的当前统计数量大于第二数量阈值时，为当前人体选择药物排石模式；
其中，所述模式分析设备还用于在接收到的当前统计数量小于等于所述第二数量阈值时，为当前人体选择激光排石模式；
其中，将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出包括：计算所述内容增强图像中每一个结石对象的图像区域的像素的数量，将像素的数量高于第一数量阈值的图像区域对应的结石对象作为面积偏大的结石对象；
其中，所述数量捕获机构和所述模式分析设备都设置在所述包裹管体内，所述语音播放设备设置在所述插管结构的末端；
其中，将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出包括：计算所述内容增强图像中每一个结石对象的图像区域的像素的数量，将像素的数量低于等于所述第一数量阈值的图像区域对应的结石对象作为面积偏小的结石对象。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于数量分析的模式转换方法，所述方法包括使用一种如上述的基于数量分析的模式转换平台，用于基于人体胆管结石数量自适应切换为人体当前结石患病状态选择的有效排石模式。
本发明的基于数量分析的模式转换平台操作简单、运行可靠。由于能够引入内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元的智能排石机构，实现对现场患者的自适应排石模式的选择的切换，从而避免产生人工决策带来的偏差。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的基于数量分析的模式转换平台的智能排石机构的钬激光发射单元的内部结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的基于数量分析的模式转换平台的实施方案进行详细说明。
钬激光是以钇铝石榴石(YAG)为激活媒质，掺敏化离子铬(Cr)、传能离子铥(Tm)、激活离子钬(Ho)的激光晶体(Cr:Tm:Ho:YAG)制成的脉冲固体激光装置产生的新型激光。可应用于泌尿外科、五官科、皮肤科、妇科等科室手术。该激光手术为无创或微创手术，病人的治疗痛苦非常小。钬激光的应用，使泌尿系结石的治疗迈上了一个新台阶。钬激光波长2.1μm，脉冲式激光，是目前众多外科手术用激光中最新的一种。产生的能量可使光纤末端与结石之间的水汽化，形成微小的空泡，并将能量传至结石，使结石粉碎成粉末状。水吸收了大量的能量，减少了对周围组织的损伤。同时钬激光对人体组织的穿透深度很浅，仅为0.38mm。因此在碎石时可以做到对周围组织损伤最小，安全性极高。
目前，在将钬激光应用人体胆管排石的应用场景中，钬激光能起到不错的治疗效果，但是如果人体胆管内的结石过多，这时仍采用钬激光进行碎石，会导致胆管内的结石数量进一步增加，对结石的清理不利，因而需要药物冲洗的模式进行排石。如何在治疗现场进行上述排石模式的选择和切换，是目前需要解决的难题之一。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于数量分析的模式转换平台，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的基于数量分析的模式转换平台包括：
智能排石机构，内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元，所述药物存储罐储存剂量不超过预设剂量阈值的排石药物，所述药物供应单元***所述药物储存罐内，其中，所述钬激光发射单元的内部结构如图1所示。
接着，继续对本发明的基于数量分析的模式转换平台的具体结构进行进一步的说明。
所述基于数量分析的模式转换平台中：
所述模式切换单元与所述模式分析设备连接，用于在所述模式分析设备选择药物排石模式时，关闭所述钬激光发射单元并打开所述药物供应单元的药物输送管道。
所述基于数量分析的模式转换平台中：
所述模式切换单元还用于在所述模式分析设备选择激光排石模式时，启动所述钬激光发射单元并关闭所述药物供应单元的药物输送管道。
所述基于数量分析的模式转换平台中还可以包括：
胆管采样机构，包括插管结构、位于插管结构末端的手动插管设备和位于插管结构顶端的***头和辅助光源，所述***头用于***人体胆管对胆管内部环境执行摄像操作，以获得当前时刻对应的胆管采样图像；
所述插管结构包括包裹管体和设置在所述包裹管体内的可伸缩插管，手动插管设备用于在人工控制下调节所述可伸缩插管的管长；
所述辅助光源与所述手动插管设备连接，设置在所述***头的附近，用于在所述手动插管设备调节后的所述可伸缩插管的管长超过预设长度阈值时，启动对所述***头前方环境的辅助照明；
渲染处理机构，被设置在所述包裹管体内，与所述***头连接，用于对接收到的胆管采样图像执行图像信号渲染处理，以获得渲染后图像；
空域增强设备，位于所述渲染处理机构的后端，被设置在所述包裹管体内，与所述渲染处理机构连接，用于对所述渲染后图像执行基于图像空域增强处理，以获得内容增强图像；
数量捕获机构，与所述空域增强设备连接，用于基于结石成像特征识别出所述内容增强图像中每一个结石对象所在的图像区域，进而将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出；
模式分析设备，与所述数量捕获机构连接，用于在接收到的当前统计数量大于第二数量阈值时，为当前人体选择药物排石模式；
其中，所述模式分析设备还用于在接收到的当前统计数量小于等于所述第二数量阈值时，为当前人体选择激光排石模式；
其中，将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出包括：计算所述内容增强图像中每一个结石对象的图像区域的像素的数量，将像素的数量高于第一数量阈值的图像区域对应的结石对象作为面积偏大的结石对象；
其中，所述数量捕获机构和所述模式分析设备都设置在所述包裹管体内，所述语音播放设备设置在所述插管结构的末端；
其中，将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出包括：计算所述内容增强图像中每一个结石对象的图像区域的像素的数量，将像素的数量低于等于所述第一数量阈值的图像区域对应的结石对象作为面积偏小的结石对象。
所述基于数量分析的模式转换平台中还可以包括：
语音播放设备，与所述模式分析设备连接，用于播放与选择的药物排石模式或者激光排石模式对应的语音通知信息。
所述基于数量分析的模式转换平台中：
所述辅助光源还用于在所述手动插管设备调节后的所述可伸缩插管的管长未超过所述预设长度阈值时，停止对所述***头前方环境的辅助照明。
所述基于数量分析的模式转换平台中还可以包括：
存储器阵列，由三个相同结构的存储器构成，用于分别为所述渲染处理机构、所述空域增强设备和所述数量捕获机构提供内部数据的存储；
其中，所述存储器阵列设置在所述数量捕获机构的右侧，其三个相同结构的存储器都为FLASH闪存。
所述基于数量分析的模式转换平台中还可以包括：
实时分配机构，分别与所述存储器阵列、所述渲染处理机构、所述空域增强设备和所述数量捕获机构连接；
其中，所述实时分配机构根据所述存储器阵列中的每一个存储器的数据溢出情况，将数据未溢出的其他存储器暂时用于数据溢出的存储器的辅助存储器，以维持所述渲染处理机构、所述空域增强设备和所述数量捕获机构被存储的内部数据不被覆盖。
所述基于数量分析的模式转换平台中：
所述实时分配机构设置在所述数量捕获机构的右侧以及所述实时分配机构由FPGA芯片来实现；
其中，所述空域增强设备和所述数量捕获机构分别具有各自的电源输入接口且分别具有各自的用于配置运行参数的串行通信接口。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种基于数量分析的模式转换方法，所述方法包括使用一种如上述的基于数量分析的模式转换平台，用于基于人体胆管结石数量自适应切换为人体当前结石患病状态选择的有效排石模式。
另外，在所述基于数量分析的模式转换平台中，FLASH闪存是属于内存器件的一种。闪存是一种非易失性(Non-Volatile)内存，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。NAND闪存的存储单元则采用串行结构，存储单元的读写是以页和块为单位来进行(一页包含若干字节，若干页则组成储存块，NAND的存储块大小为8到32KB)，这种结构最大的优点在于容量可以做得很大，超过512MB容量的NAND产品相当普遍，NAND闪存的成本较低，有利于大规模普及。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种基于数量分析的模式转换平台，其特征在于，所述平台包括：
智能排石机构，内置有钬激光发射单元、模式切换单元、药物存储罐和药物供应单元，所述药物存储罐储存剂量不超过预设剂量阈值的排石药物，所述药物供应单元***所述药物储存罐内。
2.如权利要求1所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于：
所述模式切换单元与所述模式分析设备连接，用于在所述模式分析设备选择药物排石模式时，关闭所述钬激光发射单元并打开所述药物供应单元的药物输送管道。
3.如权利要求2所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于：
所述模式切换单元还用于在所述模式分析设备选择激光排石模式时，启动所述钬激光发射单元并关闭所述药物供应单元的药物输送管道。
4.如权利要求3所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于，所述平台还包括：
胆管采样机构，包括插管结构、位于插管结构末端的手动插管设备和位于插管结构顶端的***头和辅助光源，所述***头用于***人体胆管对胆管内部环境执行摄像操作，以获得当前时刻对应的胆管采样图像；
所述插管结构包括包裹管体和设置在所述包裹管体内的可伸缩插管，手动插管设备用于在人工控制下调节所述可伸缩插管的管长；
所述辅助光源与所述手动插管设备连接，设置在所述***头的附近，用于在所述手动插管设备调节后的所述可伸缩插管的管长超过预设长度阈值时，启动对所述***头前方环境的辅助照明；
渲染处理机构，被设置在所述包裹管体内，与所述***头连接，用于对接收到的胆管采样图像执行图像信号渲染处理，以获得渲染后图像；
空域增强设备，位于所述渲染处理机构的后端，被设置在所述包裹管体内，与所述渲染处理机构连接，用于对所述渲染后图像执行基于图像空域增强处理，以获得内容增强图像；
数量捕获机构，与所述空域增强设备连接，用于基于结石成像特征识别出所述内容增强图像中每一个结石对象所在的图像区域，进而将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出；
模式分析设备，与所述数量捕获机构连接，用于在接收到的当前统计数量大于第二数量阈值时，为当前人体选择药物排石模式；
其中，所述模式分析设备还用于在接收到的当前统计数量小于等于所述第二数量阈值时，为当前人体选择激光排石模式；
其中，将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出包括：计算所述内容增强图像中每一个结石对象的图像区域的像素的数量，将像素的数量高于第一数量阈值的图像区域对应的结石对象作为面积偏大的结石对象；
其中，所述数量捕获机构和所述模式分析设备都设置在所述包裹管体内，所述语音播放设备设置在所述插管结构的末端；
其中，将所述内容增强图像中对应的图像区域的面积偏大的结石对象的数量作为当前统计数量输出包括：计算所述内容增强图像中每一个结石对象的图像区域的像素的数量，将像素的数量低于等于所述第一数量阈值的图像区域对应的结石对象作为面积偏小的结石对象。
5.如权利要求4所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于，所述平台还包括：
语音播放设备，与所述模式分析设备连接，用于播放与选择的药物排石模式或者激光排石模式对应的语音通知信息。
6.如权利要求5所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于：
所述辅助光源还用于在所述手动插管设备调节后的所述可伸缩插管的管长未超过所述预设长度阈值时，停止对所述***头前方环境的辅助照明。
7.如权利要求6所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于，所述平台还包括：
存储器阵列，由三个相同结构的存储器构成，用于分别为所述渲染处理机构、所述空域增强设备和所述数量捕获机构提供内部数据的存储；
其中，所述存储器阵列设置在所述数量捕获机构的右侧，其三个相同结构的存储器都为FLASH闪存。
8.如权利要求7所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于，所述平台还包括：
实时分配机构，分别与所述存储器阵列、所述渲染处理机构、所述空域增强设备和所述数量捕获机构连接；
其中，所述实时分配机构根据所述存储器阵列中的每一个存储器的数据溢出情况，将数据未溢出的其他存储器暂时用于数据溢出的存储器的辅助存储器，以维持所述渲染处理机构、所述空域增强设备和所述数量捕获机构被存储的内部数据不被覆盖。
9.如权利要求8所述的基于数量分析的模式转换平台，其特征在于：
所述实时分配机构设置在所述数量捕获机构的右侧以及所述实时分配机构由FPGA芯片来实现；
其中，所述空域增强设备和所述数量捕获机构分别具有各自的电源输入接口且分别具有各自的用于配置运行参数的串行通信接口。
10.一种基于数量分析的模式转换方法，所述方法包括提供一种如权利要求1-9任一所述的基于数量分析的模式转换平台，用于基于人体胆管结石数量自适应切换为人体当前结石患病状态选择的有效排石模式。
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