一种医疗器械的多频段独立通道输出架构及方法与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种医疗器械的多频段独立通道输出架构及方法。


背景技术：

2.目前，采用电场治疗肿瘤成为一种有效的方法。现有技术中采用电场治疗肿瘤只能进行单一的控制，无法在实现对患者的全身进行检测，无法准确的确定肿瘤信息，同时无法根据患者的不同部位采取不同频段的电场进行治疗，容易导致对肿瘤细胞的分裂抑制不佳，也容易导致破坏正常的细胞，使得治疗效果不佳，影响用户体验。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种医疗器械的多频段独立通道输出架构，可以实现对患者的全身进行检测，便于准确的确定肿瘤信息，根据患者的不同部位及相应的肿瘤信息采取不同频段的电场进行治疗，避免现有技术中对肿瘤细胞的分裂抑制不佳的问题，同时也避免破坏正常的细胞，提高治疗效果。
4.本发明的第二个目的在于提出一种医疗器械的多频段独立通道输出方法。
5.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种医疗器械的多频段独立通道输出架构，包括：第一获取模块，用于获取人体上的若干检测点生成的若干张检测图像；
6.图像识别模块，用于对所述若干张检测图像进行第一次图像识别，筛选出肿瘤图像；对所述肿瘤图像进行第二次图像识别，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；
7.电场治疗模块，用于根据所述肢体位置确定目标独立通道，根据所述肿瘤信息确定电场参数，并通过所述目标独立通道根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。
8.根据本发明的一些实施例，所述电场参数包括电场频率及电场强度。
9.根据本发明的一些实施例，所述电场频率为60khz
‑
200khz；所述电场强度为2v/cm
‑
8v/cm。
10.根据本发明的一些实施例，还包括：
11.拍摄模块，用于拍摄在进行电场治疗时的监控视频；
12.第二获取模块，用于获取所述监控视频中的监控图像的频谱能量分布；
13.第一融合模块，用于将相邻的所述监控图像的频谱能量分布进行比较，在确定相邻的所述监控图像的频谱能量分布之间的相似度大于预设相似度时，进行第一次融合处理，得到第一融合图像；
14.第二融合模块，用于确定所述第一融合图像的边缘区域，并获取边缘区域内所有像素点的像素均值；根据相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值，在确定差值小于预设差值时，进行第二次融合处理，得到第二融合图像；
15.分割模块，用于确定所述第二融合图像的边缘切割节点，根据所述边缘切割节点
对所述监控视频进行帧节分割，得到视频帧数据；
16.确定模块，用于根据所述视频帧数据确定对应的肢体位置在进行电场治疗时的治疗状态；
17.修正模块，用于根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正。
18.根据本发明的一些实施例，所述图像识别模块包括第一识别模块，用于分别对所述若干张检测图像进行特征提取，确定特征参数，将所述特征参数输入预先训练好的肿瘤图像识别模型中，确定肿瘤图像并标记病变区域。
19.根据本发明的一些实施例，所述特征参数包括评价肿瘤属性的弹性特征参数。
20.根据本发明的一些实施例，所述肿瘤图像识别模型的获取方法，包括：
21.定义模型的层数、识别节点及在识别节点的识别规则；
22.在确定识别规则时将识别系数基于加权平均法进行计算，建立各个识别节点之间的拓扑关系，根据所述拓扑关系确定结构参数；
23.定义模型的各层的卷积核权重系数为网络参数；
24.根据所述网络参数及所述结构参数确定初始模型；
25.获取样本图像及所述样本图像对应的样本特征参数，并标记样本图像的样本病变区域，对所述初始模型进行训练；
26.在确定所述初始模型输出的识别结果与实际的样本图像的样本病变区域一致时，更新模型参数，得到训练好的肿瘤图像识别模型。
27.根据本发明的一些实施例，所述图像识别模块包括第二识别模块，用于对标记有病变区域的肿瘤图像，基于肢体识别模型，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置；
28.从所述肿瘤图像上截取病变区域，得到病变图像；
29.对所述病变图像进行图像分割，得到若干张细胞图像；
30.对所述若干张细胞图像进行解析，确定所述细胞图像对应的细胞分裂信息；
31.根据所述细胞分裂信息将所述若干张细胞图像分为肿瘤细胞图像及正常细胞图像；
32.根据所述肿瘤细胞图像确定肿瘤信息。
33.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种医疗器械的多频段独立通道输出方法，包括：
34.获取人体上的若干检测点生成的若干张检测图像；
35.对所述若干张检测图像进行第一次图像识别，筛选出肿瘤图像；对所述肿瘤图像进行第二次图像识别，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；
36.根据所述肢体位置确定目标独立通道，根据所述肿瘤信息确定电场参数，并通过所述目标独立通道根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。
37.根据本发明的一些实施例，还包括：
38.拍摄在进行电场治疗时的监控视频；
39.获取所述监控视频中的监控图像的频谱能量分布；
40.将相邻的所述监控图像的频谱能量分布进行比较，在确定相邻的所述监控图像的频谱能量分布之间的相似度大于预设相似度时，进行第一次融合处理，得到第一融合图像；
41.确定所述第一融合图像的边缘区域，并获取边缘区域内所有像素点的像素均值；
根据相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值，在确定差值小于预设差值时，进行第二次融合处理，得到第二融合图像；
42.确定所述第二融合图像的边缘切割节点，根据所述边缘切割节点对所述监控视频进行帧节分割，得到视频帧数据；
43.根据所述视频帧数据确定对应的肢体位置在进行电场治疗时的治疗状态；
44.根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正。
45.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
46.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
47.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
48.图1是根据本发明一个实施例的一种医疗器械的多频段独立通道输出架构的框图；
49.图2是根据本发明一个实施例的一种医疗器械的多频段独立通道输出方法的流程图；
50.图3是根据本发明又一个实施例的一种医疗器械的多频段独立通道输出方法的流程图。
具体实施方式
51.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
52.如图1所示，本发明第一方面实施例提出了一种医疗器械的多频段独立通道输出架构，包括：第一获取模块，用于获取人体上的若干检测点生成的若干张检测图像；
53.图像识别模块，用于对所述若干张检测图像进行第一次图像识别，筛选出肿瘤图像；对所述肿瘤图像进行第二次图像识别，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；
54.电场治疗模块，用于根据所述肢体位置确定目标独立通道，根据所述肿瘤信息确定电场参数，并通过所述目标独立通道根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。
55.上述技术方案的工作原理：第一获取模块，用于获取人体上的若干检测点生成的若干张检测图像；具体的可以在人体的全身设置多个检测点，或者在人体的局部设置多个检测点，局部可以是上身或者下身等。检测图像可以是基于超声弹性成像获取的图像、ct图像或者x光图像。图像识别模块，用于对所述若干张检测图像进行第一次图像识别，筛选出肿瘤图像；进行初次且粗略的识别，将肿瘤图像快速且准确的筛选出来。对所述肿瘤图像进行第二次图像识别，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；便于准确确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；肿瘤信息包括肿瘤数量、肿瘤细胞属性；肿瘤细胞属性为种类、尺寸、分裂速度等。电场治疗模块，用于根据所述肢体位置确定目标独立通道，根据所述肿瘤信息确定电场参数，并通过所述目标独立通道根据电场参数输出相应的电场进行
电场治疗。具体的，在确定腿部区域存在肿瘤时，使得与所述腿部区域相对应的目标独立通道开始工作，根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。实现对患者全身进行肿瘤检测，便于对患者进行全身或局部进行肿瘤治疗，提高了治疗效果。
56.上述技术方案的有益效果：可以实现对患者的全身进行检测，便于准确的确定肿瘤信息，根据患者的不同部位及相应的肿瘤信息采取不同频段的电场进行治疗，避免现有技术中对肿瘤细胞的分裂抑制不佳的问题，同时也避免破坏正常的细胞，提高治疗效果。
57.根据本发明的一些实施例，所述电场参数包括电场频率及电场强度。
58.根据本发明的一些实施例，所述电场频率为60khz
‑
200khz；所述电场强度为2v/cm
‑
8v/cm。
59.根据本发明的一些实施例，还包括：
60.拍摄模块，用于拍摄在进行电场治疗时的监控视频；
61.第二获取模块，用于获取所述监控视频中的监控图像的频谱能量分布；
62.第一融合模块，用于将相邻的所述监控图像的频谱能量分布进行比较，在确定相邻的所述监控图像的频谱能量分布之间的相似度大于预设相似度时，进行第一次融合处理，得到第一融合图像；
63.第二融合模块，用于确定所述第一融合图像的边缘区域，并获取边缘区域内所有像素点的像素均值；根据相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值，在确定差值小于预设差值时，进行第二次融合处理，得到第二融合图像；
64.分割模块，用于确定所述第二融合图像的边缘切割节点，根据所述边缘切割节点对所述监控视频进行帧节分割，得到视频帧数据；
65.确定模块，用于根据所述视频帧数据确定对应的肢体位置在进行电场治疗时的治疗状态；
66.修正模块，用于根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正。
67.上述技术方案的工作原理：拍摄模块，用于拍摄在进行电场治疗时的监控视频；第二获取模块，用于获取所述监控视频中的监控图像的频谱能量分布；基于频谱能量分布能获取所述监控图像的高频区域及低频区域，可以更好的展示监控图像的细节特征及背景特征。监控图像是根据监控视频以20ms/帧的均匀速度切割得到的；第一融合模块，用于将相邻的所述监控图像的频谱能量分布进行比较，在确定相邻的所述监控图像的频谱能量分布之间的相似度大于预设相似度时，进行第一次融合处理，得到第一融合图像；第一融合图像为基于相邻的所述监控图像的频谱能量分布的像素度进行融合，扩展了监控图像的帧长度。第二融合模块，用于确定所述第一融合图像的边缘区域，并获取边缘区域内所有像素点的像素均值；根据相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值，在确定差值小于预设差值时，进行第二次融合处理，得到第二融合图像；第二融合图像为基于相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值进行融合，扩展了第一融合图像的帧长度。分割模块，用于确定所述第二融合图像的边缘切割节点，根据所述边缘切割节点对所述监控视频进行帧节分割，得到视频帧数据；确定模块，用于根据所述视频帧数据确定对应的肢体位置在进行电场治疗时的治疗状态；治疗状态包括对肿瘤细胞分裂的抑制率、正常细胞的破坏率等。修正模块，用于根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正。
68.上述技术方案的有益效果：基于监控图像进行两次融合，得到第二融合图像，根据
所述第二融合图像便于准确确定边缘切割节点，并进行帧节分割，保证在对肿瘤细胞进行电场治疗时，获取在不同阶段的信息，保证分开的阶段的合理性，便于保证进行帧节分割后图像的完整性，便于分析基于当前的电场参数进行电场治疗的效果，便于准确记录在各个阶段的治疗状态，进而根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正，保证应用的电场参数的准确性，便于提高治疗效果。
69.根据本发明的一些实施例，所述图像识别模块包括第一识别模块，用于分别对所述若干张检测图像进行特征提取，确定特征参数，将所述特征参数输入预先训练好的肿瘤图像识别模型中，确定肿瘤图像并标记病变区域。
70.上述技术方案的工作原理：包括第一识别模块，用于分别对所述若干张检测图像进行特征提取，确定特征参数，将所述特征参数输入预先训练好的肿瘤图像识别模型中，确定肿瘤图像并标记病变区域。
71.上述技术方案的有益效果：提高确定肿瘤图像的准确性，同时标记病变区域，便有在后续进行第二次图像识别时，准确确定肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息。
72.根据本发明的一些实施例，所述特征参数包括评价肿瘤属性的弹性特征参数。
73.上述技术方案的工作原理及有益效果：检测图像为弹性图像，提供了组织硬度的图像，也就是关于病变的组织特征的信息。根据不同组织间弹性系数不同，在受到外力压迫后组织发生变形的程度不同，将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像，弹性系数小、受压后位移变化大的组织显示为红色，弹性系数大、受压后位移变化小的组织显示为蓝色，弹性系数中等的组织显示为绿色，借图像色彩反映组织的硬度。弹性成像技术，使超声图像拓宽，弥补了常规超声的不足，能更生动地显示及定位病变。基于特征参数提高了确定肿瘤图像的准确性。
74.根据本发明的一些实施例，所述肿瘤图像识别模型的获取方法，包括：
75.定义模型的层数、识别节点及在识别节点的识别规则；
76.在确定识别规则时将识别系数基于加权平均法进行计算，建立各个识别节点之间的拓扑关系，根据所述拓扑关系确定结构参数；
77.定义模型的各层的卷积核权重系数为网络参数；
78.根据所述网络参数及所述结构参数确定初始模型；
79.获取样本图像及所述样本图像对应的样本特征参数，并标记样本图像的样本病变区域，对所述初始模型进行训练；
80.在确定所述初始模型输出的识别结果与实际的样本图像的样本病变区域一致时，更新模型参数，得到训练好的肿瘤图像识别模型。
81.上述技术方案的有益效果：提高了肿瘤图像识别模型的鲁棒性，可以适用于多种肿瘤图像检测场景，使得肿瘤图像识别模型的识别精度更高。
82.根据本发明的一些实施例，所述图像识别模块包括第二识别模块，用于对标记有病变区域的肿瘤图像，基于肢体识别模型，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置；
83.从所述肿瘤图像上截取病变区域，得到病变图像；
84.对所述病变图像进行图像分割，得到若干张细胞图像；
85.对所述若干张细胞图像进行解析，确定所述细胞图像对应的细胞分裂信息；
86.根据所述细胞分裂信息将所述若干张细胞图像分为肿瘤细胞图像及正常细胞图
像；
87.根据所述肿瘤细胞图像确定肿瘤信息。
88.上述技术方案的工作原理：所述图像识别模块包括第二识别模块，用于对标记有病变区域的肿瘤图像，基于肢体识别模型，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置；从所述肿瘤图像上截取病变区域，得到病变图像；对所述病变图像进行图像分割，得到若干张细胞图像；对所述若干张细胞图像进行解析，确定所述细胞图像对应的细胞分裂信息；根据所述细胞分裂信息将所述若干张细胞图像分为肿瘤细胞图像及正常细胞图像；根据所述肿瘤细胞图像确定肿瘤信息。
89.上述技术方案的有益效果：提高了确定的肿瘤信息的准确性，避免因正常细胞导致的确定的肿瘤信息的误差。
90.在一实施例中，还包括：评价模块，用于在确定所述第二融合图像的边缘切割节点前，对所述第二融合图像进行质量评价，基于所述第二融合图像进行直角坐标系，计算所述第二融合图像的像素活跃度，并判断是否小于等于预设像素活跃度，在确定所述像素活跃度小于等于预设像素活跃度时，表示所述第二融合图像稳定；反之表示所述第二融合图像不稳定。
91.计算所述第二融合图像的像素活跃度w，包括：
[0092][0093]
其中，m为所述第二融合图像的长度；n为所述第二融合图像的宽度；f(i,j)为所述第二融合图像中(i,j)处的像素值；f(i,j
‑
1)为所述第二融合图像中(i,j
‑
1)处的像素值；f(i
‑
1,j)为所述第二融合图像中(i
‑
1,j)处的像素值。
[0094]
上述技术方案的工作原理及有益效果：评价模块，用于在确定所述第二融合图像的边缘切割节点前，对所述第二融合图像进行质量评价，基于所述第二融合图像进行直角坐标系，计算所述第二融合图像的像素活跃度，并判断是否小于等于预设像素活跃度，在确定所述像素活跃度小于等于预设像素活跃度时，表示所述第二融合图像稳定；反之表示所述第二融合图像不稳定。像素活跃度越小，表示第二融合图像越稳定，融合效果更好。基于第二融合图像的长度、第二融合图像的宽度、所述第二融合图像中(i,j)处的像素值等参数准确计算出第二融合图像的像素活跃度，提高了判断像素活跃度与预设像素活跃度大小的准确性。在确定第二融合图像不稳定时，将所述第一融合图像重新进行第二次融合处理，得到新的第二融合图像。便于保证确定的第二融合图像的边缘切割节点的准确性。
[0095]
如图2所示，本发明第二方面实施例提出了一种医疗器械的多频段独立通道输出方法，包括步骤s1
‑
s3：
[0096]
s1、获取人体上的若干检测点生成的若干张检测图像；
[0097]
s2、对所述若干张检测图像进行第一次图像识别，筛选出肿瘤图像；对所述肿瘤图像进行第二次图像识别，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；
[0098]
s3、根据所述肢体位置确定目标独立通道，根据所述肿瘤信息确定电场参数，并通过所述目标独立通道根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。
[0099]
上述技术方案的工作原理：获取人体上的若干检测点生成的若干张检测图像；具
体的可以在人体的全身设置多个检测点，或者在人体的局部设置多个检测点，局部可以是上身或者下身等。检测图像可以是基于超声弹性成像获取的图像、ct图像或者x光图像。对所述若干张检测图像进行第一次图像识别，筛选出肿瘤图像；进行初次且粗略的识别，将肿瘤图像快速且准确的筛选出来。对所述肿瘤图像进行第二次图像识别，确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；便于准确确定所述肿瘤图像对应的肢体位置及肿瘤信息；肿瘤信息包括肿瘤数量、肿瘤细胞属性；肿瘤细胞属性为种类、尺寸、分裂速度等。根据所述肢体位置确定目标独立通道，根据所述肿瘤信息确定电场参数，并通过所述目标独立通道根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。具体的，在确定腿部区域存在肿瘤时，使得与所述腿部区域相对应的目标独立通道开始工作，根据电场参数输出相应的电场进行电场治疗。实现对患者全身进行肿瘤检测，便于对患者进行全身或局部进行肿瘤治疗，提高了治疗效果。
[0100]
上述技术方案的有益效果：可以实现对患者的全身进行检测，便于准确的确定肿瘤信息，根据患者的不同部位及相应的肿瘤信息采取不同频段的电场进行治疗，避免现有技术中对肿瘤细胞的分裂抑制不佳的问题，同时也避免破坏正常的细胞，提高治疗效果。
[0101]
如图3所示，根据本发明的一些实施例，还包括步骤s4
‑
s10：
[0102]
s4、拍摄在进行电场治疗时的监控视频；
[0103]
s5、获取所述监控视频中的监控图像的频谱能量分布；
[0104]
s6、将相邻的所述监控图像的频谱能量分布进行比较，在确定相邻的所述监控图像的频谱能量分布之间的相似度大于预设相似度时，进行第一次融合处理，得到第一融合图像；
[0105]
s7、确定所述第一融合图像的边缘区域，并获取边缘区域内所有像素点的像素均值；根据相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值，在确定差值小于预设差值时，进行第二次融合处理，得到第二融合图像；
[0106]
s8、确定所述第二融合图像的边缘切割节点，根据所述边缘切割节点对所述监控视频进行帧节分割，得到视频帧数据；
[0107]
s9、根据所述视频帧数据确定对应的肢体位置在进行电场治疗时的治疗状态；
[0108]
s10、根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正。
[0109]
上述技术方案的工作原理：拍摄在进行电场治疗时的监控视频；获取所述监控视频中的监控图像的频谱能量分布；基于频谱能量分布能获取所述监控图像的高频区域及低频区域，可以更好的展示监控图像的细节特征及背景特征。监控图像是根据监控视频以20ms/帧的均匀速度切割得到的；将相邻的所述监控图像的频谱能量分布进行比较，在确定相邻的所述监控图像的频谱能量分布之间的相似度大于预设相似度时，进行第一次融合处理，得到第一融合图像；第一融合图像为基于相邻的所述监控图像的频谱能量分布的像素度进行融合，扩展了监控图像的帧长度。确定所述第一融合图像的边缘区域，并获取边缘区域内所有像素点的像素均值；根据相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值，在确定差值小于预设差值时，进行第二次融合处理，得到第二融合图像；第二融合图像为基于相邻的所述第一融合图像的边缘区域的像素均值计算得到差值进行融合，扩展了第一融合图像的帧长度。确定所述第二融合图像的边缘切割节点，根据所述边缘切割节点对所述监控视频进行帧节分割，得到视频帧数据；根据所述视频帧数据确定对应的肢体
位置在进行电场治疗时的治疗状态；治疗状态包括对肿瘤细胞分裂的抑制率、正常细胞的破坏率等。修正模块，用于根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正。
[0110]
上述技术方案的有益效果：基于监控图像进行两次融合，得到第二融合图像，根据所述第二融合图像便于准确确定边缘切割节点，并进行帧节分割，保证在对肿瘤细胞进行电场治疗时，获取在不同阶段的信息，保证分开的阶段的合理性，便于保证进行帧节分割后图像的完整性，便于分析基于当前的电场参数进行电场治疗的效果，便于准确记录在各个阶段的治疗状态，进而根据所述治疗状态对所述电场参数进行修正，保证应用的电场参数的准确性，便于提高治疗效果。
[0111]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。