一种辅助立体定位的窒息监测方法、装置、设备及介质

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种辅助立体定位的窒息监测方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在对实验动物手术中立体定位仪是一个常见的设备，例如在小鼠脑区植入电极以及病毒注射等实验都需要借助立体定位仪来确定植入坐标。立体定位技术是精确确定脑结构特定位置的技术。常用于实验神经心理学和脑神经外科的手术。如把微电极或微导管准确插入或将射线对准特定的脑部位，对其进行刺激、损伤或注射药物。立体定位仪由固定动物头部的耳扦、门齿钩及三维可调的电极架组成。使用时，首先需要通过调节适配器高度和前后使得头部调平。然后按脑图谱提供的参数，在规定的参照坐标系中确定要研究或进行手术的位置。

2、但在固定小鼠头部之后，在调平过程中，由于身体姿势的变化，特别是头颈部的姿势变化，会导致小鼠的脖子角度异常气道受阻，引发窒息的风险，而现有的立体定位仪并没有监测和预防这种情况发生的功能，导致小鼠手术时具有窒息风险。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种辅助立体定位的窒息监测方法、装置、设备及介质，以解决对小鼠进行立体定位手术时具有窒息风险的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种辅助立体定位的窒息监测方法，方法包括：

3、在对实验动物进行立体定位手术时，对实验动物的颈部偏移角度进行监测，并对实验动物的生理参数进行监测；

4、将颈部偏移角度和生理参数进行多模态数据融合，生成综合监测数据；

5、判断综合监测数据是否处于预先确定的多模态空间范围，进而判断实验动物是否具有窒息风险。

6、本发明实施例提供辅助立体定位的窒息监测方法，通过在对实验动物进行立体定位手术时，监测实验动物的颈部偏移角度和生理参数，将颈部偏移角度和生理参数进行多模态数据融合，生成综合监测数据后，判断综合监测数据是否处于预先确定的多模态空间范围，进而判断实验动物是否具有窒息风险。本发明通过对实验动物进行姿态和生理参数的综合监测和多模态数据分析，能够准确、可靠判断出实验动物在立体定位手术时是否有窒息风险，减少对动物的伤害，降低动物死亡率，从而提高立体定位手术的试验成功率。

7、在一种可选的实施方式中，还包括：若实验动物具有窒息风险，则进行多模态报警，多模态报警包括声音报警、光提示报警和界面通知报警中的至少一种。

8、本发明通过在监测出实验动物具有窒息风险时迅速发出警报，能够及时提醒操作者实验面临安全问题，需及时进行调整，从而防止实验在操作者未知情况下失败。

9、在一种可选的实施方式中，对实验动物的颈部偏移角度进行监测的过程，包括：采集实验动物的颈部图像；通过预先训练的姿态识别模型，对颈部图像中实验动物的颈部姿态进行识别，获取实验动物的颈部偏移角度。

10、本发明通过模型学习实验动物姿态变化中颈部偏移角度，能够在一定程度上反映出实验动物是否会因为脖子角度异常而导致气道受阻，从而导致窒息的情况。

11、在一种可选的实施方式中，构建姿态识别模型的过程，包括：收集实验动物在不同场景下、不同光照条件下、不同身体姿势下和不同颈部偏移角度下的颈部图像；对颈部图像进行标准化处理，并为颈部图像标注预设标签；构建初始卷积神经网络模型；将进行标注的颈部图像输入至初始卷积神经网络模型中进行训练，获得姿态识别模型。

12、本发明通过卷积神经网络能够根据实验动物颈部图像准确识别出颈部偏移角度，提高窒息风险监测的准确性与可靠性。

13、在一种可选的实施方式中，对实验动物的生理参数进行监测的过程中，包括：通过呼吸频率传感器获取实验动物的呼吸频率；通过心率传感器获取实验动物的心跳频率。

14、本发明通过监测实验动物的生理参数，能够更进一步根据实验动物真实生理状况判断出是否具有窒息风险，弥补外部姿态监测可能存在的误差，从而进一步提高窒息风险监测的准确性。

15、在一种可选的实施方式中，确定多模态空间范围的过程，包括：收集历史实验中已知是否发生窒息情况的实验动物的颈部偏移角度、呼吸频率和心跳频率；将颈部偏移角度、呼吸频率和心跳频率进行多模态数据融合，获得综合监测数据；通过预设分类模型对已知是否发生窒息情况所对应的综合监测数据进行学习，通过确定颈部偏移角度、呼吸频率和心跳频率的窒息风险边界来获得多模态空间范围。

16、本发明通过预先根据姿态参数和生理参数的数据融合结果学习确定未发生窒息的空间范围，能够降低因某一数据源的异常而引起的误报，提高窒息监测的可靠性，提高对于复杂情景的适应性。

17、在一种可选的实施方式中，判断综合监测数据是否处于预先确定的多模态空间范围，进而判断实验动物是否具有窒息风险的过程，包括：判断颈部偏移角度、呼吸频率和心跳频率是否处于多模态空间范围内；若颈部偏移角度、呼吸频率和心跳频率均处于多模态空间内，则实验动物无窒息风险；若颈部偏移角度、呼吸频率或心跳频率中至少一个不处于多模态空间内，则实验动物具有窒息风险。

18、本发明通过空间范围判断当前实验动物是否具有窒息风险，能够综合多个数据源，提高实时监测的精度，同时增强监测的反应速度，实现信息互补，为窒息监测提供更全面、更具体的信息量，提高实验动物窒息风险监测的准确性和可靠性。

19、第二方面，本发明提供了一种辅助立体定位的窒息监测装置，装置包括：

20、监测模块，用于在对实验动物进行立体定位手术时，对实验动物的颈部偏移角度进行监测，并对实验动物的生理参数进行监测；

21、数据融合模块，用于将颈部偏移角度和生理参数进行多模态数据融合，生成综合监测数据；

22、窒息监测模块，用于根据综合监测数据和预先确定的多模态判断条件来判断实验动物是否具有窒息风险。

23、本发明实施例提供的辅助立体定位的窒息监测装置，通过在对实验动物进行立体定位手术时，监测实验动物的颈部偏移角度和生理参数，将颈部偏移角度和生理参数进行多模态数据融合，生成综合监测数据后，判断综合监测数据是否处于预先确定的多模态空间范围，进而判断实验动物是否具有窒息风险。本发明通过对实验动物进行姿态和生理参数的综合监测和多模态数据分析，能够准确、可靠判断出实验动物在立体定位手术时是否有窒息风险，减少对动物的伤害，降低动物死亡率，从而提高立体定位手术的试验成功率。

24、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的辅助立体定位的窒息监测方法。

25、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的辅助立体定位的窒息监测方法。

技术特征：

1.一种辅助立体定位的窒息监测方法，其特征在于，所述方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述实验动物的颈部偏移角度进行监测的过程，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，构建所述姿态识别模型的过程，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述实验动物的生理参数进行监测的过程中，包括：

6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，确定所述多模态空间范围的过程，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述判断所述综合监测数据是否处于预先确定的多模态空间范围，进而判断所述实验动物是否具有窒息风险的过程，包括：

8.一种辅助立体定位的窒息监测装置，其特征在于，所述装置，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的辅助立体定位的窒息监测装置。

技术总结
本发明涉及医疗器械技术领域，公开了一种辅助立体定位的窒息监测方法、装置、设备及介质，方法包括：在对实验动物进行立体定位手术时，对实验动物的颈部偏移角度进行监测，并对实验动物的生理参数进行监测；将颈部偏移角度和生理参数进行多模态数据融合，生成综合监测数据；判断综合监测数据是否处于预先确定的多模态空间范围，进而判断实验动物是否具有窒息风险。本发明通过对实验动物进行姿态和生理参数的综合监测和多模态数据分析，能够准确、可靠判断出实验动物在立体定位手术时是否有窒息风险，减少对动物的伤害，降低动物死亡率，从而提高立体定位手术的试验成功率。

技术研发人员：詹莉思,都展宏,李金凝,杨臻,毕国强
受保护的技术使用者：中国科学院深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17