本發(fā)明涉及醫(yī)學的教育或演示方法及用具，具體公開了一種腹腔鏡手術(shù)術(shù)者的技能評估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、腹腔鏡是用于腹腔內(nèi)檢查和治療的內(nèi)窺鏡，其實質(zhì)上是一種纖維光源內(nèi)窺鏡，包括腹腔鏡、能源系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、灌流系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，新型的腹腔鏡手術(shù)是現(xiàn)代高科技醫(yī)療技術(shù)用電子、光學等先進設(shè)備原理來完成的手術(shù)，是傳統(tǒng)剖腹手術(shù)的跨時代進步，它是在密閉的腹腔內(nèi)進行的手術(shù)：攝像系統(tǒng)在良好的冷光源照明下，通過連接到腹腔內(nèi)的腹腔鏡體，將腹腔內(nèi)的臟器攝于監(jiān)視屏幕上，手術(shù)醫(yī)師在高科技顯示屏監(jiān)視、引導下，于腹腔外操縱手術(shù)器械，對病變組織進行探查、電凝、止血、組織分離與切開、縫合等操作。它是電子、光學、攝像等高科技技術(shù)在臨床手術(shù)中應用的典范，具有創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、安全、康復快的特點，外科腔鏡手術(shù)發(fā)展很快，可同時檢查和治療。

2、腹腔鏡手術(shù)對術(shù)者的操作技能有較高的要求，如何考核、評價、提升術(shù)者的腹腔鏡手術(shù)技能水平，是醫(yī)學臨床教育領(lǐng)域的重要課題。

3、現(xiàn)有技術(shù)中公開了相關(guān)技術(shù)：

4、公開號為cn115359260a的中國專利申請公開了一種腹腔鏡扶鏡技能評估的圖像特征提取與分析方法及系統(tǒng)；具體公開了：方法包括s100：根據(jù)腹腔鏡手術(shù)的任務特性分析確定用于評估的可描述特征和隱藏特征，獲得評估特征數(shù)據(jù)集，并對數(shù)據(jù)集進行標注；s200：基于yolo_v5算法提取器械的特征，獲得器械的種類特征，根據(jù)boundingbox獲得器械末端的位置、觀測距離特征；s300：獲取器械末端的局部放大圖制作無類別尖端數(shù)據(jù)集，訓練基于yolo_v5的無類別尖端識別網(wǎng)絡(luò)，并將無類別尖端數(shù)據(jù)集送入另一個yolov5網(wǎng)絡(luò)進行訓練，訓練結(jié)束后獲得尖端識別數(shù)據(jù)集；s400：對器械種類特征、器械末端的位置和觀測距離特征，以及尖端識別的數(shù)據(jù)集進行量化分析，本發(fā)明的方法為腹腔鏡自主扶鏡機器人優(yōu)化控制提供了目標函數(shù)。

5、授權(quán)公告號為cn103299355b的中國專利公開了一種用于微創(chuàng)手術(shù)技能的評估或改進的系統(tǒng)和方法；具體公開了：包括：微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)；視頻系統(tǒng)，其被布置成記錄用戶與微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)的交互或用微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)執(zhí)行的任務中的至少一個；以及與微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)通信并與視頻系統(tǒng)通信的數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)。微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)與來自視頻系統(tǒng)的時間登記視頻信號相結(jié)合地提供微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)的至少部件的運動數(shù)據(jù)、人類工程學調(diào)整數(shù)據(jù)、電接口交互數(shù)據(jù)或機械接口交互數(shù)據(jù)中的至少一個。數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)處理運動數(shù)據(jù)、人類工程學調(diào)整數(shù)據(jù)、電接口交互數(shù)據(jù)或機械接口交互數(shù)據(jù)中的至少一個以與時間登記視頻信號相結(jié)合地提供表現(xiàn)度量以使其可用于專家進行評估。

6、授權(quán)公告號為cn111091746b的中國專利公開了一種腹腔開放手術(shù)模擬訓練評估系統(tǒng)；具體公開了：包括胸腹腔模擬訓練裝置(10)，用于模擬人體胸腹腔，以及腹腔內(nèi)部的軟組織和臟器，提供學員進行腹腔開放手術(shù)模擬訓練使用；可記錄手術(shù)過程軌跡的手術(shù)刀(20)，提供學員進行腹腔開放手術(shù)模擬訓練使用，所述手術(shù)刀設(shè)有無線傳輸裝置；上位機(60)，與所述手術(shù)刀(20)的無線傳輸模塊進行通訊連接，接收手術(shù)刀所傳輸?shù)能壽E數(shù)據(jù)，以供結(jié)合預設(shè)的評分規(guī)則，對學員的腹腔開放手術(shù)模擬訓練進行評估。

7、然而，以上述專利文件為代表的現(xiàn)有技術(shù)，仍然存在以下問題：

8、（1）現(xiàn)有的技能評估方法及系統(tǒng)的單一樣本庫相對缺乏靈活性，無法對不同術(shù)者的綜合技能進行評估，評估方法通常是只考察術(shù)者操作的樣本的相似性，相對死板，缺乏對不同術(shù)者操作差異性的自適應特性。

9、（2）現(xiàn)有的技能評估方法及系統(tǒng)的多樣本庫通常會采用模型訓練算法，對前期樣本的豐度要求較高，需要大量的相似樣本，也需要利用人工智能模型、卷積模型、進化模型等進行訓練，對硬件算力要求較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

2、一種腹腔鏡手術(shù)術(shù)者的技能評估方法，包括以下步驟：

3、s1、構(gòu)建手術(shù)技能評估指標；

4、s2、構(gòu)建參考視頻庫；組織專家評審，從既往同類型手術(shù)的視頻資料中挑選參考視頻，構(gòu)建參考視頻庫；

5、s3、確定本院優(yōu)勢手術(shù)階段和本院待提升手術(shù)階段；計算參考耗時和視頻耗時均值的差值，確定本院優(yōu)勢手術(shù)階段和本院待提升手術(shù)階段；

6、s4、確定個人優(yōu)勢手術(shù)階段和個人待提升手術(shù)階段；計算參考耗時和術(shù)者各手術(shù)階段耗時的差值，確定個人優(yōu)勢手術(shù)階段和個人待提升手術(shù)階段；

7、s5、術(shù)者評估視頻片段的四象限歸類；根據(jù)本院優(yōu)勢手術(shù)階段、本院待提升手術(shù)階段、個人優(yōu)勢手術(shù)階段和個人待提升手術(shù)階段，對術(shù)者評估視頻片段進行四象限歸類；

8、s6、個性化評估；組織評估專家，基于四象限歸類的術(shù)者評估視頻片段，根據(jù)評估指標，對作為評估對象的手術(shù)術(shù)者的技能進行打分評估。

9、進一步的，步驟s2具體包括：

10、s21、根據(jù)腹腔鏡手術(shù)類型，確定作為考核項目的手術(shù)術(shù)式，并將所述手術(shù)術(shù)式劃分為多個手術(shù)階段；其中，下標 i表示手術(shù)階段的序號，表示第 i個手術(shù)階段，表示該手術(shù)階段的參考耗時，i表示手術(shù)階段的總數(shù)；

11、s22、按照所述手術(shù)階段，對既往手術(shù)的參考視頻進行切分，得到多個手術(shù)階段的參考視頻片段庫；其中，表示針對第 i個手術(shù)階段的第 j個參考視頻片段，j表示參考視頻片段的總數(shù)，和分別表示該參考視頻片段的開始時刻和結(jié)束時刻；

12、s23、對所述參考視頻片段庫進行時間統(tǒng)計，得到參考耗時庫，其中，表示針對第 i個手術(shù)階段的耗時數(shù)據(jù)函數(shù)，、和分別表示基于和統(tǒng)計得到的第 i個手術(shù)階段的是參考耗時均值、參考耗時下偏差和參考耗時上偏差；滿足：

13、；

14、；

15、；

16、其中，min和max分別表示取最小值和取最大值。

17、進一步的，步驟s3具體包括：

18、s31、基于第 i個手術(shù)階段的參考耗時和參考耗時均值，構(gòu)建參考耗時偏差評估集合，滿足：

19、；

20、；

21、s32、將值為正的手術(shù)階段確定為本院優(yōu)勢手術(shù)階段，將為負的手術(shù)階段確定為本院待提升手術(shù)階段。

22、進一步的，步驟s4具體包括：

23、s41、調(diào)取作為評估對象的手術(shù)術(shù)者的手術(shù)視頻，選取未出現(xiàn)并發(fā)癥及失誤操作的案例作為評價視頻；并根據(jù)手術(shù)階段的將評價視頻切分為多個評價片段；其中，表示針對第 i個手術(shù)階段的第 k個術(shù)者的評價片段，k表示作為評估對象的術(shù)者的總數(shù)，和分別表示該參考視頻片段的開始時刻和結(jié)束時刻；

24、s42、計算作為評估對象的手術(shù)術(shù)者的手術(shù)階段的實際耗時，其中，下標表示作為評估對象的手術(shù)術(shù)者的序號；滿足：

25、；

26、s43、計算術(shù)者實際耗時與參考耗時的個人耗時差值，滿足：

27、

28、s44、判定個人耗時差值的正負性；

29、s45、將值為正的手術(shù)階段確定為個人優(yōu)勢手術(shù)階段，將為負的手術(shù)階段確定為個人待提升手術(shù)階段。

30、進一步的，步驟s5具體包括：

31、s51、判定個人優(yōu)勢手術(shù)階段與本院優(yōu)勢手術(shù)階段是否重合；

32、s52、構(gòu)建四象限評估集合；將術(shù)者的評估視頻片段按四象限進行歸類，分別為：

33、第一象限：屬于個人優(yōu)勢手術(shù)階段且屬于本院優(yōu)勢手術(shù)階段的評估視頻片段；

34、第二象限：屬于個人優(yōu)勢手術(shù)階段且屬于本院待提升手術(shù)階段的評估視頻片段；

35、第三象限：屬于個人待提升手術(shù)階段且屬于本院待提升手術(shù)階段的評估視頻片段；

36、第四象限：屬于個人待提升手術(shù)階段且屬于本院優(yōu)勢手術(shù)階段的評估視頻片段。

37、進一步的，所述評估指標包括術(shù)者在手術(shù)過程中對器械操作的穩(wěn)定性、器械定位準確率、組織切除成功率、操作速率。

38、進一步的，步驟s6具體包括：所述打分評估包括構(gòu)建多項式加權(quán)打分函數(shù)，所述多項式加權(quán)打分函數(shù)具體為：

39、；

40、；

41、其中，x表示術(shù)者技能的綜合分數(shù)，和分別表示針對術(shù)者在第一象限的手術(shù)階段的加權(quán)系數(shù)和專家打分；和分別表示針對術(shù)者在第二象限的手術(shù)階段的加權(quán)系數(shù)和專家打分；和分別表示針對術(shù)者在第三象限的手術(shù)階段的加權(quán)系數(shù)和專家打分；和分別表示針對術(shù)者在第四象限的手術(shù)階段的加權(quán)系數(shù)和專家打分。

42、進一步的，若個人耗時差值為負，且絕對值小于參考耗時上偏差，則認為該術(shù)者的該手術(shù)階段的操作時長合格。

43、本發(fā)明還提供了一種腹腔鏡手術(shù)術(shù)者的技能評估系統(tǒng)，用于實施所述的腹腔鏡手術(shù)術(shù)者的技能評估方法，所述技能評估系統(tǒng)包括宮腔鏡手術(shù)設(shè)備、視頻存儲單元、視頻分段單元、計時單元、四象限歸類單元、評價打分單元；所述視頻存儲單元用于存儲參考視頻和評價視頻；所述視頻分段單元用于將參考視頻和評價視頻分為不同的手術(shù)階段。

44、本發(fā)明的有益效果為：

45、（1）相比于傳統(tǒng)的針對完成視頻進行評價的方式，本發(fā)明提供了針對手術(shù)階段的視頻評價方法，可以針對不同術(shù)者的優(yōu)勢部分和待提升部分，進行針對性的評價，提高了評價的準確性。

46、（2）相比于傳統(tǒng)的基于教學標準進行考核的方法，本技術(shù)提供了針對本院教學水平的考核方法，也就是基于本院優(yōu)勢部分和待提升部分，分別對術(shù)者進行評估，提高了評估的準確性。

47、（3）本發(fā)明的方法是針對宮腔鏡視頻的預處理，采用時間作為第一考核參數(shù)，先區(qū)分耗時長短，再采用專家評審的方式考核不同手術(shù)階段的具體操作技能，提高了評估效率，也增強了術(shù)者的效率意識。

48、（4）本發(fā)明的方法首先針對便于機器處理的時間參數(shù)進行數(shù)據(jù)分類，便于后續(xù)專家評審，提高了整體評估的效率和準確性，可以快速發(fā)現(xiàn)術(shù)者的優(yōu)勢手術(shù)階段，便于后續(xù)推廣學習。

49、（5）本發(fā)明提供了四象限的評估視頻分類方法，可以快速了解術(shù)者手術(shù)技能與本院優(yōu)勢階段的差異，特別是可以快速發(fā)現(xiàn)本院優(yōu)勢但術(shù)者待提升，以及本院待提升但術(shù)者優(yōu)勢的部分，可以針對性的幫助術(shù)者或本醫(yī)院后續(xù)學習提高。

50、（6）本發(fā)明提供了加權(quán)的綜合分數(shù)算法，特別是為本院待提升但術(shù)者優(yōu)勢的部分賦予更高的加權(quán)系數(shù)，以突出表現(xiàn)術(shù)者個人技能的價值。