一种监测创口状态的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种监测创口状态的方法及系统。所述方法，从图像数据中提取创口周围区域和参照区域的相关生理数据并进一步处理后输入创口状态分类预测模型进行创口状态判断，实现创口状态监测。所述系统，包括创口监测装置和创口状态检测服务器；创口监测装置包括双摄视频图像采集单元、温度测算单元、生理数据提取单元、第一通信单元和显示单元；创口状态检测服务器包括第二通信单元、创口状态分类预测模型构建单元、创口状态评估单元和存储单元。本发明专利技术采用非接触方法监测创口周围皮肤的生理数据以判断创口状态，能够在减少创口暴露的前提下，及早发现创口异样，尤其是创口早期感染、创口血循不良等问题，有利于医务人员及时调整治疗方案。时调整治疗方案。时调整治疗方案。

【技术实现步骤摘要】
一种监测创口状态的方法及系统


[0001]本专利技术涉及创口监测领域，具体涉及一种监测创口状态的方法及系统。

技术介绍

[0002]创口的愈合情况直接关系到治疗及护理方案的制定。及早发现创口异样，可帮助医务人员更早地介入进行干预，及时根据创口情况对治疗方案进行调整，防止创口愈合受阻甚至进一步恶化。反之，倘若创口感染、延迟愈合或坏死不愈合，则不仅会延长患者的痛苦和不适，影响患者的生活质量，还会增加各种手术并发症的风险，如假体周围感染，并发浓毒血症，甚至全身炎症反应综合征，加重医患双方的经济和精神负担。
[0003]创口愈合中最常见的是感染问题。但在感染初期，感染指征并不明显，导致出现可识别的红斑、水肿、化脓、浮肿等感染相关临床表现的时间点与真正感染发生的时间点往往存在时间上的滞后。传统的创口感染诊断方法通常包括细菌学检查和一定条件下的血清学诊断，但往往操作复杂，耗时长（至少需要48小时），对设备和人员的专业性要求高，且依赖诊断者的临床经验，存在一定程度的主观性。而面向创口感染的新型检测方法——电子鼻技术，是通过对创口感染伴随产生的挥发性气体成分进行检测来判断，但采集创口顶空气体的过程势必造成创口暴露，无疑会增加感染风险。
[0004]此外，近年来兴起的新型敷料技术，通过将微型传感器置入敷料内对创口微环境进行监测。由于新型敷料不仅能够监测创口感染情况，同时也能监测创口的其他生理情况，因而成为研究热点，但这些新型敷料或是因使用寿命短、响应时效受限等问题而只能作为一次性敷料使用，或是检测材料本身存在对创口产生一定负面影响的风险，又或是需要置入多个传感器而受干扰因素较多且易对创口皮肤造成一定的负担。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种监测创口状态的方法及系统，在不揭开敷料等覆盖物的情况下，以非接触式方法对创口周围进行监测，进而监测创口状态，尤其是对创口炎症感染和血循情况进行监测，以帮助医护人员及早发现创口异样，同时减少创口暴露。根据现有的学术及临床研究，局部温度升高和血流加速是创口炎症的一种典型体征，创口的正常愈合过程不会产生过度的炎症反应，而感染会加剧炎症反应。因此，可采用创口温度及其变化情况作为监测创口炎症与感染的有效指标。另一方面，血液负责为创口愈合提供氧气和养分，对创口愈合有重要作用，在创口愈合的不同阶段，创口处毛细血管数量随之变化，且伤口正常愈合和愈合受阻时的组织氧合情况存在显著差异。因此，血流灌注指数、氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对指数、血氧饱和度等也可作为监测创口状态的指标。
[0006]由此，本专利技术提出一种监测创口状态的方法，具体包括以下步骤：S1、用双摄视频图像采集单元采集创口周围区域和参照区域的热成像和可见光视频图像，从中提取出测量区域的两种序列帧图像数据。
[0007]所述双摄视频图像采集单元包含了热成像摄像头和可见光摄像头。
[0008]所述参照区域为创口周围区域的等效对侧皮肤区域，创口周围区域和参照区域的视频图像数据需要在同一时间进行采集。
[0009]所述测量区域在视频图像采集前根据创口情况在两种拍摄画面中预先设定，创口周围区域和参照区域中的测量区域等效。
[0010]S2、由温度测算单元对测量区域的热成像序列帧图像数据进行分析，获取创口周围区域和参照区域的平均温度。
[0011]所述平均温度指所有热成像序列帧图像中测量区域均温的平均温度。
[0012]S3、由生理数据提取单元对测量区域的可见光序列帧图像数据进行分析，从中提取出IPPG信号，并进一步计算获得创口周围区域和参照区域的生理数据。
[0013]所述生理数据包括血流灌注指数、氧合血红蛋白相对指数、脱氧血红蛋白相对指数和血氧饱和度。
[0014]所述IPPG信号由测量区域的所有可见光颜色通道的灰度均值数据构成，其中可见光颜色通道类型和数量由可见光摄像头的色彩模式决定。
[0015]所述血流灌注指数为IPPG信号经过信号增强和降噪后得到的干净的脉搏波信号的交流分量和直流分量的比值。
[0016]所述氧合血红蛋白相对指数、脱氧血红蛋白相对指数和血氧饱和度均由两组颜色通道脉搏波信号的交流分量和直流分量的比值经过进一步运算得到。所述两组颜色通道脉搏波信号可以是从IPPG经过处理后得到的脉搏波信号中分离出来的两种单颜色通道脉搏波信号，也可以是由不同单颜色通道脉搏波信号经过组合运算后得到的两组信号。以上两种信号均需要满足一组颜色通道脉搏波信号主吸收峰位置对两种血红蛋白的吸光系数相似，而另一组颜色通道脉搏波信号主吸收峰位置对两种血红蛋白的吸光系数有明显差异。
[0017]S4、将平均温度和生理数据由通信单元利用网络传输和存储至创口状态检测服务器，计算出创口周围区域和参照区域的平均温度和生理数据的差值。
[0018]所述网络可以在2G、4G、5G和WiFi间进行切换。
[0019]S5、将上述差值数据、当前的平均温度和生理数据及其历史数据一起输入创口状态分类预测模型，判断当前创口状态，输出创口状态判断结果。
[0020]所述历史数据，包括当前所监测创口的创口周围区域和参照区域的历史平均温度和生理数据的差值。
[0021]所述创口状态分类预测模型基于前期采集的不同创口状态的样本数据库进行构建。所述创口状态可分为正常愈合、存在炎症、存在感染三种状态，每个状态显示相应的程度指数。
[0022]S6、由显示单元对平均温度、生理数据和创口状态检测服务器回传的创口状态判断结果进行显示。
[0023]此外，本专利技术还提出一种监测创口状态的系统，具体包括创口监测装置和创口状态检测服务器。
[0024]所述创口监测装置用于采集创口周围区域和参照区域中测量区域的视频图像，并经过分析提取出平均温度和生理数据，包括双摄视频图像采集单元、温度测算单元、生理数据提取单元、第一通信单元和显示单元。
[0025]所述双摄视频图像采集单元，包含热成像摄像头和可见光摄像头，负责采集创口
周围区域和参照区域的热成像和可见光视频图像，并从中提取出测量区域的两种序列帧图像数据。
[0026]所述温度测算单元，对测量区域的热成像序列帧图像数据进行分析，获取创口周围区域和参照区域的平均温度。
[0027]所述生理数据提取单元，对测量区域的可见光序列帧图像数据进行分析，从中提取出IPPG信号，并进一步计算获得创口周围区域和参照区域的生理数据；所述生理数据包括血流灌注指数、氧合血红蛋白相对指数、脱氧血红蛋白相对指数和血氧饱和度。
[0028]所述第一通信单元，将温度测算单元输出的平均温度和生理数据提取单元输出的生理数据利用网络传输至创口状态检测服务器，以及接收创口状态检测服务器回传的创口状态判断结果并传输至显示单元。
[0029]所述显示单元，对平均温度、生理数据和第一通信单元接收到的创口状态检测服务器回传的创口状态判断结果进行显示。
[0030]所述创口状态检测服务器用于利用以往样本数据构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测创口状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、用双摄视频图像采集单元采集创口周围区域和参照区域的热成像和可见光视频图像，从中提取出测量区域的两种序列帧图像数据；S2、由温度测算单元对测量区域的热成像序列帧图像数据进行分析，获取创口周围区域和参照区域的平均温度，所述平均温度指所有热成像序列帧图像中测量区域均温的平均温度；S3、由生理数据提取模块对测量区域的可见光序列帧图像数据进行分析，从中提取出IPPG信号，并进一步计算获得创口周围和参照区域的生理数据；S4、将平均温度和生理数据由通信单元利用网络传输和存储至创口状态检测服务器，计算出创口周围区域和参照区域的平均温度和生理数据的差值；S5、将上述差值数据、当前的平均温度和生理数据及其历史数据一起输出至创口状态分类预测模型，判断当前创口状态，输出创口状态判断结果；S6、由显示单元对创口状态检测服务器的创口状态判断结果进行显示。2.根据权利要求1所述的一种监测创口状态的方法，其特征还在于，所述参照区域为创口周围区域的等效对侧皮肤区域，创口周围区域和参照区域的视频图像数据需要在同一时间进行采集；所述测量区域在视频图像采集前根据创口情况在两种拍摄画面中预先设定，创口周围区域和参照区域中的测量区域等效。3.根据权利要求1所述的一种监测创口状态的方法，其特征还在于，所述生理数据包括血流灌注指数、氧合血红蛋白相对指数、脱氧血红蛋白相对指数和血氧饱和度；所述历史数据，包括当前所监测创口的创口周围区域和参照区域的历史平均温度和生理数据的差值。4.根据权利要求1所述的一种监测创口状态的方法，其特征还在于，所述IPPG信号由测量区域的所有可见光颜色通道的灰度均值数据构成，其中可见光颜色通道类型和数量由可见光摄像头的色彩模式决定。5.根据权利要求1所述的一种监测创口状态的方法，其特征还在于，所述血流灌注指数为IPPG信号经过信号增强和降噪后得到的干净的脉搏波信号的交流分量和直流分量的比值；所述氧合血红蛋白相对指数、脱氧血红蛋白相对指数和血氧饱和度均由两组颜色通道脉搏波信号的交流分量和直流分量的比值经过进一步运算得到。6.根据权利要求4所述的一种监测创口状态的方法，其特征还在于，所述两组颜色通道脉搏波信号可以是从IPPG经过处理后得到的脉搏波信号中分离出来的两种单颜色通道脉搏波信号，也可以是由不同单颜色通道脉搏波信号经过组合运算后得到的两组信号；以上两种信号均需要满足一组颜色通道脉搏波信号主吸收峰位置对两种血红蛋白的吸光系数相似，而另一组颜色通道脉搏波信号主吸收峰位置对两种血红蛋白的吸光系数有明显差异。7.根据权利要求1所述的一种监测创口状态的方法，其特征还在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿杭波，黄晓笑，成心玥，
申请(专利权)人：杭州艺兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：