【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及负压检测，尤其涉及一种面向手术间的负压检测方法、系统、电子设备和非暂态计算机可读存储介质。
技术介绍
1、在现代医院的手术间中，维持适当的负压环境是确保手术安全和预防感染扩散的关键措施。现有的负压检测方法主要依赖于安装在手术间内的负压传感器，这些传感器实时监测手术间内外的气压差，并通过数据线或无线方式将数据传输到中央控制系统，系统会根据设定的负压标准自动调节排风系统，以确保手术间内的负压环境稳定。
2、然而，负压传感器容易受到短期扰动的影响，例如人员出入手术间或其他环境变化，这些扰动会导致瞬时负压值的波动。其次，传感器在长期使用过程中可能会出现误差积累，影响检测的准确性。这些问题都使得手术间的负压环境无法长期稳定在一个理想的水平，进而可能增加感染风险。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种能够提升负压仿真检测的准确性和安全性的面向手术间的负压检测方法、系统、电子设备和非暂态计算机可读存储介质。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种面向手术间的负压检测方法，所述方法包括：
4、采集手术间内外的实时数据；所述实时数据包括气压差、环境参数和气压梯度，所述环境参数包括温度、湿度、颗粒物浓度和风速；
5、通过扩展卡尔曼滤波器对采集的实时数据进行滤波，以去除噪声和短期扰动；
6、根据所述实时数据和历史压差数据，通过最小二乘法拟合的校准因子对所述气
7、根据所述环境参数，建立用于调节所述气压梯度的气压梯度模型；
8、根据所述校准后的气压差和所述气压梯度模型，调整所述手术间的排风系统的工作状态，以确保所述手术间的负压环境稳定；
9、构建李雅普诺夫函数，并根据所述李雅普诺夫函数对所述手术间的负压环境的稳定性进行监测和分析。
10、可选的，所述根据所述实时数据和历史压差数据，通过最小二乘法拟合的校准因子对所述气压差进行校准，得到校准后的气压差，包括：
11、获取每个气压差，以及每个所述气压差对应的历史压差数据；
12、通过最小二乘法拟合每个所述历史压差数据和每个所述气压差，确定所述校准因子；
13、根据所述校准因子，对所述气压差进行处理，得到所述校准后的气压差。
14、可选的，所述校准后的气压差表示为：
15、δpcal(t)＝α(t)·δp；
16、其中，所述校准因子表示为：
17、
18、其中，α(t)是校准因子，δp是气压差，phist(i)是历史压差数据，δpcal(t)是校准后的气压差。
19、可选的，所述根据所述环境参数，建立用于调节所述气压梯度的气压梯度模型，包括：
20、对所述环境参数进行处理，得到处理后的环境参数；
21、获取根据实验拟合得到的待定系数；
22、根据所述环境参数、所述处理后的环境参数和所述待定系数，建立所述气压梯度模型。
23、可选的，所述表示为气压梯度模型的表达式为：
24、
25、其中，t是温度，h是湿度，cp是颗粒物浓度，v是风速，k为根据实验拟合得到的待定系数。
26、可选的，所述根据所述校准后的气压差和所述气压梯度模型，调整所述手术间的排风系统的工作状态，包括：
27、获取与所述校准后的气压差对应的设定负压值；
28、计算所述设定负压值与所述校准后的气压值的第一差值；
29、对所述第一差值进行处理，得到对应的控制输入，并基于所述控制输入调整所述手术间的排风系统的工作状态。
30、可选的，所述控制输入表示为：
31、
32、其中，u(t)为控制输入，δpset为设定负压值，kp、ki、kd、kf分别为比例、积分、微分、二阶微分系数。
33、可选的，所述构建李雅普诺夫函数，并根据所述李雅普诺夫函数对所述手术间的负压环境的稳定性进行监测和分析，包括：
34、根据所述排风的状态向量，构建所述李雅普诺夫函数；
35、根据所述李雅普诺夫函数，确定所述李雅普诺夫函数的导数
36、根据所述李雅普诺夫函数和所述李雅普诺夫函数的导数，对所述手术间的负压环境的稳定性进行监测和分析。
37、可选的，所述李雅普诺夫函数表示为：
38、
39、其中，李雅普诺夫函数的导数表示为：
40、
41、其中，v(x)是李雅普诺夫函数，是李雅普诺夫函数的导数，x是系统状态向量，m是正定矩阵，q是半正定矩阵。
42、本专利技术还提供一种面向手术间的负压检测系统，所述系统包括：
43、数据获取模块，用于采集手术间内外的实时数据；所述实时数据包括气压差、环境参数和气压梯度，所述环境参数包括温度、湿度、颗粒物浓度和风速；
44、数据处理模块，用于通过扩展卡尔曼滤波器对采集的实时数据进行滤波，以去除噪声和短期扰动；
45、压差校准模块，用于根据所述实时数据和历史压差数据，通过最小二乘法拟合的校准因子对所述气压差进行校准，得到校准后的气压差；
46、模型构建模块，用于根据所述环境参数，建立用于调节所述气压梯度的气压梯度模型；
47、状态调整模块，用于根据所述校准后的气压差和所述气压梯度模型，调整所述手术间的排风系统的工作状态，以确保所述手术间的负压环境稳定；
48、稳定分析模块，用于构建李雅普诺夫函数，并根据所述李雅普诺夫函数对所述手术间的负压环境的稳定性进行监测和分析。
49、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种电子设备，包括：存储器，用于存储计算机软件程序；处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现如上文所述的一种面向手术间的负压检测方法。
50、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机软件程序，所述计算机软件程序被处理器执行时实现如上文所述的一种面向手术间的负压检测方法。
51、本专利技术的有益效果是：
52、(1)本专利技术通过综合考虑温度、湿度、颗粒物浓度、风速和气压梯度等多个环境参数，建立了复杂的数学模型，多参数联合分析方法使得负压控制更加精确，能够有效减少由于单一因素波动导致的误差。
53、(2)本专利技术使用扩展卡尔曼滤波器和控制反馈算法，对实时采集的数据进行滤波和动态调整，去除了短期扰动的影响，以实时反馈机制确保了手术间负压环境的稳定，迅速响应环境变化。
54、(3)本专利技术结合历史数据和实时数据，通过最小二乘法拟合校准因子，修正了传感器的长期误差积累，提高了气压差检测的准确性，减少了传感器的校准频率和维护成本。
55、(4)本专利技术通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述根据所述实时数据和历史压差数据，通过最小二乘法拟合的校准因子对所述气压差进行校准，得到校准后的气压差，包括：
3.根据权利要求2所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述校准后的气压差表示为：
4.根据权利要求3所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述根据所述环境参数，建立用于调节所述气压梯度的气压梯度模型，包括：
5.根据权利要求4所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述表示为气压梯度模型的表达式为：
6.根据权利要求5所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述根据所述校准后的气压差和所述气压梯度模型，调整所述手术间的排风系统的工作状态，包括：
7.根据权利要求6所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述控制输入表示为：
8.根据权利要求7所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述构建李雅普诺夫函数，并根据所述李雅普诺夫函数对所述
9.根据权利要求8所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述李雅普诺夫函数表示为：
10.一种面向手术间的负压检测系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述根据所述实时数据和历史压差数据，通过最小二乘法拟合的校准因子对所述气压差进行校准，得到校准后的气压差，包括：
3.根据权利要求2所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述校准后的气压差表示为：
4.根据权利要求3所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述根据所述环境参数，建立用于调节所述气压梯度的气压梯度模型，包括：
5.根据权利要求4所述的面向手术间的负压检测方法，其特征在于，所述表示为气压梯度模型的表达式为：
【专利技术属性】
技术研发人员：胡超，曹彩霞，宋巧，赵吉营，赵振兴，
申请(专利权)人：武汉华康世纪医疗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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