一种智能负压引流系统

本发明涉及医疗器械，更具体的说是涉及一种智能负压引流系统。

背景技术：

1、胸腔、腹腔脏器手术后需常规放置引流管，用于监测引流液性状，及时发现术后出血。在恢复过程中处往往存在渗出液、脓液、血液等液体，通常需要通过引流装置进行引流，以保证废弃液体及时排除胸腹腔，避免感染，保持局部环境促进创口愈合。

2、其中，负压引流系统利用负压泵和导管在伤口周围创造一个负压环境，帮助清除创口处的分泌物，从而减少创口处的肿胀，降低感染风险，促进血液循环，具有更好的加速创口愈合的效果。但是，现有的引流系统对引流液的监测功能较少，仅能显示当前的引流液流量，无法显示当前引流液中红细胞数量以及全部引流液总量和红细胞总量，不利于医护人员掌握患者的创口渗出液体的情况，尤其是当患者渗血量较大时，需警惕术后大出血，但当前引流装置无法及时判断引流液性状，对医护人员发出警报，提醒医护人员采取治疗和处理措施，对患者的健康造成了较大风险；并且，在胸腔、腹腔手术中，创口积液位置较深，导管部分位于体内，不能直接观察导管内部是否发生堵塞，无法及时处理导管内的堵塞情况，导致无法及时引流创口处的积液，不利于创口愈合。

3、因此，如何对负压引流系统的引流液状况进行监测，为医护人员提供参考并发出警报是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种智能负压引流系统，对引流液体进行识别从而监测创口渗血情况；通过对导管内部的压力和流量进行检测，及时发现导管内的堵塞情况。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开了一种智能负压引流系统，包括：引流模块、检测模块、清洁模块、控制模块；

4、所述引流模块包括：引流管、引流液收集器、负压源，所述引流管的引流入口位于创口区域，引流出口位于所述引流液收集器内，所述负压源为所述引流液收集器提供负压，使所述创口区域的液体在负压作用下引流至所述引流液收集器内；

5、所述检测模块包括：压力传感器阵列、流量传感器、图像检测单元，所述压力传感器阵列检测所述引流管内和所述引流液收集器内的压力数据，所述流量传感器检测引流液的流量数据，所述图像单元检测所述引流液的图像数据；

6、所述清洁模块的清洁头对所述引流管内的堵塞物进行清洁；

7、所述控制模块实时接收所述图像数据，判断引流液内的红细胞单位密度，大于设定阈值时，向医护人员发出警报；所述控制模块实时接收所述压力数据和流量数据，判断引流管内是否堵塞以及堵塞物位置，当发生堵塞时，向所述清洁模块发送命令，控制所述清洁头到达所述堵塞物位置清洁。

8、进一步的，还包括存储模块、统计模块和显示模块，所述存储模块实时存储所述流量数据和所述图像数据，并通过所述显示模块显示每分钟引流量和总引流量，以及每分钟引流液的红细胞密度；所述统计模块根据每分钟引流量和每分钟引流液的红细胞密度，计算每分钟红细胞数量，根据每分钟红细胞数量绘制柱状图并拟合红细胞数量曲线图，根据所述红细胞数量曲线图的面积，估算所述引流液收集器内的红细胞总数，并通过所述显示模块显示所述每分钟红细胞数量和红细胞总数。

9、进一步的，所述压力传感器阵列包括：在所述引流管内按固定间隔设置的压力传感器，以及在所述引流液收集器内设置的压力传感器；

10、所述流量传感器设置在所述引流出口处；

11、所述图像检测单元包括：光源、检测部、成像装置、摄像装置，所述检测部与所述引流出口连接，使引流液均匀分布于所述检测部的空腔内，所述光源照射空腔内的引流液后经所述成像装置和所述摄像装置，得到放大设定倍数的引流液的所述图像数据。

12、进一步的，所述判断引流液内的红细胞单位密度，具体包括：

13、对所述图像数据进行区域划分，得到关注区域；

14、对关注区域进行连通域检测确定连通区域，并计算各所述连通区域的集中值；

15、根据所述集中值确定各所述连通区域的红细胞密度，并根据各所述连通区域的像素面积，计算图像中红细胞的总数量进而得到引流液内的所述红细胞单位密度。

16、进一步的，所述得到关注区域，具体包括：

17、将所述图像数据由rgb空间转换到hsv空间，以h通道值为横坐标，对应横坐标的像素点数为纵坐标，绘制h通道直方图并拟合曲线；

18、根据拟合曲线中的波峰数量确定关注颜色数量，根据不同颜色波峰范围确定不同范围的h通道值范围，将图像划分为多个区域，以红色波峰确定的区域作为所述关注区域。

19、进一步的，所述集中值，通过以下方式计算得到：

20、将所述图像数据转换为灰度图像，确定所述灰度图像中的关注区域并进行连通域检测，根据所述连通区域的边缘像素点确定边缘邻接像素点；计算各所述连通区域内的各像素点与最近的所述边缘邻接像素点在深度方向的差值并求和，计算平均值归一化处理后得到所述集中值。

21、进一步的，所述根据所述集中值确定各所述连通区域的红细胞密度，具体为：

22、通过对多个引出液样本进行图像采集，并计算采集的样本图像数据中的各连通区域的集中值，对各连通区域内的红细胞数量进行统计，根据各连通区域的集中值和对应的红细胞数量进行非线性函数拟合，根据拟合好的非线性函数，确定待检测图像数据中各连通区域的红细胞密度。

23、进一步的，所述判断引流管内是否堵塞以及堵塞物位置，具体包括：

24、根据所述压力传感器阵列中各压力传感器的位置顺序，以及所述压力数据，整理得到当前时刻的压力值序列；

25、根据当前时刻所述引流液收集器内的压力值，在标准压力值序列数据库中选取对应的参考压力值序列；

26、根据所述参考压力值序列计算各个压力传感器对应的权值，根据所述权值对所述当前时刻的压力值序列中的压力值进行修正，得到修正压力值序列；

27、分别计算所述修正压力值序列和所述参考压力值序列对应的各压力传感器差异指标，进而计算各压力传感器的异常系数，根据所述异常系数确定堵塞物位置。

28、进一步的，所述权值的公式为：

29、

30、其中，wi为第i个压力传感器对应的权值，fi-1、fi、fi+1分别为参考压力值序列中第i-1、i、i+1个压力传感器的压力值，e为自然常数，norm表示归一化函数；第i个压力传感器修正后的压力值表示为：

31、

32、其中，fi′、fi″分别为压力值序列、修正压力值序列中第i个压力传感器的压力值；

33、所述差异指标的公式为：

34、

35、其中，lki、rki分别为修正压力值序列、参考压力值序列中第i个压力传感器对应的差异指标；

36、所述异常系数的公式为：

37、

38、其中，gi为第i个压力传感器的异常系数，αl、βr分别为参考压力值序列、修正压力值序列对应的流量数值。

39、进一步的，所述清洁模块包括：驱动器、驱动杆、驱动套管、清洁头；

40、所述驱动杆位于所述驱动套管内，所述驱动杆一端与所述清洁头固定连接，另一端与所述驱动器连接，所述驱动器提供转动力矩使所述驱动杆在所述驱动套管内自由转动；

41、所述清洁头整体呈圆锥螺旋线结构，所述驱动杆带动所述清洁头旋转抓取所述引流管内的阻塞物，所述驱动器提供拉力使所述驱动杆带动所述清洁头将堵塞物取出。

42、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种智能负压引流系统，能够根据图像检测单元的图像数据检测引流液的中红细胞的密度，当创口渗血量大于预设情况时，向医护人员发出警报，提醒医护人员对患者进行检查并调整引流系统的工作参数，并且通过统计各个时刻的引流液流量、红细胞数量进行存储和显示，进一步的计算引流液收集器内的总引流量和总红细胞数量进行存储和显示，便于医护人员查询患者的创口的引流液情况，对患者的恢复情况进行判断；同时还能够通过设置在引流管和引流液收集器内的压力传感器检测引流系统各个位置的压力值，从而根据参考压力值确定发生堵塞的位置，进一步控制清洁模块对引流管进行清洁。本发明能够实时对引流系统的流量和红细胞数量进行监测并发出警报，为医护人员提供参考和警报，保证创口区域的处于较好的生理环境，促进创口愈合，加快患者恢复健康。