CN115046907B - 一种可吸收止血纱布的质量评估方法及系统 - Google Patents

一种可吸收止血纱布的质量评估方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种可吸收止血纱布的质量评估方法及系统，包括以下步骤：对同一批次的止血纱布进行止血实验，并获取止血效果评价指标以及吸收效果评价指标；分别从纱布的止血效果评价指标和吸收效果评价指标对纱布进行评价，得到止血纱布的整体质量评价指标；根据整体质量评价指标判断纱布的质量。即本发明的可吸收止血纱布的质量评估方法，能够系统性的对止血纱布的质量进行评估，保障工厂制造的纱布的质量。

Description

一种可吸收止血纱布的质量评估方法及系统
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种可吸收止血纱布的质量评估方法及系统。
背景技术
当前世界科技的发展带来便利的同时各种危险也随之增加，人民的健康安全越来越受到重视。医学科技的发展为人民的健康安全带来了极大的改善。医用的可吸收止血纱布的问世为病患的康复带来了极大的优势，经过多年的临床验证，可吸收止血纱布已经广泛应用于各类的医疗手术当中去，其高效的止血性以及可吸收性为病人带来了极大的便利，保障了病人的健康安全。当前各类可吸收止血纱布层出不穷，对其止血效果和可吸收效果的评价成为重重之中，工厂在生产止血纱布时应当严格的把控止血纱布的各项质量，保证人民的健康安全。
因此，对于可吸收止血纱布的质量评估方法，系统性的对止血纱布的质量进行评估，保障工厂制造的纱布的质量是尤为重要的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种可吸收止血纱布的质量评估方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
本发明提供的一种可吸收止血纱布的质量评估方法的技术方案，包括以下步骤：
对同一批次的止血纱布进行止血实验，并获取止血效果评价指标以及吸收效果评价指标；
分别从纱布的止血效果评价指标和吸收效果评价指标对纱布进行评价，得到止血纱布的整体质量评价指标；
根据整体质量评价指标判断纱布的质量。
进一步地，止血效果评价指标的获取方法为：
采集连续不同时刻下的创口被纱布包裹的图像，对各图像进行边缘检测，得到各时刻图像的渗透范围，根据当前时刻和上一时刻的图像的渗透范围，获取渗透面积的变化速率；根据当前时刻和上一时刻的图像的灰度变化，得到灰度值平均变化率；将所述渗透面积的变化速率以及灰度值平均变化率的乘积作为止血效果评价指标。
进一步地，吸收效果评价指标的获取方法为：
采集每隔一段时间的创口被纱布包裹的图像信息；
计算相邻两时间的创口被纱布包裹的图像信息的相似性；
计算相邻两时间的相似性的差异值，并按照时间先后顺序对各差异值进行排序，得到差异值序列，当差异值序列中至少连续两个相邻的差异值接近于0且至少连续两个相邻的差异值在差异值序列末尾位置时，则认为纱布被完全吸收，记录纱布的吸收时间；
根据所述吸收时间与纱布标准时间，计算吸收效果评价指标。
进一步地，还包括对所述相似性进行修正的步骤：
根据各图像的渗透面积的变化速率，计算平均变化速率；
利用所述平均变化速率对所述相似性进行修正，得到修正后的相似性。
进一步地，所述整体质量评价指标为：
Figure 203518DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 386238DEST_PATH_IMAGE002
为止血效果评价指标，
Figure 493871DEST_PATH_IMAGE003
为吸收效果评价指标。
进一步地，当整体质量评价指标大于等于设定值，则纱布质量不合格，反之，则纱布质量合格。
本发明还提供了一种可吸收止血纱布的质量评估系统，包括处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的用于实现上述的一种可吸收止血纱布的质量评估方法的技术方案。
本发明的有益效果：
本发明的方案是通过对同一批次的止血纱布进行止血实验，并获取止血效果评价指标以及吸收效果评价指标；分别从纱布的止血效果评价指标和吸收效果评价指标对纱布进行评价，得到止血纱布的整体质量评价指标；根据整体质量评价指标判断纱布的质量；即通过多角度的指标的评价分析，能够对止血纱布进行准确的质量评估，为后续的纱布的生产提供指导意见。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的一种可吸收止血纱布的质量评估方法的方法流程图；
图2是本发明的采集的5秒时的创口被纱布包裹的图像的渗透范围示意图；
图3是本发明的采集的10秒时的创口被纱布包裹的图像的渗透范围示意图；
图4是本发明的采集的15秒时的创口被纱布包裹的图像的渗透范围示意图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的方案，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
本发明针对的场景为：在当前许多手术中纱布常常用来进行创伤的处理，由于传统纱布后期需要将纱布重新去除，在内科手术中不适用，于是可吸收的止血纱布被广泛应用。由于要用可吸收止血纱布对创伤进行止血处理并且最终纱布要被人体吸收，所以纱布的止血效果和可吸收效果是重中之重，因此本发明通过对可吸收止血纱布的质量进行全方位评估，保证生产的纱布质量最优。
具体地，对本发明提供的一种可吸收止血纱布的质量评估方法进行介绍，请参阅图1所示，包括以下步骤：
首先，对同一批次的止血纱布进行止血实验，并获取止血效果评价指标以及吸收效果评价指标。
需要说明的是，止血纱布的主要作用是用来阻止伤口出血，并且防止粘连所谓的防止粘连是指在伤口周围会有人体某些组织，而这些组织在血液凝固的作用下会粘连在一起，如果在人体体内，某些组织粘连在一起会是人体机能受到损坏，造成严重后果。止血纱布能够与血液相结合，促进血液凝结，也即与血液一起覆盖在创伤表面起到快速止血作用，并且能够促进创伤恢复。
本实施例中，为了验证止血纱布的止血效果，分别进行不同的止血实验，创伤伤口的大小形状都不相同，然后记录止血时间，结痂效果，纱布被吸收时间T0。
本实施例中的止血效果评价指标的获取方法为：
采集连续不同时刻下的创口被纱布包裹的图像，对各图像进行边缘检测，得到各时刻图像的渗透范围，根据当前时刻和上一时刻的图像的渗透范围，获取渗透面积的变化速率；根据当前时刻和上一时刻的图像的灰度变化，得到灰度值平均变化率；将所述渗透面积的变化速率以及灰度值平均变化率的乘积作为止血效果评价指标。
具体地，以每隔五秒拍摄创口被纱布包裹的图像为例，对上述中的止血效果评价指标的获取方法进行详细分析：
1、每隔五秒拍摄创口被纱布包裹的图像，对各图像进行边缘检测，得到边缘检测结果，其中的边缘检测结果为纱布被渗透的渗透范围；
其中，如图2-图4所示，给出了部分连续拍摄的照片，图2-图4中描述了拍摄照片记录时间以及边缘分割的原理，其中图2为拍摄的第一幅图像，图中坐标为
Figure 311917DEST_PATH_IMAGE004
，其中x表示图像的R通道灰度值，y表示拍摄时间，需要说明的是，图2-图4表征的含义有：
（1）在创口包扎五秒后第一幅图像为图2，为创口中心区域。
（2）经过十秒后拍摄第二张图像（图3），由于血液渗透作用血液染透纱布向外扩散。
（3）经过15秒后拍着第三张图像（图4）纱布上的血液渗透范围再一次扩大。
上述的图像的R通道灰度值，可表示为：
Figure 188606DEST_PATH_IMAGE005
上式中R表示三通道中R通道的灰度值即红色的灰度值，表征了红色的深度，其中，m为创口被纱布包裹的图像的尺寸大小。
需要说明的是，止血纱布包裹在创伤处，纱布和血液的相互作用会使伤口处的血液不再流出，但是止血纱布虽然可以快速止血，其并不是立即让伤口不再流血，因此包扎上纱布后依然会有血液从伤口处往外溢出；而纱布的包裹一般有多层，溢出的血液一般从创伤中心开始向外扩散，中心处颜色最深，越往外颜色越淡，因此根据纱布上血液扩散的范围和颜色能够表征纱布的止血效果。基于此，本实施例中通过采集止血后纱布的图像进行色彩分析。
而由于纱布包裹创口由于血液压力存在，会出现血液渗透，纱布由伤口中心往外出现血液渗透，颜色越深范围越大渗透越严重，表明纱布止血效果不好。因此，在进行图像的分析时需要对颜色深度进行分析，传统做法是灰度化分析灰度值，而在本发明中，要分析血液的渗透情况，而由于血液是红色的，所以本发明通过分析RGB三通道中的R通道来进行颜色深度的分析。
2、计算纱布的渗透面积的变化速率：
Figure 840429DEST_PATH_IMAGE006
上式的含义在于求出每次拍照的渗透面积的变化速率，
Figure 497675DEST_PATH_IMAGE007
表示第i幅图像的渗透范围，
Figure 758893DEST_PATH_IMAGE008
表示第i-1幅图像的渗透范围，t表示变化时间。
由于纱布的质量影响血液渗透的范围和速度，因此上述通过时间和灰度值以及渗透范围的记录可以得到纱布的相关质量评价。
需要说明的是，在创口被纱布包裹时，纱布的存在会阻止血液流出，但是仅仅以最终的血液在纱布表面的渗透范围作为止血效果的评价是不合理的，因为有可能存在创口被包裹后纱布最初没有起到很好的效果，血液大量流出，在短时间内就渗透在纱布表面，因此本发明引入时间的度量，记录血液的渗透扩散的时间。
3、面积的变化只是渗透的快慢，还要考虑到纱布上颜色的变化，即灰度值的变化。
Figure 257132DEST_PATH_IMAGE009
上式中
Figure 516075DEST_PATH_IMAGE010
表示第i幅图像的第l部分的灰度值变化，
Figure 598301DEST_PATH_IMAGE011
j为第i幅图像的第l部分的第j个像素点的灰度值；其中l的含义在于本发明将每次图像拍摄的结果进行分割，如图4，分为三个部分，分别为每次渗透面积的增加量，l取值分别为1,2,3；t表示变化时间，上式最终求得了每幅图各区域的灰度值变化率。
则总体的图像的灰度值平均变化率为：
Figure 492570DEST_PATH_IMAGE012
上式中
Figure 78272DEST_PATH_IMAGE013
表示第i幅图像的平均灰度变化率。
4、上计算血液从开始在纱布上渗透到停止渗透的止血评价为：
Figure 773695DEST_PATH_IMAGE014
上式中
Figure 77638DEST_PATH_IMAGE015
表示第i幅图像的纱布的止血评价，假设有M幅图像，则最终会得到M个止血评价指标组成的集合。
Figure 182122DEST_PATH_IMAGE016
本实施例中，将M幅图像的止血评价的和作为最终的止血效果评价指标：
Figure 887910DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 613289DEST_PATH_IMAGE015
为第i幅图像的纱布的止血评价。
其中，本实施例中的吸收效果评价指标的获取方法为：
采集每隔一段时间的创口被纱布包裹的图像信息；
计算相邻两时间的创口被纱布包裹的图像信息的相似性；
计算相邻两时间的相似性的差异值，并按照时间先后顺序对各差异值进行排序，得到差异值序列，当差异值序列中至少连续两个相邻的差异值接近于0且至少连续两个相邻的差异值在差异值序列末尾位置时，则认为纱布被完全吸收，记录纱布的吸收时间；
根据所述吸收时间与纱布标准时间，计算吸收效果评价指标。
具体地，上述对纱布止血效果评价指标进行了相关的计算量化，而止血纱布的作用不仅仅在于止血的作用，还在于被吸收的作用，也即在人体相关的作用下纱布被人体吸收，不用进行二次操作拆线拆纱布；因此纱布的可吸收效果依然是纱布质量的重要参考。
一般情况下，止血纱布的吸收时间T0为7-10天，由于创口愈合需要一定时间，所以最终被吸收的时间不宜过快，同时为了保护人体健康，吸收时间不宜过慢。
因此，下面对纱布的吸收效果进行具体分析：
每隔一段时间利用显微镜获取精细化纱布的图像数据，提取含有纹理特征的图像信息；并计算相邻时刻的创口被纱布包裹的图像信息的相似性：
Figure 917712DEST_PATH_IMAGE018
上式中的
Figure 58843DEST_PATH_IMAGE019
表示第i'+1幅图像信息的相关系数，
Figure 884716DEST_PATH_IMAGE020
为第i'幅图像信息的相关系数，
Figure 718680DEST_PATH_IMAGE021
为第i'+1幅图像信息与第i'幅图像信息之间的相关系数。
由于纱布的特殊性，都是为网状的纹理特征，因此吸收后网状的纹理特征消失，所以根据图像信息特征来判断纱布的吸收效果。
本实施例中利用显微镜获取精细化纱布的图像数据，由于吸收时间相对缓慢，在血液停止渗透后每隔12个小时获取精细化的纹理特征的图像信息。同时，纱布经过人体吸收后纱布本身的网状纹理会消失，并且吸收并非同时同速，因此吸收后纱布的纹理存在是参差的，经过吸收后相邻两幅图像信息之间存在纹理差异性，因此通过相邻图像信息之间的相似性来判断纱布的吸收效果。
由于纱布被吸收两幅图像信息存在差异，差异性越大，吸收速度越大，但是在血液在纱布上渗透凝固的作用出现血液凝固体，纱布被吸收后血液凝固体会出现，会使得两幅图像信息的相关性降低，为了减少该部分对相关性的影响，需要对相关性进行修正，可以知晓在血液渗透过程中，渗透速度越快表示出血量越多，则最终形成的血液凝固提对相关性的影响越大；则有：
Figure 436363DEST_PATH_IMAGE022
上式中
Figure 381185DEST_PATH_IMAGE023
表示血液在纱布上渗透的平均变化速率，上式
Figure 61565DEST_PATH_IMAGE024
的含义在于考虑到血液渗透的作用对图像信息相关性的影响，并且也考虑到吸收速度对相关性的影响，吸收速度越快，血液凝固带来的影响越大，血液渗透速度越快血液凝固带来的影响越大；至此，得到所有图像信息的修正后的相似性：
Figure 66430DEST_PATH_IMAGE025
上式T表示在所有图像中相邻两幅图像信息的修正后的相似性序列。
上述中的平均变化速率为根据上述中的各图像的渗透面积的变化速率进行求平均得到的。上述对纱布的吸收效果进行了相关的计算，在人体吸收作用下相邻两幅图像信息存在差异性，表现为相关性的变化，当纱布被完全吸收时，相邻两幅图像信息几乎完全相似此时纱布完全被吸收，则在上述集合中的数据表现为，若相邻数据之间的差值接近于0，则纱布完全吸收；即邻两幅图像信息的修正后的相似性的差值序列：
Figure 68147DEST_PATH_IMAGE026
上式中表示集合
Figure 878977DEST_PATH_IMAGE027
中相邻元素之间的差值，当差值为零时表明纱布完全吸收，为了保证计算的准确性，本发明认定当
Figure 413863DEST_PATH_IMAGE028
中连续的最后两个元素值为0时，认为纱布被完全吸收，即，
Figure 91094DEST_PATH_IMAGE029
此时认为纱布完全吸收，则共拍摄了h张照片，共耗时(h-1)12/2=6（h-1）天。当然作为其他实施方式，也可以选取最后的连续的三张、四张照片进行纱布被完全吸收的分析。
由于纱布的吸收时间不宜过快也不宜过晚，且与伤口大小有关，因此，吸收效果评价指标为：
Figure 78642DEST_PATH_IMAGE030
上式中，K为标准吸收时间，
Figure 630846DEST_PATH_IMAGE003
表示了理想吸收时间和实际吸收时间的差异，该差异越小，表明吸收效果越好。
上述中的K值的选取是通过历史大量的经验数据确定的纱布的标准时间。
其次，分别从纱布的止血效果评价指标和吸收效果评价指标对纱布进行评价，得到止血纱布的整体质量评价指标。
其中，整体质量评价指标为：
Figure 754660DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 602792DEST_PATH_IMAGE002
为止血效果评价指标，
Figure 77636DEST_PATH_IMAGE003
为吸收效果评价指标。
上述通过两者的相加来得到最终的止血纱布的评价函数，这是因为吸收和止血两者是不同层面的评价，因此用相加的算法。
然后，根据整体质量评价指标判断纱布的质量。
当整体质量评价指标大于等于设定值，则纱布质量不合格，反之，则纱布质量合格。
具体地，本实施例中的设定值为40，则
Figure 167952DEST_PATH_IMAGE031
。
需要说明的是，本发明的方案综合考虑止血纱布的止血效果，吸收效果，吸收时间和止血时间得到的最终的评价函数，最终整体质量评价指标Ω的值越小，表明止血纱布的质量越好。
本发明还提供了一种可吸收止血纱布的质量评估系统，包括处理器和存储器，其中处理器执行所述存储器存储的用于实现上述的一种可吸收止血纱布的质量评估方法的方法实施例。
由于一种可吸收止血纱布的质量评估方法的方法实施例已进行了具体介绍，此处不再过多赘述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可吸收止血纱布的质量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
对同一批次的止血纱布进行止血实验，并获取止血效果评价指标以及吸收效果评价指标；
分别从纱布的止血效果评价指标和吸收效果评价指标对纱布进行评价，得到止血纱布的整体质量评价指标；
根据整体质量评价指标判断纱布的质量；
止血效果评价指标的获取方法为：
采集连续不同时刻下的创口被纱布包裹的图像，对各图像进行边缘检测，得到各时刻图像的渗透范围，根据当前时刻和上一时刻的图像的渗透范围，获取渗透面积的变化速率；根据当前时刻和上一时刻的图像的灰度变化，得到灰度值平均变化率；将所述渗透面积的变化速率以及灰度值平均变化率的乘积作为止血效果评价指标；
吸收效果评价指标的获取方法为：
采集每隔一段时间的创口被纱布包裹的图像信息；
计算相邻两时间的创口被纱布包裹的图像信息的相似性；
计算相邻两时间的相似性的差异值，并按照时间先后顺序对各差异值进行排序，得到差异值序列，当差异值序列中至少连续两个相邻的差异值接近于0且至少连续两个相邻的差异值在差异值序列末尾位置时，则认为纱布被完全吸收，记录纱布的吸收时间；
根据所述吸收时间与纱布标准时间，计算吸收效果评价指标；
其中吸收效果评价指标
Figure 352906DEST_PATH_IMAGE001
为：
Figure 651163DEST_PATH_IMAGE002
上式中，K为纱布标准时间，
Figure 975965DEST_PATH_IMAGE003
为吸收时间；h为图像的个数。
2.根据权利要求1所述的一种可吸收止血纱布的质量评估方法，其特征在于，还包括对所述相似性进行修正的步骤：
根据各图像的渗透面积的变化速率，计算平均变化速率；
利用所述平均变化速率对所述相似性进行修正，得到修正后的相似性；
其中修正后的相似性
Figure 283450DEST_PATH_IMAGE004
为
Figure 610264DEST_PATH_IMAGE005
上式中
Figure 610581DEST_PATH_IMAGE006
表示血液在纱布上渗透的平均变化速率，
Figure 157100DEST_PATH_IMAGE007
表示第i'+1幅图像信息的相关系数，
Figure 268275DEST_PATH_IMAGE008
为第i'幅图像信息的相关系数，
Figure 718105DEST_PATH_IMAGE009
为第i'+1幅图像信息与第i'幅图像信息之间的相关系数。
3.根据权利要求2所述的一种可吸收止血纱布的质量评估方法，其特征在于，所述整体质量评价指标为：
Figure 623744DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 657559DEST_PATH_IMAGE011
为止血效果评价指标，
Figure 41267DEST_PATH_IMAGE001
为吸收效果评价指标。
4.根据权利要求1所述的一种可吸收止血纱布的质量评估方法，其特征在于，当整体质量评价指标大于等于设定值，则纱布质量不合格，反之，则纱布质量合格。
5.一种可吸收止血纱布的质量评估系统，包括处理器和存储器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的用于实现如权利要求1-4任一项所述的一种可吸收止血纱布的质量评估方法的程序。
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