一種基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控系統(tǒng)及方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控系統(tǒng)及方法。 背景技術(shù) [0002] 隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代心外科手術(shù)的成功率顯著提高，但手術(shù)后的并發(fā)癥和風(fēng)險(xiǎn)仍是醫(yī)護(hù)人員需要嚴(yán)密監(jiān)控的重點(diǎn)，傳統(tǒng)的心外術(shù)后監(jiān)控方式依賴于各種生理指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，如心電圖、血壓、血氧飽和度、呼吸頻率等，雖能提供實(shí)時(shí)的生理信息，但無法直接反映外部可視特征的變化，還需要高頻次的觀察和記錄，特別是對(duì)于重癥患者，醫(yī)護(hù)人員需要頻繁檢查生命體征和身體狀況，不僅消耗大量的人力資源，還容易出現(xiàn)監(jiān)測(cè)不到位或疏忽的問題。 [0003] 隨著圖像處理技術(shù)、人工智能以及計(jì)算機(jī)視覺的快速發(fā)展，基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控系統(tǒng)及方法逐漸成為一種重要的技術(shù)趨勢(shì)，圖像處理技術(shù)能夠通過攝像頭實(shí)時(shí)捕捉患者的身體表征信息，并通過算法分析識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，從而為心外術(shù)后監(jiān)控提供更加精細(xì)、全面的支持。 [0004] 但現(xiàn)有的心外術(shù)后監(jiān)控方法存在如下技術(shù)問題：難以精確處理微小且頻繁的位移，如呼吸或輕微抖動(dòng)造成的圖像模糊；去除噪聲的同時(shí)容易導(dǎo)致細(xì)節(jié)模糊，造成邊緣信息丟失；依靠圖像的單一時(shí)間點(diǎn)信息，無法捕捉愈合過程中的動(dòng)態(tài)變化；炎癥紅腫區(qū)域在RGB色彩空間中難以區(qū)分，導(dǎo)致檢測(cè)的準(zhǔn)確性低；無法充分結(jié)合空間和時(shí)間信息，容易忽略炎癥的發(fā)展趨勢(shì)。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 本發(fā)明提供一種基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的難以精確處理微小且頻繁的位移，如呼吸或輕微抖動(dòng)造成的圖像模糊；去除噪聲的同時(shí)容易導(dǎo)致細(xì)節(jié)模糊，造成邊緣信息丟失；依靠圖像的單一時(shí)間點(diǎn)信息，無法捕捉愈合過程中的動(dòng)態(tài)變化；炎癥紅腫區(qū)域在RGB色彩空間中難以區(qū)分，導(dǎo)致檢測(cè)的準(zhǔn)確性低；無法充分結(jié)合空間和時(shí)間信息，容易忽略炎癥的發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)問題。 [0006] 本發(fā)明的一種基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控系統(tǒng)及方法，具體包括以下技術(shù)方案： [0007] 一種基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控方法，包括以下步驟： [0008] S1：獲取患者胸腔圖像，通過改進(jìn)的圖像預(yù)處理算法對(duì)患者胸腔圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的胸腔圖像； [0009] S2：基于預(yù)處理后的胸腔圖像，使用愈合進(jìn)度評(píng)估算法計(jì)算得到切口愈合進(jìn)度評(píng)估值，并設(shè)置切口愈合速度閾值和切口愈合進(jìn)度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度值，判定切口愈合進(jìn)度是否存在異常； [0010] S3：當(dāng)切口愈合進(jìn)度存在異常，基于預(yù)處理后的胸腔圖像，使用炎癥評(píng)估算法計(jì)算得到炎癥嚴(yán)重程度評(píng)估值，并設(shè)置炎癥嚴(yán)重程度閾值，判定切口是否存在炎癥異常。 [0011] 優(yōu)選的，所述S1，具體包括： [0012] 所述改進(jìn)的圖像預(yù)處理算法包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分和噪聲去除與邊緣保留部分，?運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分通過分析相鄰幀之間的像素位置差異，計(jì)算出胸腔圖像中各像素點(diǎn)的位移量，并對(duì)胸腔圖像中的像素進(jìn)行位置修正。 [0013] 優(yōu)選的，所述S1，具體包括： [0014] 噪聲去除與邊緣保留部分根據(jù)胸腔圖像中每個(gè)像素的局部噪聲特性，計(jì)算出噪聲分布，對(duì)不同噪聲分布的區(qū)域采取不同強(qiáng)度的濾波操作；并引入非線性擴(kuò)散模型，根據(jù)像素所在區(qū)域的特征進(jìn)行選擇性擴(kuò)散，通過計(jì)算胸腔圖像中像素點(diǎn)的梯度，得到預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng)度，計(jì)算公式為： [0015] ， [0016] 其中， 表示在 時(shí)刻空間坐標(biāo)為 的預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng) 度； 表示在 時(shí)刻空間坐標(biāo)為 的患者胸腔圖像的像素強(qiáng)度； 和 表示患者在成像過程中產(chǎn)生的微小運(yùn)動(dòng)引起的位移補(bǔ)償參數(shù)， 補(bǔ)償在 方向的運(yùn)動(dòng)， 補(bǔ)償在 方向的運(yùn)動(dòng)； 表示第一調(diào)節(jié)系數(shù)； 表示胸腔圖 像在位置 和 時(shí)刻處的噪聲分布；表示第二調(diào)節(jié)系數(shù)； 表示胸腔圖像 局部的二階變化率； 表示胸腔圖像在 方向和 方向上的一階導(dǎo)數(shù)。 [0017] 優(yōu)選的，所述S2，具體包括： [0018] 在愈合進(jìn)度評(píng)估算法的實(shí)現(xiàn)過程中，通過計(jì)算預(yù)處理后的胸腔圖像的橫向和縱向梯度來檢測(cè)切口邊緣，并結(jié)合局部拓?fù)鋽_動(dòng)量抑制噪聲干擾，得到預(yù)處理后的胸腔圖像邊緣強(qiáng)度，具體計(jì)算公式為： [0019] ， [0020] 其中， 表示在 時(shí)刻空間坐標(biāo)為 的預(yù)處理后的胸腔圖像邊緣強(qiáng) 度； 表示預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng)度在 方向的梯度； 表示預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng)度在 方向的梯度； 表示平方根運(yùn)算； 和 表示 平方項(xiàng)； 表示指數(shù)函數(shù)；表示控制局部拓?fù)鋽_動(dòng)量對(duì)梯度計(jì)算結(jié)果影響的調(diào)整參數(shù)； 表示局部拓?fù)鋽_動(dòng)量。 [0021] 優(yōu)選的，所述S2，具體包括： [0022] 在愈合進(jìn)度評(píng)估算法的實(shí)現(xiàn)過程中，通過設(shè)置切口區(qū)域檢測(cè)閾值，將預(yù)處理后的胸腔圖像邊緣強(qiáng)度與設(shè)置的切口區(qū)域檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，提取出滿足條件的像素點(diǎn)，構(gòu)建出完整的切口輪廓。 [0023] 優(yōu)選的，所述S2，具體包括：

1.一種基于圖像處理的心外術(shù)后監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟： S1：獲取患者胸腔圖像，通過改進(jìn)的圖像預(yù)處理算法對(duì)患者胸腔圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的胸腔圖像；所述改進(jìn)的圖像預(yù)處理算法包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分和噪聲去除與邊緣保留部分，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償部分通過分析相鄰幀之間的像素位置差異，計(jì)算出胸腔圖像中各像素點(diǎn)的位移量，并對(duì)胸腔圖像中的像素進(jìn)行位置修正； 噪聲去除與邊緣保留部分根據(jù)胸腔圖像中每個(gè)像素的局部噪聲特性，計(jì)算出噪聲分布，對(duì)不同噪聲分布的區(qū)域采取不同強(qiáng)度的濾波操作；并引入非線性擴(kuò)散模型，根據(jù)像素所在區(qū)域的特征進(jìn)行選擇性擴(kuò)散，通過計(jì)算胸腔圖像中像素點(diǎn)的梯度，得到預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng)度，計(jì)算公式為： ， 其中， 表示在 時(shí)刻空間坐標(biāo)為 的預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng)度； 表示在 時(shí)刻空間坐標(biāo)為 的患者胸腔圖像的像素強(qiáng)度； 和 表示患者在成像過程中產(chǎn)生的微小運(yùn)動(dòng)引起的位移補(bǔ)償參數(shù)， 補(bǔ)償在 方向的運(yùn)動(dòng)， 補(bǔ)償在 方向的運(yùn)動(dòng)； 表示第一調(diào)節(jié)系數(shù)； 表示胸腔圖 像在位置 和 時(shí)刻處的噪聲分布；表示第二調(diào)節(jié)系數(shù)； 表示胸腔圖像 局部的二階變化率； 表示胸腔圖像在 方向和 方向上的一階導(dǎo)數(shù)； S2：基于預(yù)處理后的胸腔圖像，使用愈合進(jìn)度評(píng)估算法計(jì)算得到切口愈合進(jìn)度評(píng)估值，在愈合進(jìn)度評(píng)估算法的實(shí)現(xiàn)過程中，通過計(jì)算預(yù)處理后的胸腔圖像的橫向和縱向梯度來檢測(cè)切口邊緣，并結(jié)合局部拓?fù)鋽_動(dòng)量抑制噪聲干擾，得到預(yù)處理后的胸腔圖像邊緣強(qiáng)度，具體計(jì)算公式為： ， 其中， 表示在 時(shí)刻空間坐標(biāo)為 的預(yù)處理后的胸腔圖像邊緣強(qiáng)度； 表示預(yù)處理后的胸腔圖像像素強(qiáng)度在 方向的梯度； 表示預(yù)處理后的胸 腔圖像像素強(qiáng)度在 方向的梯度； 表示平方根運(yùn)算； 和 表示平 方項(xiàng)； 表示指數(shù)函數(shù)；表示控制局部拓?fù)鋽_動(dòng)量對(duì)梯度計(jì)算結(jié)果影響的調(diào)整參數(shù)； 表示局部拓?fù)鋽_動(dòng)量； 通過設(shè)置切口區(qū)域檢測(cè)閾值，將預(yù)處理后的胸腔圖像邊緣強(qiáng)度與設(shè)置的切口區(qū)域檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，提取出滿足條件的像素點(diǎn)，構(gòu)建出完整的切口輪廓； 在檢測(cè)到切口區(qū)域后，引入自適應(yīng)加權(quán)系數(shù)，調(diào)整像素點(diǎn)的權(quán)重值；通過計(jì)算切口邊緣隨時(shí)間的變化速率，評(píng)估切口愈合進(jìn)度；并通過計(jì)算切口邊緣的關(guān)于時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)，得到切口愈合進(jìn)度評(píng)估值； 并設(shè)置切口愈合速度閾值和切口愈合進(jìn)度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度值，判定切口愈合進(jìn)度是否存在異常；