一种下呼吸道喷雾控制处理系统及方法与流程

本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种下呼吸道喷雾控制处理系统及方法。

背景技术：

1、呼吸道，是肺呼吸时气流所经过的通道，一些液体药物可通过呼吸道吸收，特别是呼吸道感染，可直接局部给药使药物达到感染部位发挥作用，而医疗雾化装置是常用的呼吸道疾病治疗设备，医用雾化器将药液雾化，通过呼吸吸入的方式进入呼吸道或肺部沉积，从而达到无痛、迅速有效治疗。

2、目前，在呼吸科的治疗中，常常使用小容量雾化器，在使用时首先将药物灌入药杯，拧紧杯盖，喷雾器出雾后，患者张口进行深呼吸，再将药物喷入到患者呼吸道处，但是由于患者的下呼吸道较深，工作人员无法很准确地判断患者下呼吸道的位置，这样会导致药物喷洒得不够准确，会降低药物的治疗效果，且工作人员在喷洒药物的过程中可能会发生抖动，无法稳定地为患者上药，同时会引起患者的不适；

3、随后我方研究人员设计一种下呼吸道喷雾装置（详见中国专利申请：202211735979.8），通过转动空心转轴，并将橡胶管的一端引导到患者的喉咙内，可以根据空心转轴转动的圈数来判断橡胶管放置到患者喉咙内的长度，这样能够更加准确地判断橡胶管放卷的长度，从而更加准确地将硬管放置到患者下呼吸道处病患位置；

4、但使用该下呼吸道喷雾装置进行雾化治疗时总是喷洒定量浓度的药物，并不能根据患者实际状况（比如感染面积及感染状况系数）进行确定药物的雾化需求量，并且无法直接找出患者感染位置，从而造成药物的浪费或无法达到预想的治疗效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种下呼吸道喷雾控制处理系统及方法，解决了现有技术中指出的上述技术问题。

2、本发明提供了一种下呼吸道喷雾控制处理系统，包括壳体、空心筒体、空心转轴、橡胶管、硬管、滑动管、雾化管、加压装置和开合装置、安装在硬管上的图像采集器；所述图像采集器，用于对喉咙部位进行图像采集，获取扫描图像；

3、所述壳体上开有若干个孔，所述空心筒体铰接在壳体上，所述空心筒体上开有一个进管口和一个出管口；所述空心转轴转动式连接在空心筒体一侧，所述空心转轴呈水平设置；

4、所述橡胶管套在空心转轴上，所述橡胶管的下端穿过进管口，所述橡胶管的上端穿过出管口，所述橡胶管的下部位于壳体内；

5、所述硬管连接在橡胶管的上端且与橡胶管连通，所述滑动管放置在硬管内侧；所述雾化管卡接在滑动管上且与滑动管连通，所述雾化管用于雾化药物；所述雾化管位于硬管内且与硬管接触，所述雾化管上开有若干个雾化孔，所述加压装置设在壳体上，所述加压装置用于喷出药物，所述开合装置设在滑动管上，所述开合装置用于调整药物的喷出；

6、还包括远程计算中心、安装在壳体上的控制器、通讯中继器；所述远程计算中心通过所述通讯中继器与所述控制器实现通信连接；

7、所述壳体上还设置有控制器；控制器用于计算实施得到需药浓度；

8、所述控制器具体包括图像处理模块、计算处理模块、雾化控制模块、停止控制模块；

9、所述图像处理模块，根据所述扫描图像获取每个扫描区域的感染面积及扫描区域的表面状态系数；其中，所述表面状态系数指的是利用图像处理技术对该扫描区域表面状态实施是否感染识别处理；

10、所述计算处理模块，用于根据所述扫描区域的感染面积s及所述扫描区域的表面状态系数p计算获取当前扫描区域的目标雾化需求量r；并通过所述目标雾化需求量r，计算获取按压加压装置的次数t；

11、所述雾化控制模块，用于控制控制器发送开合指令，控制开合装置打开；根据所述目标雾化需求量在当前扫描区域进行雾化预设浓度的药物并开始按压加压装置，直至按压加压装置t次；

12、所述停止控制模块，用于计算实际雾化量，判断当前扫描区域的所述实际雾化量是否满足针对当前区域实施下呼吸道感染的目标雾化需求量，若是，则通过控制器发送停机控制指令，控制开合装置关闭。

13、较佳的，所述图像处理模块，具体用于对所述扫描图像进行灰度化处理，获取灰度化图像；

14、使用最大类间方差法（otsu法）将所述灰度化图像分割获取分割后的图像；所述分割后的图像为白色区域与黑色区域；同时对所述灰度化图像进行边缘检测，获取边缘图像；

15、对所述分割后的图像进行线性处理，获取待计算图像；同时对所述边缘图像进行增强处理（即形态学处理），获取增强图像；

16、预设感染图像类型及对应系数；确定所述待计算图像中的白色区域为感染区域，并获取感染区域的像素点数量；确定所述待计算图像中的黑色区域为非感染区域，并获取所述非感染区域的像素点数量；同时将所述增强图像与预设的感染状态图像进行对比，识别当前增强图像所述的感染图像类型，并获取所述感染图像类型系数；

17、基于所述感染区域的像素点数量与所述非感染区域的像素点数量计算感染面积；所述感染面积的计算方式为：

18、s=（n1×n2）/2；

19、式中，s为感染面积；

20、n1为感染区域的像素点数量；n2为非感染区域的像素点数量；

21、较佳的，上述计算处理模块，具体用于确认浓度系数；确认雾化效率；计算获取目标雾化需求量；

22、所述目标雾化需求量的计算方式为：r=（a×s×p）/f；

23、式中，r为目标雾化需求量；

24、a为浓度系数；

25、s为感染面积；

26、p为表面状态系数；

27、f为雾化效率；

28、获取单次按压药物量d；基于所述目标雾化需求量与所述单次按压药物量计算获取按压加压装置的次数；

29、所述按压加压装置的次数的计算方式为：；式中，t为按压加压装置的次数；

30、ceil（）为向上取整（有小数就加1）；

31、r为目标雾化需求量；

32、d为单次按压药物量。

33、较佳的，所述图像处理模块，还用于基于所述扫描图像获取hsv图像；并获取所述hsv图像中每个像素点的亮度值v（x，y）、色调值h（x，y）、饱和度值s（x，y）；

34、将每个像素点的所述亮度值v（x，y）通过多尺度高斯函数卷积，获取每一个像素点的光照分量k（x，y）；并获取光照分量均值m；其中，k（x，y）为位于（x，y）的像素点的光照分量；

35、所述光照分量均值m的计算方式为；式中，m为光照分量均值；

36、i为hsv图像像素点总个数；

37、将所述光照分量k通过二维伽马函数校正计算获取校正后的像素点的亮度值v'（x，y）；

38、所述校正后的亮度值v'（x，y）的计算方式为：；

39、式中，v'（x，y）为校正后的像素点的亮度值；

40、v（x，y）为像素点的亮度值；

41、r为亮度增强指数值；

42、m为光照分量均值；

43、将所述校正后的像素点的亮度值v'分别与对应的像素点的色调值h、对应的像素点饱和度值s进行融合，获取校正后的hsv图像；

44、基于所述校正后的hsv图像获取新的rgb图像；将所述新的rgb图像进行灰度化处理，获取灰度化图像。

45、相应地，本发明还提出了一种下呼吸道喷雾控制处理方法，包括如下操作步骤：

46、控制器驱动下呼吸道喷雾控制处理系统对喉咙部位进行图像采集，获取扫描图像；

47、根据所述扫描图像获取每个扫描区域的感染面积及扫描区域的表面状态系数；根据所述扫描区域的感染面积s及所述扫描区域的表面状态系数p计算获取当前扫描区域的目标雾化需求量r；并通过所述目标雾化需求量r，计算获取按压加压装置的次数t；

48、控制器发送开合指令，控制开合装置打开；根据所述目标雾化需求量在当前扫描区域进行雾化预设浓度的药物并开始按压加压装置，直至按压加压装置t次；

49、计算实际雾化量，判断当前扫描区域的所述实际雾化量是否满足针对当前区域实施下呼吸道感染的目标雾化需求量，若是，则通过控制器发送停机控制指令，控制开合装置关闭；

50、所述实际雾化量的计算方式为：

51、r'=k×t；

52、式中，r'为实际雾化量；

53、k为药物浓度；

54、t为按压加压装置的次数。

55、与现有技术相比，本发明实施例至少存在如下方面的技术优势：

56、分析本发明提供的上述一种下呼吸道喷雾控制处理系统及方法可知，在具体应用时医护人员控制控制器发送延伸控制命令，使橡胶管能够向喉咙下方进行延伸，然后通过橡胶管上端连接的硬管上安装的图像采集器对患者喉咙部位进行采集图像，获取扫描图像；通过图像采集器采集获取扫描图像，可直观地查看患者的下呼吸道感染状况；并且在患处直接喷洒药物，可更进一步地提高药物的利用效率，进而增强治疗效果；

57、将扫描图像发送至控制器的图像处理模块进行处理，获取每个扫描区域的感染面积及扫描区域的表面状态系数；然后利用计算处理模块根据扫描区域的感染面积s及所述扫描区域的表面状态系数p计算获取当前扫描区域的目标雾化需求量r；并通过所述目标雾化需求量r，计算获取按压加压装置的次数t；计算出目标雾化需求量，可根据患者具体患病情况，控制下呼吸道喷雾控制处理系统喷洒出定量的药物，从而使治疗效果进一步提高；

58、雾化控制模块控制控制器发送开合指令，控制开合装置打开；根据所述目标雾化需求量在当前扫描区域进行雾化预设浓度的药物并开始按压加压装置，直至按压加压装置t次；停止控制模块在计算实际雾化量满足针对当前区域实施下呼吸道感染的目标雾化需求量后，通过控制器发送停机控制指令，控制开合装置关闭停止喷药。