基于状态识别的引流液连续计量与分级预警方法及装置与流程

本发明属于医疗护理监测，具体涉及一种基于状态识别的引流液连续计量与分级预警方法及装置，用于对从人体内引出的引流液进行床旁连续计量、状态识别和预警。

背景技术：

1、术后引流监测是外科护理中的常见工作内容。护理人员通常需要持续关注引流液的累计量、单位时间流速以及短时间内的变化趋势。累计引流量能够反映一段时间内总体失血或渗出规模，流速变化则有助于发现短时间内是否出现活动性出血、渗出突然增多、引流不畅后突然恢复等情况。对于部分术后患者，如果引流液在短时间内明显增多，而床旁记录不能及时反映变化，可能会延误进一步观察和处理。

2、现有临床中，较常见的方式仍是护理人员定时巡查引流袋，通过读取袋体刻度并手工填写护理记录完成监测。这种方式虽然简单，但存在明显不足。首先，人工巡查通常是间隔式的，只能形成若干离散记录点，无法连续反映引流液变化过程。其次，引流袋刻度读数受袋体褶皱、液面倾斜、液体附着、观察角度和光照条件影响较大，读数误差较难避免。再次，更换袋体、清空倾倒、重新悬挂等护理操作通常依赖人工记录，缺少自动时间戳和过程证据，后续追溯时难以判断引流量变化是由真实病情变化引起，还是由护理操作引起。

3、为提高连续监测能力，已有方案尝试在引流袋悬挂位置设置称重传感器，通过重量变化推算引流液体积，并根据累计量或流速阈值进行报警。然而，真实床旁环境并不稳定。患者翻身、床体移动、管路牵拉、挂点摩擦等因素会使引流袋发生摆动，引起重量信号短时上下振荡。若直接根据相邻重量差分计算流速，就可能把机械摆动误判为引流速度突增，从而产生频繁误报警。另一方面，更换袋体、清空倾倒等护理操作会引起重量突降，甚至短时间接近无载状态。如果不能识别这些事件，就会导致累计量归零、断档或重复统计，仍然需要护理人员人工补录和修正。因此，单纯称重或简单阈值报警难以满足床旁连续监测的实际需求。

4、现有称重监测方案还常采用固定阈值或单一滤波处理重量波动。滤波过强可能造成响应滞后并掩盖真实的引流突增，滤波过弱又难以抑制床旁摆动；固定阈值也难以适应不同床位、挂点、袋体规格和安装状态形成的正常波动差异。因此，需要在计量和预警之前判断数据可信状态，并优先识别更换袋体、清空倾倒等护理事件，再根据当前状态选择正常计量、冻结或分段结算等不同处理方式。现有方案对可信状态、护理操作事件和正常计量状态之间的转换关系考虑不足，难以在同一连续监测过程中同时兼顾抗扰动、跨袋累计和及时预警。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于状态识别的引流液连续计量与分级预警方法及装置，面向术后床旁引流场景，在存在袋体摆动、床体移动、管路牵拉、更换袋体、清空倾倒等干扰或护理操作的情况下，对引流液进行连续计量、分段结算、流速估计和分级预警，并形成可追溯的事件与预警日志。本发明在完成可信状态判断后，采用显著负跳变预检优先于普通扰动拒绝的处理方式，并按照不同状态分别执行护理事件判别、扰动冻结、分段结算或流速预警处理。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于状态识别的引流液连续计量与分级预警方法，包括：

4、步骤s1、初始化计量分段并装载运行参数；在通过步骤s2和步骤s3获得稳定可信的重量信号后，将当前平滑重量记录为本分段的起点平滑重量，同时记录该分段的开始时间；

5、步骤s2、按采样周期连续采集引流袋原始重量，并将原始重量更新为平滑重量；

6、步骤s3、基于最近短窗口计算摆动幅度、差分抖动强度和趋势一致性，融合得到稳定度，并结合进入可信阈值、退出可信阈值以及上一采样周期的可信状态确定当前可信状态，并在稳定度介于退出可信阈值和进入可信阈值之间时保持上一采样周期的可信状态；

7、步骤s4、基于最近可信周期保留的负跳变门限或预设初始负跳变门限对当前数据进行显著负跳变预检；在当前可信状态为可信且根据最近可信周期保留的负跳变门限或预设初始负跳变门限未检测到显著负跳变时更新正常波动基线，并根据所述正常波动基线生成摆动门限、差分抖动门限和负跳变门限；

8、步骤s5、当步骤s4预检到显著负跳变或事件判别窗口处于有效状态时，继续进行护理事件判别，并保存显著负跳变发生前最近可信稳定时刻的平滑重量、当前分段累计体积及对应采样时刻；根据最低平滑重量、事件持续时间、恢复稳定后的平滑重量以及事件窗口内平滑重量的变化趋势，确定当前状态为更换袋体状态、清空倾倒状态、扰动状态；当未检测到显著负跳变且事件判别窗口未处于有效状态时，结合当前可信状态、摆动门限和差分抖动门限确定当前状态为扰动状态或稳定计量状态；其中，仅在确定为更换袋体状态或清空倾倒状态时，将恢复稳定后的平滑重量作为新分段起点的候选值；

9、步骤s6、根据本分段的起点平滑重量和当前平滑重量得到当前分段累计体积，并将历史封存分段与当前分段相加得到总累计体积；在确定为更换袋体事件或清空倾倒事件时，将步骤s5保存的显著负跳变发生前最近可信稳定时刻的当前分段累计体积作为分段终值进行结算封存，并在重量重新达到稳定条件后设置新的分段起点；

10、步骤s7、仅在当前可信状态为可信且当前状态为稳定计量状态时，根据累计体积序列进行引流液流速估计；

11、步骤s8、对引流液流速连续超过相应流速阈值的时间进行累计，并在流速幅值条件与持续时间条件同时满足时触发对应等级预警，同时记录状态、事件和预警日志；

12、其中，所述步骤s3至步骤s8根据当前可信状态和当前状态类型选择不同处理路径，构成状态驱动的连续计量与预警机制。

13、作为优选，所述平滑重量由当前原始重量和上一采样周期的平滑重量按照指数平滑方式更新得到。

14、作为优选，所述摆动幅度为最近短窗口内平滑重量最大值与最小值之差，所述差分抖动强度为相邻平滑重量差分的标准差，所述趋势一致性根据所述差分中正差分与负差分的数量关系以及所述差分绝对值的中位数和中位绝对偏差确定。

15、作为优选，当稳定度大于或等于进入可信阈值时，将当前可信状态设为可信；当稳定度小于或等于退出可信阈值时，将当前可信状态设为不可信；当稳定度介于退出可信阈值和进入可信阈值之间时，保持上一采样周期的可信状态。

16、作为优选，仅在当前可信状态为可信且根据最近可信周期保留的负跳变门限或预设初始负跳变门限未检测到显著负跳变时更新摆动幅度基线和差分抖动基线，并由所述基线、对应放大系数和门限下限生成摆动门限、差分抖动门限和负跳变门限。

17、作为优选，显著负跳变检测优先于依据当前可信状态进行的扰动拒绝；采用最近可信周期保留的负跳变门限或预设初始负跳变门限，当相邻平滑重量的下降量超过所述负跳变门限时进入事件判别窗口，或者在事件判别窗口处于有效状态时继续进行事件判别；当最低平滑重量低于卸载阈值且事件持续时间不大于快速恢复时间阈值时，确定为更换袋体事件；当不满足更换袋体事件条件，且事件持续时间不小于清空事件持续时间阈值，并且事件窗口内平滑重量总体呈下降趋势时，确定为清空倾倒事件；其余情况确定为扰动状态；在确定为更换袋体事件或清空倾倒事件时，以恢复稳定后的平滑重量确认事件结束，并在重量重新达到稳定条件后确定新分段起点。

18、作为优选，当前分段累计体积由当前平滑重量与分段起点平滑重量之差除以引流液密度得到，总累计体积为各已封存分段终值与当前分段累计体积之和；当检测到显著负跳变时，保存负跳变发生前最近可信稳定时刻的当前分段累计体积，并在确定为更换袋体事件或清空倾倒事件时将所保存的当前分段累计体积作为分段终值进行封存；换袋或清空后重新设置分段起点并保持总累计体积连续。

19、作为优选，所述引流液流速由累计体积序列在预设差分步长内的体积变化量除以对应时间得到，并对最近短窗口内的多个流速计算值取中位数。

20、作为优选，各级预警分别对应流速阈值和持续时间阈值，同一级预警的流速幅值条件与持续时间条件为逻辑与关系；当同一时刻满足多个等级的触发条件时，输出满足条件的最高预警等级。

21、本发明还提供一种基于状态识别的引流液连续计量与分级预警装置，包括：称重采集模块、处理模块和告警输出模块；所述称重采集模块用于采集引流袋原始重量，所述处理模块包括以下第一处理模块至第八处理模块，所述告警输出模块用于输出当前累计量、状态信息、预警结果与事件日志；

22、第一处理模块，用于初始化计量分段并装载运行参数，并在获得稳定可信的重量信号后，将当前平滑重量记录为本分段的起点平滑重量，同时记录该分段的开始时间；

23、第二处理模块，用于接收所述称重采集模块输出的引流袋原始重量，并按照采样周期将原始重量更新为平滑重量；

24、第三处理模块，用于基于最近短窗口判断当前数据是否稳定可信，并采用进入可信阈值和退出可信阈值形成的双阈值迟滞策略确定当前可信状态；

25、第四处理模块，用于基于最近可信周期保留的负跳变门限或预设初始负跳变门限对当前数据进行显著负跳变预检；在当前可信状态为可信且根据最近可信周期保留的负跳变门限或预设初始负跳变门限未检测到显著负跳变时更新正常波动基线，并根据所述正常波动基线生成摆动门限、差分抖动门限和负跳变门限；

26、第五处理模块，用于在所述第四处理模块预检到显著负跳变或者事件判别窗口处于有效状态时继续进行护理事件判别，保存显著负跳变发生前最近可信稳定时刻的平滑重量、当前分段累计体积及对应采样时刻，并结合最低平滑重量、事件持续时间、恢复稳定后的平滑重量以及事件窗口内平滑重量的变化趋势确定更换袋体状态、清空倾倒状态或扰动状态；还用于在未检测到显著负跳变且事件判别窗口未处于有效状态时，结合当前可信状态、摆动门限和差分抖动门限确定扰动状态或稳定计量状态；其中，仅在确定为更换袋体状态或清空倾倒状态时，将恢复稳定后的平滑重量作为新分段起点的候选值；

27、第六处理模块，用于根据本分段的起点平滑重量和当前平滑重量得到当前分段累计体积，并将历史封存分段与当前分段相加得到总累计体积；在确定为更换袋体事件或清空倾倒事件时，将显著负跳变发生前最近可信稳定时刻保存的当前分段累计体积作为分段终值进行结算封存，并在重量重新稳定后设置新的分段起点；

28、第七处理模块，用于当判断数据可信且未识别到换袋、清空或扰动事件时，进行引流液流速估计；

29、第八处理模块，用于对估计的引流液流速进行持续时间累积并分级预警，并在流速幅值条件与持续时间条件同时满足时触发相应等级预警，同时记录状态、事件和预警日志。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、1、本发明在流速估计和预警之前先进行可信区间判定，通过摆动幅度、差分抖动强度和趋势一致性共同判断当前重量数据是否稳定可信，并在稳定度介于进入可信阈值与退出可信阈值之间时保持上一采样周期的可信状态，能够有效减少袋体摆动、床体移动、管路牵拉等床旁干扰造成的虚假流速尖峰，从而降低误报警。

32、2、本发明通过优先级高于普通扰动拒绝的负跳变触发和事件判别机制，对更换袋体、清空倾倒和扰动进行区分。即使负跳变使当前数据暂时转为不可信，仍可继续完成事件判别，从而避免护理操作被提前作为普通扰动过滤，减少护理操作对计量结果和预警结果的干扰。

33、3、本发明采用分段累计与结算封存机制。在检测到显著负跳变时保存负跳变前最近可信稳定时刻的有效分段累计量，并在识别到更换袋体或清空倾倒事件后将该有效累计量作为分段终值封存，再在新袋或清空后重量重新稳定时更新新的分段起点，从而避免护理操作后的重量突降造成分段累计量丢失，并保证全程总累计量连续不断档。

34、4、本发明采用流速阈值和持续时间共同触发的分级预警方式。只有当流速超过对应阈值并持续达到设定时间时，才触发相应等级预警，从而避免偶发短时尖峰导致报警，提高预警结果的临床可用性。

35、5、本发明对可信状态、扰动状态、护理事件、累计量、流速、预警等级和触发依据进行日志记录，形成带时间戳的可追溯证据链，便于护理回顾、质量控制和医院信息对接。