基于流体力学特征的医用引流防贴壁预警方法及系统与流程

本发明涉及数据处理。更具体地，本发明涉及基于流体力学特征的医用引流防贴壁预警方法及系统。

背景技术：

1、在体液腔体的临床护理与康复中，尤其是在适应膀胱容量变化的神经源性膀胱导尿等场景下，引流状态的安全监测是保障患者健康的核心环节。其主要任务是对腔内积液进行安全、平稳的监测，在有效缓解腔内压力的同时维持压强稳定，防止因内压骤变或引流异常造成组织损伤及相关并发症。

2、现有的常规引流方案通常使用固定管路或固定容量排液，缺乏动态数据反馈，本质上属于盲目引流。这种被动引流的流速完全受制于腔内压差的自然衰减，系统无法提前预判流体变化趋势，导致在排液末期极易将腔体残余积液过度排干。

3、此外，在实际引流过程中，腔体内部的真实积液量无法被外部设备直接获取。传统方法依赖医护人员叩诊或患者主观记录，存在测量精度低、数据滞后且无法实时连续监测的局限。由于缺乏对流体特征的深入分析，传统监测手段无法准确判定腔体真实的充盈状态。当腔体极度充盈时，若系统不能及时对异常高流速发出警示，极易导致内压骤降，进而引发减压综合征或管口黏膜贴壁等损伤。

技术实现思路

1、为解决上述常规引流流速控制方法无法准确判定充盈状态引发初始放尿损伤，且缺乏顺应性反馈导致中后期产生局部负压、引流效率低下的技术问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、在第一方面中，本发明提供了基于流体力学特征的医用引流防贴壁预警方法，包括：基于排液日志数据获取液体蓄积率、蓄积率标准差与当前流逝时间；计算液体蓄积率与当前流逝时间的乘积，以得到预测蓄积液量； 结合最大腔体容量、预测蓄积液量、蓄积率标准差与当前流逝时间获取初始载荷风险；获取累计排出液量，并利用最大腔体容量、累计排出液量、初始载荷风险、预测蓄积液量及设备最大流速，推算安全基准流速；读取当前时刻的实际流通截面并获取窗口期时长，同时通过窗口期时长前后的累计排出液量之差，获取该窗口期内的窗口期出液量；融合窗口期出液量、安全基准流速与实际流通截面获取安全补偿流速，并依托窗口期出液量与窗口期时长获取实际引流流速；读取上一计算周期的历史特征指数作为当前特征指数，综合实际引流流速、安全补偿流速与当前特征指数，确立暂定特征指数；对暂定特征指数进行边界条件截断限制生成目标特征指数，并将目标特征指数与基于历史特征数据构建的历史预警阈值进行比对，生成目标报警指令以触发防贴壁预警信号。

3、优选地，所述结合最大腔体容量、预测蓄积液量、蓄积率标准差与当前流逝时间获取初始载荷风险，包括：将预测蓄积液量作为累积积液总体积基准；将蓄积率标准差与当前流逝时间的乘积作为动态波动冗余量；将最大腔体容量减去所述动态波动冗余量的差值作为安全剩余容量极限；将累积积液总体积基准除以安全剩余容量极限，得到初始载荷风险。

4、优选地 ，所述通过流量计获取累计排出液量，根据最大腔体容量、累计排出液量、初始载荷风险、预测蓄积液量及设备最大流速获取安全基准流速，包括：计算所述最大腔体容量与所述累计排出液量的差值以得到第一差值，将数值1与初始载荷风险相加得到第一和值；将最大腔体容量与第一和值相乘得到第一乘积，将第一差值除以所述第一乘积，得到初期稳压衰减因数；计算预测蓄积液量与预设极小常数之和以得到第二和值，从第二和值中减去累计排出液量得到真实残余液量，并将真实残余液量除以所述第二和值，得到末期防贴壁衰减因数；将设备最大流速、初期稳压衰减因数以及末期防贴壁衰减因数相乘，得到安全基准流速。

5、优选地，所述融合窗口期出液量、安全基准流速与实际流通截面获取安全补偿流速，包括：将窗口期时长、预设的综合通流系数以及实际流通截面三者相乘得到第二乘积，并将第二乘积与预设的平滑常数相加，计算得到理想出液量；将窗口期出液量除以理想出液量，计算得到壁面物理顺应性偏差比值；将安全基准流速乘以所述壁面物理顺应性偏差比值，得到安全补偿流速。

6、优选地，所述取上一计算周期的历史特征指数作为当前特征指数，综合实际引流流速、安全补偿流速与当前特征指数，确立暂定特征指数，包括：根据当前时刻的窗口期出液量获取实际引流流速；计算安全补偿流速与实际引流流速的差值，并除以附加了预设梗阻限幅常数的实际引流流速，得到流速相对偏差量；将流速相对偏差量乘以预设的调节增益常数，并与数值1相加后，再乘以当前特征指数，计算得到暂定特征指数。

7、优选地，所述将目标特征指数与基于历史特征数据构建的历史预警阈值进行比对之前，还包括获取历史预警阈值的步骤，包括：提取在最近预设数量的历史安全引流周期内记录的所有目标特征指数； 计算所有目标特征指数的算术平均值得到历史指数均值，并计算所有目标特征指数相对于历史指数均值的标准差得到指数标准差；将指数标准差乘以预设的预警敏感因子得到容错余量，并将所述容错余量与历史指数均值相加，计算得到历史预警阈值。

8、第二方面，本发明提供基于流体力学特征的医用引流防贴壁预警系统，包括：预测蓄积计算模块，用于基于排液日志数据获取液体蓄积率与当前流逝时间，并计算液体蓄积率与当前流逝时间的乘积，以得到预测蓄积液量；初始风险评估模块，用于基于排液日志数据获取蓄积率标准差与当前流逝时间，并结合最大腔体容量、预测蓄积液量、蓄积率标准差与当前流逝时间获取初始载荷风险；基准流速推算模块，用于获取累计排出液量，并利用最大腔体容量、累计排出液量、初始载荷风险、预测蓄积液量及设备最大流速，推算安全基准流速；窗口数据获取模块，用于读取当前时刻的实际流通截面并获取窗口期时长，同时通过窗口期时长前后的累计排出液量之差，获取该窗口期内的窗口期出液量；流速偏差提取模块，用于融合窗口期出液量、安全基准流速与实际流通截面获取安全补偿流速；并依托窗口期出液量与窗口期时长获取实际引流流速；特征指数推演模块，用于读取系统上一计算周期的历史特征指数作为当前特征指数，综合实际引流流速、安全补偿流速与当前特征指数，确立暂定特征指数；监测预警生成模块，用于对暂定特征指数进行边界条件截断限制生成目标特征指数，并将目标特征指数与基于历史特征数据构建的历史预警阈值进行比对，生成目标报警指令以触发防贴壁预警信号。

9、优选地，所述监测预警生成模块，包括：边界条件截断限制子模块，用于调用预设的最高风险限值与最低风险限值对暂定特征指数进行截断限制，生成目标特征指数；历史阈值构建子模块，用于提取在最近预设数量的历史安全引流周期内记录的所有目标特征指数，计算所有目标特征指数的算术平均值得到历史指数均值，并计算所有目标特征指数相对于历史指数均值的标准差得到指数标准差，进而将指数标准差乘以预设的预警敏感因子得到容错余量，并将容错余量与历史指数均值相加，计算得到历史预警阈值；预警信号触发子模块，用于当目标特征指数大于或等于历史预警阈值时，将目标报警指令发送至外部报警装置的预警回路以触发防贴壁预警信号的声光提示。

10、优选地，所述初始风险评估模块，包括：总体积基准确定子模块，用于将预测蓄积液量作为累积积液总体积基准；波动冗余量推演子模块，用于将蓄积率标准差与当前流逝时间的乘积作为动态波动冗余量；安全剩余容量评估子模块，用于将最大腔体容量减去动态波动冗余量的差值作为安全剩余容量极限；初始载荷风险计算子模块，用于将累积积液总体积基准除以安全剩余容量极限，得到初始载荷风险。

11、优选地，所述预警系统可进一步包括调控模块，具体包括：控制指令转换子模块，用于在监测预警生成模块触发防贴壁预警信号的同步状态下，将当前时刻的目标特征指数转换为安全防线阻断指令，并通过信号转换单元将安全防线阻断指令转化为数字控制电信号；物理截面调节子模块，用于将数字控制电信号发送至物理测控阀门，通过驱动物理测控阀门动作来动态调节实际流通截面；流速强制匹配子模块，用于基于实际流通截面的改变，在触发防贴壁预警信号时联动调整实际引流流速以匹配安全补偿流速，完成对引流工况自适应安全排障的物理闭环联动调节。

12、本发明的有益效果在于：本发明通过提取排液日志特征构建初始载荷风险，衡量了引流开始前腔体积液的理论饱和度与产液速度波动冗余，降低了传统叩诊不连续导致的状态判断偏差；结合累计排出液量规划安全基准流速，衡量了排液流程中腔内残余液量的演变趋势，建立了初期防骤降与末期防贴壁的双重监测预警基线；利用窗口期实际出液量与理想出液量的比值动态生成安全补偿流速，衡量了引流能力与流体力学状态之间的壁面物理顺应性偏差，克服了腔体回缩滞后造成的负压抽吸误判干扰；基于流速相对偏差量执行预警级别步进评估并配合风险边界截断限制确定目标特征指数，考量了系统的极高风险判定上限与运算溢出边界，防范了管路极限梗阻突开瞬间引发的预警信号震荡与误报，优化了在全排液周期内的动态自适应监测能力。