血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统及方法

本技术涉及血液透析领域，具体涉及一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统及方法。

背景技术：

1、血液透析是终末期肾病患者的重要治疗手段，而动静脉内瘘（avf）作为透析的主要通路，其功能状态直接影响透析的效果和患者的生活质量。有效的监测和评估内瘘的功能状态对于早期发现并发症、及时干预和延长内瘘的使用寿命至关重要。现有的针对血液透析患者的自体动静脉内瘘监测系统大多数依赖于医生的经验和主观判断，这种监测方式的智能化水平较低，缺乏系统化和标准化的内瘘监测手段，难以对患者的自体动静脉内瘘异常状况进行有效识别，导致患者内瘘的潜在问题未能及时发现和处理。

2、因此，期望一种优化的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统及方法。

技术实现思路

1、考虑到以上问题而做出了本技术。本技术的一个目的是提供一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统及方法。

2、本技术提供了一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其包括：

3、患者档案构建模块，用于构建患者档案；

4、监测数据采集模块，用于采集患者对象的动静脉内瘘监测数据；

5、数据分析模块，用于对所述动静脉内瘘监测数据进行特征刻画和显著性语义聚合处理以得到监测结果，所述监测结果用于表示动静脉内瘘状态是否存在异常；

6、数据展示与预警模块，用于响应于所述监测结果为动静脉内瘘状态存在异常，生成预警信号并展示所述动静脉内瘘监测数据；

7、其中，所述数据分析模块，包括：

8、超声图像增强单元，用于将所述彩色多普勒超声图像进行基于分段线性变换的各向异性扩散滤波处理以得到强化彩色多普勒超声图像；

9、超声图像语义特征提取单元，用于对所述强化彩色多普勒超声图像进行超声图像语义特征提取以得到彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列；

10、超声图像语义增强聚合单元，用于将所述彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列通过基于图像局部特征能量分布的显著性门控语义聚合模块以得到显著性增强彩色多普勒超声图像语义聚合特征向量；

11、患者动静脉内瘘状态检测单元，用于基于所述显著性增强彩色多普勒超声图像语义聚合特征向量，确定患者对象的动静脉内瘘状态是否存在异常。

12、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述动静脉内瘘监测数据为彩色多普勒超声图像，所述数据分析模块进一步用于对所述彩色多普勒超声图像进行图像特征提取和图像特征分类以得到所述监测结果。

13、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述超声图像增强单元，用于：

14、对所述彩色多普勒超声图像进行分段线性变换处理以得到对比度增强彩色多普勒超声图像；

15、对所述彩色多普勒超声图像进行各向异性扩散滤波处理以得到所述强化彩色多普勒超声图像。

16、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述超声图像语义特征提取单元，用于：

17、将所述强化彩色多普勒超声图像通过基于r-cnn神经网络的彩色多普勒超声图像语义特征提取器以得到所述彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列。

18、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述超声图像语义增强聚合单元，包括：

19、特征能级系数计算子单元，用于基于所述彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列中的各个彩色多普勒超声图像语义特征向量的最大值、最小值、均值和方差，确定所述各个彩色多普勒超声图像语义特征向量的特征能级系数以得到彩色多普勒超声图像特征能级系数的序列；

20、局部邻域均值计算子单元，用于确定彩色多普勒超声图像局部邻域的尺度，以所述彩色多普勒超声图像局部邻域的尺度作为均值计算范围，分别计算每个所述彩色多普勒超声图像特征能级系数的局部邻域均值以得到彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列；

21、掩码计算子单元，用于将所述彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列输入基于门控函数的掩码模块以得到掩码门控概率化彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列；

22、按位置加权和计算子单元，用于以所述掩码门控概率化彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列作为权重的序列，计算所述彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列的按位置加权和以得到所述显著性增强彩色多普勒超声图像语义聚合特征向量。

23、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述特征能级系数计算子单元，用于：

24、计算所述彩色多普勒超声图像语义特征向量的最大值、最小值、平均值和方差以得到彩色多普勒超声图像最大值、彩色多普勒超声图像最小值、彩色多普勒超声图像平均值和彩色多普勒超声图像方差；

25、计算所述彩色多普勒超声图像方差与超参数之间的加和以得到第一彩色多普勒超声图像局部能量统计因子；

26、计算所述彩色多普勒超声图像最大值和所述彩色多普勒超声图像平均值之间的差值以得到彩色多普勒超声图像最大偏差值；

27、计算所述彩色多普勒超声图像最小值和所述彩色多普勒超声图像平均值之间的差值以得到彩色多普勒超声图像最小偏差值；

28、计算所述彩色多普勒超声图像最大偏差值和所述彩色多普勒超声图像最小偏差值的平方和后与所述超参数相加以得到第二彩色多普勒超声图像局部能量统计因子；

29、计算所述第一彩色多普勒超声图像局部能量统计因子和所述第二彩色多普勒超声图像局部能量统计因子之间的除法以得到彩色多普勒超声图像特征能级系数。

30、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述掩码计算子单元，用于：

31、以所述彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列中的各个彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的负数作为指数幂，计算以自然常数e为底的指数函数值以得到彩色多普勒超声图像特征能级类支持显著性描述符的序列；

32、计算所述彩色多普勒超声图像特征能级类支持显著性描述符的序列与常数1之间的按位置加和以得到线性调制彩色多普勒超声图像特征能级类支持显著性描述符的序列；

33、计算所述线性调制彩色多普勒超声图像特征能级类支持显著性描述符的序列中的各个线性调制彩色多普勒超声图像特征能级类支持显著性描述符的倒数以得到彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符的序列；

34、对所述彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符的序列中的每个彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符进行掩码化处理以得到所述掩码门控概率化彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列；

35、其中，对所述彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符的序列中的每个彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符进行掩码化处理以得到所述掩码门控概率化彩色多普勒超声图像特征能级显著性描述符的序列，包括：

36、响应于所述彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符大于预定阈值，取所述彩色多普勒超声图像门控概率化特征能级显著性描述符的原值，否则置为0。

37、例如，根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其中，所述患者动静脉内瘘状态检测单元，用于：

38、将所述显著性增强彩色多普勒超声图像语义聚合特征向量通过基于分类器的动静脉内瘘状态异常检测器以得到监测结果，所述监测结果用于表示患者对象的动静脉内瘘状态是否存在异常。

39、本技术还提供了一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测方法，其包括：

40、构建患者档案；

41、采集患者对象的动静脉内瘘监测数据；

42、对所述动静脉内瘘监测数据进行特征刻画和显著性语义聚合处理以得到监测结果，所述监测结果用于表示动静脉内瘘状态是否存在异常；

43、响应于所述监测结果为动静脉内瘘状态存在异常，生成预警信号并展示所述动静脉内瘘监测数据；

44、其中，对所述动静脉内瘘监测数据进行特征刻画和显著性语义聚合处理以得到监测结果，所述监测结果用于表示动静脉内瘘状态是否存在异常，包括：

45、将所述彩色多普勒超声图像进行基于分段线性变换的各向异性扩散滤波处理以得到强化彩色多普勒超声图像；

46、对所述强化彩色多普勒超声图像进行超声图像语义特征提取以得到彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列；

47、将所述彩色多普勒超声图像语义特征向量的序列通过基于图像局部特征能量分布的显著性门控语义聚合模块以得到显著性增强彩色多普勒超声图像语义聚合特征向量；

48、基于所述显著性增强彩色多普勒超声图像语义聚合特征向量，确定患者对象的动静脉内瘘状态是否存在异常。

49、根据本技术的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统及方法，其可以实现对血液透析患者的自体动静脉内瘘状态进行自动化监测和异常状态识别，从而提高内瘘监测的智能化水平，以帮助临床医生更为全面地评估内瘘的功能状态，减轻医生的工作负担，并有利于及早发现血液透析患者的潜在的并发症，为临床干预提供依据，以延长内瘘的使用寿命。

技术特征：

1.一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述动静脉内瘘监测数据为彩色多普勒超声图像，所述数据分析模块进一步用于对所述彩色多普勒超声图像进行图像特征提取和图像特征分类以得到所述监测结果。

3.根据权利要求2所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述超声图像增强单元，用于：

4.根据权利要求3所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述超声图像语义特征提取单元，用于：

5.根据权利要求4所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述超声图像语义增强聚合单元，包括：

6.根据权利要求5所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述特征能级系数计算子单元，用于：

7.根据权利要求6所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述掩码计算子单元，用于：

8.根据权利要求7所述的血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统，其特征在于，所述患者动静脉内瘘状态检测单元，用于：

9.一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开一种血液透析患者自体动静脉内瘘监测系统及方法，涉及血液透析领域。其通过采集患者对象的动静脉内瘘监测数据，如彩色多普勒超声图像，并在后端引入基于人工智能和深度学习的数据处理和图像分析算法来对于该动静脉内瘘监测数据进行分析和特征分类，以此来得到患者对象的动静脉内瘘状态是否存在异常的分类结果。这样，能够实现对血液透析患者的自体动静脉内瘘状态进行自动化监测和异常状态识别，从而提高内瘘监测的智能化水平，以帮助临床医生更为全面地评估内瘘的功能状态，减轻医生的工作负担，并有利于及早发现血液透析患者的潜在的并发症，为临床干预提供依据，以延长内瘘的使用寿命。

技术研发人员：谢玉萍,韩昕彤,刘平平,钟卉,孟洋
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23