本發(fā)明涉及皮膚牽張器，具體為一種基于皮膚牽張器的骨外科恢復系統(tǒng)。

背景技術：

1、皮膚牽張器是一種用于修復組織缺損的工具，其工作原理基于皮膚本身的粘彈性和機械伸展性。通過外力將創(chuàng)緣兩邊的正常皮膚向中央牽拉，它利用這些特性來“額外”產(chǎn)生皮膚，從而閉合創(chuàng)口。皮膚牽張器在多種情況下都有應用，如修復因創(chuàng)傷、炎癥、腫瘤切除、褥瘡等引起的皮膚缺損，促進創(chuàng)面愈合。它不僅可以避免游離植皮、皮瓣轉(zhuǎn)移等復雜的手術操作，還可以減輕患者換藥的痛苦，縮短治療周期，降低住院天數(shù)。與傳統(tǒng)的治療方法相比，皮膚牽張器還能減少疤痕形成，使傷口更加美觀。然而，皮膚牽張器在使用過程中也存在一些缺點。例如，由于調(diào)節(jié)張力的彈簧彈性模量及螺套摩擦損耗，拉力可能無法精確控制，需要憑經(jīng)驗觀察和判斷。這可能導致無法量化皮膚受牽張時血液循環(huán)的改變及皮膚溫度的變化，也無法精確判斷指導不同部位皮膚牽張力的大小、牽張速度、張力增加幅度等。

2、在申請公布號為cn117338448a的中國發(fā)明申請中，公開了一種傷口皮膚牽張閉合控制方法及系統(tǒng)，包括將控制器與牽張器中的驅(qū)動電機以及攝像頭連接，然后，利用攝像頭來獲取待處理傷口區(qū)域的初始圖像，然后控制器根據(jù)初始圖像以及預設牽張距離計算模型確定牽張距離，并根據(jù)牽張距離確定驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動量，以根據(jù)轉(zhuǎn)動量控制驅(qū)動電機進行轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動兩組掛針相互靠近，從而實現(xiàn)基于待處理傷口區(qū)域的初始圖像自動確定牽張距離，并基于牽張距離自動確定驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動量，以實現(xiàn)在對傷口皮膚進行牽引閉合時，對于傷口皮膚牽張閉合系統(tǒng)的自動控制。

3、在以上發(fā)明申請中，通過對待處理傷口區(qū)域的初始圖像進行分析，確定牽張距離，并根據(jù)牽張距離確定驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動量，實現(xiàn)在對傷口皮膚進行牽引閉合時，對于傷口皮膚牽張閉合系統(tǒng)的自動控制，但只適用于皮膚牽張器調(diào)整過程中使用，但在調(diào)整完畢后，由于患者日?；顒踊虮ｐB(yǎng)不當，會導致皮膚牽張器位置產(chǎn)生偏移甚至脫落，患者會感到疼痛或不適，并導致治療中斷，使得原本的治療計劃無法有效執(zhí)行，增加并發(fā)癥的風險。

4、為此，本發(fā)明提供了一種基于皮膚牽張器的骨外科恢復系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術問題

2、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于皮膚牽張器的骨外科恢復系統(tǒng)，本發(fā)明通過分析和評估皮膚牽張器固定點在位置和張力兩方面的綜合性能，更全面地了解皮膚牽張器的工作情況，量化地評估皮膚牽張器的工作異常狀態(tài)，有助于及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題，避免問題進一步惡化，從而解決了背景技術中記載的技術問題。

3、(二)技術方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種基于皮膚牽張器的骨外科恢復系統(tǒng)，包括：

5、圖像分析模塊，用于對上傳到骨外科恢復系統(tǒng)的皮膚牽張器圖像進行特征提取，獲得皮膚牽張器圖像上左固定點在坐標系中的位置坐標和右固定點在坐標系中的位置坐標進一步分析后獲得左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)包括圖像上傳單元、特征提取單元、固定點位置分析單元和固定點位置評估單元；

6、張力分析模塊，用于對皮膚牽張器上的固定點進行張力采集，獲得左固定點張力和右固定點張力分析后獲得左固定點張力波動值和右固定點張力波動值并進一步分析獲得左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)包括張力采集單元、固定點張力分析單元及固定點張力評估單元；

7、牽張器調(diào)整評估模塊，用于對左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)及左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)進行分析，計算獲得左固定點綜合指數(shù)和右固定點綜合指數(shù)并進一步計算獲得皮膚牽張器異常指數(shù)依據(jù)皮膚牽張器異常指數(shù)對皮膚牽張器的工作異常狀態(tài)進行評估，并向外發(fā)出對應的皮膚牽張器調(diào)整預警；包括固定點綜合分析單元和牽張器調(diào)整預警單元。

8、進一步地，依據(jù)記錄時間將用戶圖像數(shù)據(jù)集中的皮膚牽張器圖像進行順序編號，記錄時間最早的皮膚牽張器圖像編號為1，并設為對照圖像。

9、進一步地，使用特征點檢測算法(如sift、surf等)檢測用戶圖像數(shù)據(jù)集中的所有皮膚牽張器圖像與對照圖像共同的特征點，根據(jù)檢測到的特征點，將所有皮膚牽張器圖像與對照圖像對齊，調(diào)整到與對照圖像相同的尺寸和分辨率，并建立統(tǒng)一坐標系。

10、進一步地，使用深度優(yōu)先搜索從網(wǎng)絡上收集包含皮膚牽張器固定點標注的圖像數(shù)據(jù)，將皮膚牽張器固定點標注的圖像數(shù)據(jù)集劃分為訓練集、驗證集和測試集，導入深度學習模型訓練測試后輸出固定點識別模型。

11、進一步地，將用戶圖像數(shù)據(jù)集中的皮膚牽張器圖像導入固定點識別模型，識別出每張皮膚牽張器圖像的左固定點和右固定點，并導出左固定點在坐標系中的位置坐標和右固定點在坐標系中的位置坐標

12、進一步地，獲取每張皮膚牽張器圖像左固定點的位置坐標和右固定點的位置坐標進行線性歸一化處理后，計算獲得每張皮膚牽張器圖像左固定點的x方向位移和y方向位移及右固定點的x方向位移和y方向位移

13、

14、其中，表示圖像的時間順序編號，k表示固定點的順序編號，k＝1、2、…、t，s、t為正整數(shù)，x表示x方向，y表示y方向。

15、進一步地，獲取左固定點的x方向位移和y方向位移及右固定點的x方向位移和y方向位移進行線性歸一化處理后，計算獲得左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)

16、

17、對應的左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)的計算公式如上。

18、進一步地，獲取左固定點張力和右固定點張力進行線性歸一化處理后，計算獲得左固定點張力波動值和右固定點張力波動值

19、

20、對應的左固定點張力波動值和右固定點張力波動值的計算公式如上。

21、進一步地，獲取左固定點張力波動值和右固定點張力波動值進行線性歸一化處理后，計算獲得左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)

22、

23、對應的左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)的計算公式如上。

24、進一步地，從圖像分析模塊獲取左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)并從張力分析模塊獲取左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)進行線性歸一化處理后，計算獲得左固定點綜合指數(shù)和右固定點綜合指數(shù)

25、

26、對應的左固定點綜合指數(shù)和右固定點綜合指數(shù)的計算公式如上。

27、進一步地，獲取左固定點綜合指數(shù)和右固定點綜合指數(shù)進行線性歸一化處理后，計算獲得皮膚牽張器異常指數(shù)

28、

29、對應的皮膚牽張器異常指數(shù)的計算公式如上。

30、進一步地，獲取皮膚牽張器異常指數(shù)依據(jù)皮膚牽張器異常指數(shù)對皮膚牽張器工作異常狀態(tài)進行評估，并選擇對應的皮膚牽張器調(diào)整預警處理策略，具體為：

31、當時，反饋當前皮膚牽張器工作無異常狀態(tài)，無需采取任何措施，繼續(xù)保持監(jiān)測，以防發(fā)生異常情況。

32、當時，反饋當前皮膚牽張器工作處于低級異常狀態(tài)，固定點拉力異?；蛭恢闷疲蛲獍l(fā)出二級皮膚牽張器調(diào)整預警命令，為用戶預約調(diào)整時間，對皮膚牽張器進行調(diào)整。

33、當時，反饋當前皮膚牽張器工作處于高級異常狀態(tài)，固定點拉力異常且位置偏移，向外發(fā)出一級皮膚牽張器調(diào)整預警命令，需要立即對當前皮膚牽張器進行調(diào)整，排除安全隱患。

34、其中，是指所有用戶所有皮膚牽張器異常指數(shù)的均值。

35、(三)有益效果

36、本發(fā)明提供了一種基于皮膚牽張器的骨外科恢復系統(tǒng)，具備以下有益效果：

37、1、通過對上傳到骨外科恢復系統(tǒng)的皮膚牽張器圖像進行特征提取，獲得皮膚牽張器圖像上左固定點在坐標系中的位置坐標和右固定點在坐標系中的位置坐標進一步分析后獲得左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)有助于更直觀地了解固定點的位移情況，反映固定點在特定方向上的位移程度，從而幫助判斷皮膚牽張器固定點的穩(wěn)定性和安全性。

38、2、通過對皮膚牽張器上的固定點進行張力采集，獲得左固定點張力和右固定點張力分析后獲得左固定點張力波動值和右固定點張力波動值并進一步分析獲得左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)可以更加直觀地評估固定點的張力情況，實時了解皮膚牽張器的工作狀態(tài)，對于優(yōu)化皮膚牽張器的使用方案具有重要意義。

39、3、通過對左固定點位置評估系數(shù)和右固定點位置評估系數(shù)及左固定點張力評估系數(shù)和右固定點張力評估系數(shù)進行分析，計算獲得左固定點綜合指數(shù)和右固定點綜合指數(shù)并進一步計算獲得皮膚牽張器異常指數(shù)依據(jù)皮膚牽張器異常指數(shù)對皮膚牽張器的工作異常狀態(tài)進行評估，并向外發(fā)出對應的皮膚牽張器調(diào)整預警，能夠全面反映固定點在位置和張力兩方面的綜合性能，更全面地了解皮膚牽張器的工作情況，量化地評估皮膚牽張器的工作異常狀態(tài)，有助于及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題，避免問題進一步惡化。