估算体外血液体积并对外科手术样品计数的系统和方法
【专利摘要】一种用于估算物理样品的一部分中的体外血液体积的方法，包括：从样品的图像的一部分中提取特征；根据所提取的特征使用血液体积指标对样品的图像的部分进行标记；以及根据血液体积指标，估算在样品的图像的部分中所识别的物理样品的至少该部分中的体外血液体积。
【专利说明】估算体外血液体积并对外科手术样品计数的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年7月9日提交的序列号为61/506，082的美国临时专利申请、于2012年5月14日提交的序列号为61/646,818的美国临时专利申请，以及于2012年5月14日提交的序列号为61/646,822的美国临时专利申请的权益，所有这些美国临时专利申请的全文均通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及外科手术领域，并且更具体地涉及一种用于估算用于外科手术实践中的物理样品中的体外血液体积的新颖且有用的系统和方法。
【背景技术】
[0004]高估和低估患者的失血量是导致医院、诊所和其他医疗设施的高运营成本和高外科手术成本的重要因素。具体地，高估患者的失血量会造成医疗机构的可用于输血的血液的浪费和更高的运营成本，并且会造成血液短缺。低估患者的失血量是造成在出血的情况下延迟复苏和输血的关键因素，并且已经与每年产生的可避免的患者感染、重新住院治疗和诉讼案件中所花费的数十亿美元有关。因此，在外科手术领域中需要一种用于估算物理样品中的体外血液体积的新颖且有用的系统和方法。本发明提供了这样一种新颖且有用的系统和方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1A是第一优选实施例的方法的流程图表示；
[0006]图1B是第一优选方法的一种变型的流程图表示；
[0007]图2A是第二优选实施例的方法的流程图表示；
[0008]图2B是第二优选方法的一种变型的流程图表示；
[0009]图3A是第三优选实施例的方法的流程图表示；
[0010]图3B是第三优选方法的一种变型的流程图表示；
[0011]图4是第一优选方法的一种变型的流程图表示；
[0012]图5是第一优选方法的一种变型的流程图表示；
[0013]图6是第一优选方法的一种变型的流程图表示；
[0014]图7是优选方法的另一种变型的流程图表示；
[0015]图8是优选实施例的系统的示意图；
[0016]图9是优选系统的变型的不意图；以及
[0017]图10是根据优选实施例的系统或方法的输出的图形表示。
【具体实施方式】
[0018]本发明的优选实施例的下列描述并非旨在将本发明限制于这些优选的实施例，而是旨在使得本领域中的任何技术人员能够制造和使用本发明。
[0019]1、第一种方法
[0020]如图1A所示，一种用于估算物理样品的一部分中的体外血液体积的优选实施例的方法SlOO包括:在方框SllO中，从样品的图像的一部分中提取特征；在方框S120中，根据所提取的特征使用血液体积指标对样品的图像的该部分进行标记；以及在方框S130中，根据血液体积指标，估算在与样品的图像的该部分关联的物理样品的至少该部分中的体外血液体积。
[0021]如图7所示，第一优选方法SlOO优选地用作通过分析样品的图像估算物理样品中的血液体积。样品的图像优选地是实况视频馈送的彩色帧，其中物理样品的至少一部分在该帧中是可见的。然而，该图像可以替换地是静态或静止的图像、红外图像、光学传感器的视场、黑白图像、光学传感器的视场的指纹、点云(pointcloud)、或任何其它适合的图像类型。在摄像机或光学传感器的视场内不适合于物理样品的情况中，图像可以是物理样品的扫描。可以捕获图像并随后将图像存储在本地或远程的数据存储设备中，以用于后续处理，尽管可以交替地或并行地实时处理图像，或按部分或分段地处理图像以避免存储整个图像。第一优选方法SlOO优选地估算体外血液体积，该体外血液体积包括患者或受试者的身体外部的血液。另外地或可替换地,第一优选方法SlOO可以估算血管外血液体积，该血管外血液体积包括虽然在患者或受试者的体内，但却在患者的血管系统外部的血液。 [0022]物理样品优选地是吸收性的外科手术纱布海绵、外科手术敷料、或外科手术巾，然而该样品可以是任何其它的纺织品。另外地或可替换地，该物理样品可以是一件衣服、地面、桌子、墙壁或地板表面、外部皮肤表面、外科手套、外科手术器具、或任何其它的表面、材料、衬底或物体。例如在外科手术、分娩或任何其他的医疗或健康相关的事件期间，外科医生、护士、麻醉师、妇科医生、士兵、护理人员、或其他用户可以使用结合了第一优选方法SlOO的机器或设备来估算一个或多个物理样品中的血液体积以生成患者的总的估算失血(EBL)0可替换地，执法官员、法庭调查者或其他用户可以使用实现第一优选方法SlOO的机器或设备来估算在犯罪现场的体外血液体积或在医疗紧急情况期间评估受害者的风险。
[0023]第一优选方法SlOO可以另外地或者替换地用来估算物理样品中的另一血液相关的参数或体外血液体积指标的体积、质量或数量(如物理样品中的血红蛋白或红血细胞的质量或体积)。随后可以针对其他的变量或特征对这些血液相关的参数进行评估以计算物理样品中的血液、血红蛋白、红血细胞、白血细胞、血浆等的体积。例如,可以根据以下公式使用患者血液的估算的或测量的血细胞比容(HTC)来估算样品中的血液体积:
【权利要求】
1.一种用于估算物理样品的一部分中的体外血液体积的方法，所述方法包括: 从所述样品的图像的一部分中提取特征； 根据所提取的特征使用血液体积指标对所述样品的所述图像的所述部分进行标记；以及 根据所述血液体积指标，估算在与所述样品的所述图像的所述部分关联的所述物理样品的至少所述部分中的所述体外血液体积。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述图像中的所述物理样品识别为一种类型的吸收性纱布海绵。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括对被识别为吸收性纱布海绵的所述物理样品的样品计数编制索引。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述血液体积指标对所述样品的所述图像的所述部分进行标记包括:将所述样品的所述图像的所述部分与具有已知的体外血液体积指标的模板图像进行比较，并将所述样品的所述图像的所述部分关联于与所述模板图像的所述已知的体外血液体积指标相关的血液体积指标。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述样品的所述图像的所述部分与所述模板图像进行比较包括:经由模板匹配将所述样品的所述图像的所述部分与所述模板图像进行配对。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述血液体积指标对所述样品的所述图像的所述部分进行标记包括使用估算的血红蛋白质量对所述样品的所述图像的所述部分进行标记。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，估算在所述物理样品的至少所述部分中的所述体外血液体积包括:根据所述血红蛋白质量和在所述物理样品中的血液的估算的血细胞比容估算在所述物理样品的至少所述部分中的体外血液体积。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述样品的所述图像的所述部分中提取特征包括提取包含分量空间中的颜色强度值的特征，其中，使用所述血液体积指标对所述样品的所述图像的所述部分进行标记包括将在所述样品中的所述图像的所述部分的颜色强度值与颜色模型的强度值进行比较，所述颜色模型与已知的血液体积指标配对。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述样品的所述图像的所述部分中提取特征包括提取包含分量空间中的颜色强度值的特征，其中，使用所述血液体积指标对所述样品的所述图像的所述部分进行标记包括根据参数模型将所提取的特征变换为所述血液体积指标。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，估算所述物理样品的至少一部分中的所述体外血液体积包括:通过根据所述图像的捕获原点与所述物理样品之间的估算的距离和估算的角度中的至少一项变换所述图像的所述部分，将所述物理样品的物理尺寸与所述样品的所述图像的所述部分关联。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述血液体积指标对所述图像的所述部分进行标记包括:根据非图像特征对所述物理样品进行分类、基于对所述样品的分类选择血液体积指标模型、以及通过将所提取的特征传送入所选择的血液体积指标模型来生成所述血液体积指标标签。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，估算所述样品的至少所述部分中的所述体外血液体积包括:基于所述样品的所述图像的所述部分和所述图像的基本上所有其它部分的合计的血液体积指标标签，来估算所述物理样品中的总的体外血液体积。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括:通过将所述物理样品中的所估算的总的体外血液体积和附加图像中的附加物理样品中的估算的总的体外血液体积进行合计来估算患者失血量。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括:通过从所述物理样品的输入重量中减去所述物理样品中的所估算的总的体外血液体积的重量来估算所述物理样品中的非血液流体的体积。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括通过结合到移动电子设备中的光学传感器捕获所述图像。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括在结合到所述移动电子设备中的显示器上显示在所述物理样品的至 少所述部分中的所估算的体外血液体积。
17.一种用于对外科手术样品进行计数的方法，包括: 识别光学传感器的视场中的物理样品； 对所识别出的物理样品的样品计数编制索引； 从所述光学传感器的视场的一部分中提取特征；以及 基于所提取的特征，估算所述物理样品的一部分中的体外血液体积。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括捕获所述光学传感器的视场的图像，其中识别所述物理样品包含识别所述图像中的所述物理样品，并且其中从所述光学传感器的所述视场的所述部分中提取特征包含从所述图像的所述部分中提取所述特征。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，从所述样品的所述图像的所述部分中提取所述特征包括提取包含分量空间中的颜色强度值的特征，其中估算所述物理样品的所述部分中的所述体外血液体积包括根据参数模型将所提取的特征变换为所述血液体积指标。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，识别所述物理样品包括将所述物理样品识别为外科敷料、外科手术纱布海绵、外科手术巾的一种。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，对所述样品计数器编制索引包括基于所识别出的物理样品对外科敷料计数器、外科手术纱布海绵计数器和外科手术巾计数器中的一个编制索引。
22.根据权利要求17所述的方法，还包括:通过将所述物理样品的所述部分中的所估算的体外血液体积与所述物理样品的基本上所有其他部分中的估算的体外血液体积进行求和来估算所述物理样品中的总的体外血液体积。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括通过将所述物理样品中的所估算的总的体外血液体积与所述光学传感器的附加视野中的物理样品的所估算的总的体外血液体积进行求和来估算患者失血量。
24.根据权利要求17所述的方法，还包括接收对所述物理样品的识别的确认，其中，所述样品计数器被编制索引用于被确认的所述物理样品。
25.根据权利要求17所述的方法，还包括将所识别出的物理样品与一组过去识别的物理样品进行比较，其中，当所识别出的物理样品被确定为在该组过去识别的物理样品之中是唯一的时，对所述样品计数器编制索引。
26.—种用于确定物理样品中的体外血液体积的系统,所述系统包括: 光学传感器，其捕获所述物理样品的图像； 处理器，其从所述样品的图像的一部分中提取特征、根据所提取的特征使用血液体积指标对所述样品的所述图像的所述部分进行标记、并根据所述血液体积指标来估算在所述样品的所述图像的所述部分中被识别的所述物理样品的至少一部分中的所述体外血液体积；以及 显示器，其描绘在所述物理样品的至少所述部分中的所估算的血液体积。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述光学传感器是摄像机，并且其中，所述处理器还确定在捕获所述图像时所述摄像机相对于所述物理样品的角度和所述摄像机与所述物理样品之间的距离中的至少一项。
28.根据权利要求26所述的系统，还包括手持壳体,所述手持壳体容纳所述光学传感器、所述处理器和所述显示器。
29.根据权利要求26所述的系统，还包括无线通信模块，所述无线通信模块将所述物理样品的所述部分中的所估算的血液体积传送到存储患者的电子医疗记录的远程服务器。
30.根据权利要求26所述的系统，还包括数据存储模块，所述数据存储模块被配置用于存储具有已知血液 体积指标的模板图像的库，其中，所述处理器被配置成访问来自所述数据存储模块的模板图像并根据所提取的特征将所述模板图像与所述样品的所述图像的所述部分进行比较，以生成所述血液体积指标标签。
31.根据权利要求26所述的系统，其中所述处理器还被配置为识别所述图像中的所述物理样品并为所识别出的物理样品的样品计数器编制索引。
【文档编号】G01F19/00GK103988057SQ201280033911
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2011年7月9日
【发明者】西达斯·塞提斯, 凯文·米勒, 阿里·赞迪法, 查尔斯·赵, 安德鲁·霍斯福德, 阿米尔·阿布杜拉, 迈克尔·谢, 大卫·伦佩尔, 马克·贡萨尔戈 申请人:高斯外科公司