一种基于图像识别的鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统

技术领域

本发明属于智能诊断技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统。

背景技术

鼻咽癌是常见的头颈部恶性肿瘤，我国南方年龄标准化发病率为20-50/100000,男性发病率是女性的 2-3 倍。因鼻咽部解剖结构较为特殊，周围分布着眼、舌、喉、气管、食管等重要器管，是人们饮食、呼吸、发声的核心部位，在最大程度根治恶性治肿瘤的前提下，不得不考虑最大程度的保全周围重要器官功能，而鼻咽癌的生物学特性决定了其对放射治疗较敏感，治疗效果较好。因此，鼻咽癌一般不采取手术治疗， 而以放射治疗为主。

放化疗在杀死肿瘤细胞的同时，也会引起一系列的毒性反应。常见的放疗后毒性反应包括口腔黏膜炎、皮肤炎、鼻塞、张口困难、口腔干燥，严重影响了鼻咽癌患者的生活质量。然而，通过有效的自我护理和功能锻炼可以减轻、减低放疗后毒副反应的发生。目前我国医院的护理重点集中在患者住院期间，鼻咽癌患者完成规范的放化疗后，医护人员对其进行简单且传统的健康教育后，患者即回家自行康复。患者出院后缺乏相应的健康知识指导和延续护理，对医护人员出院时的健康教育逐渐淡忘，且社区护理体系不完善，导致患者自我护理能力和功能锻炼依从性随之降低，亟需医护人员为其提供长期、专业、及时的延续性护理。但由于医疗资源分配不均、社区发展不足等原因，医院延续性护理环节较为薄弱。

大量的研究已经表明，借助高效、便捷的互联网建设管理平台和实施延续性护理可加速健康知识传播，提高个体积极性行为和用户体验。近年在借鉴国外癌症患者延续性护理实践基础上，国内鼻咽症患者延续性护理模式进入向多样化探索阶段，手机等智能产品的普及使QQ与微信群成为第 3代随访的主流形式.该形式虽突破时间, 地点障碍, 但内容和形式缺乏规范。 因此以移动APP 的护理成为第 4代随访形式 。但实践过程中发现移动操作繁琐，不存在医患交互、无消息提醒以及主动反馈的功能降低了居家患者浏览的积极性，延续性护理效果不明显。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于图像识别的鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统，包括：鼻咽癌放疗患者上传鼻咽癌术后锻炼视频的护理数据上传子系统；对上传的鼻咽癌术后锻炼视频汇总后进行分组处理的护理数据分组子系统；基于所述分组，得出每个分组护理数据的标准化比对结果，以及每个分组护理数据中每个鼻咽癌术后锻炼视频的偏差值和期望值的护理数据分析子系统；将所述偏差值和期望值反馈给每个所述鼻咽癌放疗患者的护理反馈子系统；其中，所述偏差值表征每个鼻咽癌术后锻炼视频与标准化比对结果的趋合度，所述期望值表征每个分组护理数据的标准化比对结果对应的正常吞咽场景。

更具体的，接下来从各个子系统的组成模式和实现功能角度来介绍本申请的技术方案。

在组成模块上，所述基于图像识别的鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统包括护理数据上传子系统、护理数据分组子系统、护理数据分析子系统以及护理反馈子系统；

从用户（鼻咽癌放疗患者或者护理人员）角度，各个子系统的实现功能如下：

所述鼻咽癌放疗患者通过所述护理数据上传子系统上传鼻咽癌术后锻炼视频；

所述护理数据分组子系统对多个所述鼻咽癌放疗患者上传的所述鼻咽癌术后锻炼视频汇总后，进行分组处理，得到多个分组护理数据，每个分组护理数据的锻炼类型相同；

所述护理数据分析子系统基于所述分组，得出每个所述分组护理数据的标准化比对结果，以及每个所述分组护理数据中每个鼻咽癌术后锻炼视频的偏差值和期望值；

所述护理反馈子系统将所述偏差值和期望值反馈给每个所述鼻咽癌放疗患者；

其中，所述偏差值表征每个鼻咽癌术后锻炼视频与所述标准化比对结果的趋合度，所述期望值表征每个所述分组护理数据的标准化比对结果对应的正常吞咽场景。

本发明所述的护理系统可以同时面向患者端和用户端。

因此，所述护理系统连接多个用户终端，所述用户终端包括护理终端和患者终端；

所述患者终端与所述护理数据上传子系统和所述护理反馈子系统通信；

所述鼻咽癌放疗患者通过所述患者终端远程连接所述护理系统，并接收所述护理反馈子系统反馈的所述偏差值和期望值；

所述护理终端连接所述护理数据分析系统，对所述标准化比对结果进行标注，得出所述偏差值。

在简化情况下，本发明的技术方案可以不需要护理终端介入操作，因此， 所述护理系统还连接标准化锻炼视频数据库，所述标准化锻炼视频数据库存储有不同类型的鼻咽癌术后标准化锻炼视频；

所述护理数据分析子系统连接所述标准化锻炼视频数据库；

所述护理数据分析子系统基于所述分组，得出每个所述分组护理数据的标准化比对结果，具体包括：

将每个所述分组中的每个锻炼视频与所述标准化锻炼视频数据库中存储的对应类型的鼻咽癌术后标准化锻炼视频进行相似度比对，得出所述分组护理数据的标准化比对结果。

在本发明中，所述期望值为多个对应不同锻炼时间节点的正常吞咽场景视频。

作为更具体的介绍，所述鼻咽癌术后锻炼视频包括shaker训练视频和CTAR训练视频。

本发明能够基于视频图像关键帧技术，从多个角度实现鼻咽癌放疗患者吞咽护理反馈。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的基于图像识别的鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统的整体架构图

图2是图1所述系统中的护理数据分析子系统的数据交互示意图

图3是图1所述系统中所述护理反馈子系统反馈的期望值的示意图

图4是图1所述系统中得出标准化比对结果的流程示意图

图5是图1所述系统中得出偏差值/期望值的流程示意图

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参照图1，是本发明一个实施例的一种基于图像识别的鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统的整体架构图。

在图1中，从患者终端的角度示意性的描述了所述鼻咽癌放疗患者吞咽护理系统的连接示意图。

图1中，所述护理系统包括护理数据上传子系统、护理数据分组子系统、护理数据分析子系统以及护理反馈子系统。

图1中，所述护理系统连接多个用户终端，所述用户终端包括患者终端。

所述鼻咽癌放疗患者通过所述护理数据上传子系统上传鼻咽癌术后锻炼视频；

所述患者终端与所述护理数据上传子系统和所述护理反馈子系统通信；

所述鼻咽癌放疗患者通过所述患者终端远程连接所述护理系统，并接收所述护理反馈子系统反馈的所述偏差值和期望值。

所述护理数据分组子系统对多个所述鼻咽癌放疗患者上传的所述鼻咽癌术后锻炼视频汇总后，进行分组处理，得到多个分组护理数据，每个分组护理数据的锻炼类型相同。

所述护理数据分析子系统基于所述分组，得出每个所述分组护理数据的标准化比对结果，以及每个所述分组护理数据中每个鼻咽癌术后锻炼视频的偏差值和期望值；

所述护理反馈子系统将所述偏差值和期望值反馈给每个所述鼻咽癌放疗患者；

需要说明的是，作为本实施例的优选，在本发明的所述护理系统中的所述用户终端还可以包括护理终端；作为另一个优选，所述护理系统还可以连接标准化锻炼视频数据库。

在更优选的实施例中，所述护理系统可以只包含所述护理终端而不连接标准化锻炼视频数据库；

在另一个实施例中，所述护理系统可以不包括（或者理解为无需连接至）所述护理终端而保持连接标准化锻炼视频数据库；

作为再一个实施例，所述护理系统可以包含所述护理终端并且连接标准化锻炼视频数据库。

这种情形，在图2的示意图中得到展示。图2中，虽然同时存在标准化锻炼视频数据库和护理终端与所述护理数据分析子系统的连接箭头，但是两个连接箭头均是可选的，即任意时刻保持其中一个箭头处于连通状态即可确保本发明的技术方案的正确实现（当然在实现效果上略有差异）。

接下来，解释本发明的各个实例中的用到的相关概念：

所述偏差值表征每个鼻咽癌术后锻炼视频与所述标准化比对结果的趋合度，所述期望值表征每个所述分组护理数据的标准化比对结果对应的正常吞咽场景。

作为鼻咽癌术后锻炼视频的一个具体的例子，所述鼻咽癌术后锻炼视频包括shaker训练视频画面和CTAR训练视频画面，因此，在该实施例中，所述鼻咽癌术后锻炼视频包括shaker训练类和CTAR训练类。

shaker训练和CTAR训练是用于鼻咽癌术后吞咽障碍患者执行吞咽恢复的两种有效的训练方式。

Shaker训练法通过刺激舌骨上肌收缩使喉上抬，促进食管上段括约肌开放，改善吞咽功能。进一步通过改进Shaker训练法得到的创新下颏抗阻力 (Chin Tuck AgainstResistance, CTAR)训练在特定情形下可以作为一种有效训练方式。

shaker训练和CTAR训练的具体介绍可参见现有技术，本发明对此不做展开，以下现有技术可供参考：

Mepani R, Antonik S, Massey B, et al. Augmentation of deglutitivethy-rohyoid muscle shortening by the Shaker exercise [J]. Dysphagia, 2009,24(1): 26-31.

Yoon WL, Khoo JKP, Liow SJR, et al. Chin Tuck Against Resistance(CTAR): new method for enhancing suprahyoid muscle activity using a Shaker-type exercise [J]. Dysphagia, 2014, 29(1): 24-28.

在本发明的前述护理系统还连接标准化锻炼视频数据库的实施例中，所述标准化锻炼视频数据库存储有不同类型的鼻咽癌术后标准化锻炼视频，即所述标准化锻炼视频数据库包括标准shaker训练视频库和标准CTAR训练训练视频库。

鼻咽癌放疗患者在术后恢复期，可定期上传自身的shaker训练视频画面和CTAR训练视频画面至所述护理系统。

接下来，所述护理数据分组子系统将预设时段内的N个所述鼻咽癌放疗患者上传的所述鼻咽癌术后锻炼视频进行汇总，进行分组处理，具体包括：

识别每个所述鼻咽癌术后锻炼视频的多个关键帧；

基于所述关键帧，识别出所述鼻咽癌术后锻炼视频的锻炼类型；

将锻炼类型相同的锻炼视频分为同一组。

因此，如图2所示，所述护理数据分组子系统包含至少一个关键帧识别引擎，用于识别每个所述鼻咽癌术后锻炼视频的多个关键帧。

视频关键帧识别也是本领域的现有技术，鼻咽癌术后锻炼视频的关键帧可以理解为用户上传视频中，最能体现具体训练动作的帧画面。

更具体的，上述过程可以进一步结合图4展现更关键的技术手段实现过程如下：

所述护理数据分析子系统基于所述分组，对每个分组护理数据进行标准化比对分析，得出每个所述分组护理数据的标准化比对结果，具体包括：

对同一分组中的每个锻炼视频，识别出其中第一数目的连续关键帧；

将所有锻炼视频的所述相同数量的连续关键帧执行时序一致的相似度比对；

所述连续关键帧具有依次递增的位置标识符；

将所有锻炼视频的所述相同数量的连续关键帧执行时序一致的相似度比对，包括：

将不同锻炼视频中位置标识符相同的连续关键帧执行两两交叉的相似度比对。

以图4为例，假设从用户上传的锻炼视频A中，识别出在时间流上先后出现的三个关键帧A1/A2/A3；针对用户上传的锻炼视频B，识别出在时间流上先后出现的三个关键帧B1/B2/B3。

此时，图4所述的实施例中，第一数量为三个，连续关键帧为A1/A2/A3或者B1/B2/B3，对应的位置标识符为1-2-3；

因此，执行所述时序一致的相似度比对包括：

将A1-B1进行相似度比对，将A2-B2进行相似度比对，将A3-B3进行相似度比对。

将相似度比对结果大于预设值的连续关键帧集合，作为所述分组护理数据的标准化比对结果。

举例而言，假设A1-B1进行相似度比对后，确定其相似度大于85%，则将A1-B1加入到标准化比对结果集合中。

接下来，将每个锻炼视频的第二数目的连续关键帧与所述标准化比对结果执行差分运算，基于所述差分运算的结果，确定所述偏差值。

所述偏差值表征每个鼻咽癌术后锻炼视频与所述标准化比对结果的趋合度。

继续以前述例子作为说明：

假设已经将A1-B1加入到标准化比对结果集合中，

则对于连续关键帧A1/A2/A3/A4，其差分计算可以是：

A1-B1,A2-B1,A3-B3;A4-B3;

可以理解，之前设置的相似度比对的预设值不同，此处的结果可以存在不同，在该实例中，所述第二数量不小于所述第一数量。

与此相对应的，所述期望值表征每个所述分组护理数据的标准化比对结果对应的正常吞咽场景。

例如，所述期望值为多个对应不同锻炼时间节点的正常吞咽场景视频。

例如，向用户反馈的所述期望值，为得出所述偏差度之后，向用户展现当前时间节点，用户执行标准化锻炼动作后，可以恢复到的正常吞咽动作或者功能画面，参见图3所述。

进一步，为了加强系统的自学习型和更新所述标准化数据库，将所述相似度比对结果大于预设值的连续关键帧集合组成的视频帧，保存至所述标准化锻炼视频数据库。

在另一个方面，本发明还可以引入护理人员的人工介入手段，即所述用户终端包括护理终端，所述鼻咽癌放疗患者通过所述患者终端远程连接所述护理系统，并接收所述护理反馈子系统反馈的所述偏差值和期望值；所述护理终端连接所述护理数据分析子系统，对所述标准化比对结果进行标注，得出所述偏差值。

也即是说，本发明的技术方案不完全依靠系统的标准数据库，能够进一步确保结果准确性。

该过程可以参见图5所述的框架图。

在图5中，针对每个鼻咽癌术后锻炼视频，识别每个所述鼻咽癌术后锻炼视频的多个关键帧；基于所述关键帧，识别出所述鼻咽癌术后锻炼视频的锻炼类型；将锻炼类型相同的锻炼视频分为同一组；

然后，护理系统连接所述标准化锻炼视频数据库，所述标准化锻炼视频数据库存储有不同类型的鼻咽癌术后标准化锻炼视频；

更具体的，是所述护理数据分析子系统连接所述标准化锻炼视频数据库；

所述护理数据分析子系统基于所述分组，得出每个所述分组护理数据的标准化比对结果，具体包括：

将每个所述分组中的每个锻炼视频与所述标准化锻炼视频数据库中存储的对应类型的鼻咽癌术后标准化锻炼视频进行相似度比对，得出所述分组护理数据的标准化比对结果。

接下来，所述护理终端连接所述护理数据分析子系统，对所述标准化比对结果进行标注，得出所述偏差值，并推荐对应的期望值；

所述偏差值表征每个鼻咽癌术后锻炼视频与所述标准化比对结果的趋合度；

所述期望值为多个对应不同锻炼时间节点的正常吞咽场景视频。

采用本发明的技术方案，通过实践设置对比组和实验组，在预定数量的符合条件的鼻咽癌术后患者进行周期性的追踪分析后，结果证明，基于本发明所述的护理系统对鼻咽癌患者进行术后追踪护理反馈，康复效果显著。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。