CN111542888A - 用于获得人的面部度量并且根据这样的度量识别用于人的面罩的方法 - Google Patents

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Abstract

一种确定人的面部度量的方法，包括：接收所述人需要面罩的请求；使用至少一个成像设备将能自主操作的车辆导航到所述人；使用所述至少一个成像设备来捕获所述人的多幅图像；并且根据所述多幅图像来确定所述人的面部度量。所述方法还可以被采用在一种用于识别用于所述人的面罩的方法中，所述方法还包括：根据所述面部度量来确定用于所述用户的面罩；并且识别针对所述人的面罩。

Description

用于获得人的面部度量并且根据这样的度量识别用于人的面 罩的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2017年12月19日递交的美国临时申请US 62/607475的优先权权益，通过引用将其内容并入本文。
技术领域
本发明涉及用于获得人的面部度量并且还根据这样的度量识别用于人的面罩的方法。
背景技术
许多个体遭受睡眠期间的呼吸障碍。睡眠呼吸暂停是全世界数百万人遭受的这样的睡眠呼吸障碍的常见范例。一种类型的睡眠呼吸暂停是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)，其是睡眠由归因于气道的阻塞的呼吸的无能力重复中断的状况；通常地上气道和咽部区域。气道的阻塞通常被认为至少部分地归因于将上气道段稳定化的肌肉的一般松弛，从而允许组织使气道塌陷。另一类型的睡眠呼吸暂停综合征是中枢型呼吸暂停，其是归因于来自大脑的呼吸中枢的呼吸信号的缺少的呼吸的停止。阻塞性、中枢性或混合(其是阻塞性和中枢性的组合)的呼吸暂停状况被定义为呼吸的完全或接近停止，例如峰值呼吸气流的90％或较大降低。
患有睡眠呼吸暂停的那些经历睡眠片段化以及睡眠期间间歇地通气的完全或几乎完全停止，具有潜在地严重程度的氧合血红蛋白去饱和。这些症状可以临床上转换为极端白天嗜睡、心律失常、肺动脉高压、充血性心力衰竭和/或认知功能障碍。睡眠呼吸暂停的其他结果包括右心室功能障碍、觉醒期间以及睡眠期间的二氧化碳保留、以及连续的降低的动脉氧张力。睡眠呼吸暂停患者可能处于来自这些因子的过度死亡率的风险中以及在驱动和/或操作潜在危险装备时的事故的升高风险中。
即使患者不遭受气道的完全或几乎完全阻塞，也知道能够发生不利效应，诸如从睡眠觉醒，其中，仅存在气道的部分阻塞。气道的部分梗阻通常导致被称为呼吸不足的浅呼吸。呼吸不足通常被定义为峰值呼吸气流的50％或更大降低。其他类型的睡眠呼吸障碍包括但不限于上气道阻力综合征(UARS)和气道的振动，诸如咽壁的振动，通常被称为打鼾。
公知地，通过向患者的气道施加持续气道正压(CPAP)来处置睡眠呼吸障碍。该正压有效地“夹板固定”气道，从而维持肺的开放通道。还已知提供正压治疗，其中，递送到患者的气体的压力随着患者的呼吸周期变化或者随着患者的呼吸努力变化以增加患者的舒适性。该压力支持技术被称为双水平压力支持，其中，递送到患者的吸气气道正压(IPAP)高于呼气气道正压(EPAP)。还已知提供压力基于患者的检测到的状况(诸如患者是否正经历呼吸暂停和/或呼吸不足)自动调节的正压治疗。该压力支持技术被称为自动滴定类型的压力支持，因为压力支持设备试图向患者提供仅与处置呼吸障碍必要的一样高的压力。
如刚才所描述的压力支持治疗涉及将包括具有软柔性密封垫的面罩部件的患者接口设备放置在患者的面部上。面罩部件可以是但不限于覆盖患者的鼻子的鼻罩、覆盖患者的鼻子和嘴的鼻/口罩或覆盖患者的面部的全面罩。这样的患者接口设备还可以采用其他患者接触部件，诸如前额支撑体、脸颊垫和下巴垫。患者接口设备通常通过头网部件固定到患者的头部。患者接口设备被连接到气体递送管或导管并且将压力支持设备与患者的气道进行接合，使得呼吸气体流可以从压力/流生成设备递送到患者的气道。
为了优化处置以及与这样的处置的患者依从性，向患者提供良好适配的面罩是重要的。由于没有两个患者的面部完全相同，因此确保最佳适配的最好方式是向患者提供根据其具体面部几何结构定大小/设计的定制/半定制面罩。这样的定制/半定制CPAP面罩需要患者的面部的扫描。扫描是生成定制几何结构的关键元素。为了收集患者的面部的几何结构，需要相机或者扫描器。当前扫描器技术需要包括具有超过一个相机的固定物的昂贵设置。手持式3D扫描器现今是极其昂贵的。作为这样的设备的成本的结果，对这样的设备的访问通常是有限的。而且，由于不佳健康，将最受益于针对呼吸障碍的处置的人通常不能够行进距离以到达这样的设备。
发明内容
因此，作为本发明的第一方面，提供了一种确定人的面部度量的方法。所述方法包括：接收所述人需要面罩的请求；使用至少一个成像设备将能自主操作的车辆导航到所述人；使用所述至少一个成像设备来捕获所述人的多幅图像；并且根据所述多幅图像来确定所述人的面部度量。
使用至少一个成像设备将能自主操作的车辆导航到所述人可以包括将所述车辆自主驾驶到所述人。
使用所述至少一个成像设备来捕获所述人的多幅图像可以包括捕获所述人的图像的序列。
使用所述至少一个成像设备来捕获所述人的多幅图像可以包括：捕获第一图像，其中，所述人和所述成像设备被设置在相对于彼此的第一定位中；并且捕获第二图像，其中，所述人和所述成像设备被设置在相对于彼此的与所述第一定位不同的第二定位中。
接收所述人需要面罩的请求可以包括经由口头或者物理通信接收指示。
接收所述人需要定制面罩的请求可以包括经由电子模块接收指示。经由电子模块接收指示可以包括接收经由智能电话或者计算机应用发送的指示。
作为本发明的第二方面，提供了一种识别用于人的面罩的方法。所述方法包括：确定人的面部度量的方法，还包括：根据所述面部度量确定用于所述人的面罩；并且识别针对所述人的面罩。
识别针对所述人的面罩可以包括向所述人提供所述面罩的规格。识别针对所述人的面罩可以包括向所述患者提供所述面罩。
所述方法还可以包括分析所述人上的面罩的测试适配。
所述方法还可以包括：根据所述测试适配的分析来确定所述面罩的不满意的适配；并且执行关于所述面罩的校正动作。
确定所述面罩的不满意的适配可以包括确定不满意的泄漏量；并且执行校正动作可以包括经由能自主操作的车辆将所述人运输到用于后续面罩适配的另一位置。
在参考附图考虑以下描述和权利要求书后，本发明的这些和其他目的、特征及特性，以及操作的方法和相关结构元件的功能以及各部分的组合及制造的经济性将变得更加显而易见，所有附图形成了本说明书的部分，其中，类似附图标记在各个附图中指代对应的部分。然而，应明确理解，附图仅是出于说明和描述的目的，而不旨在作为对本发明的限制的定义。
附图说明
图1是根据本发明的范例实施例的自主驾驶车辆；并且
图2是示出根据本发明的范例实施例的用于确定患者的面部度量并且识别用于患者的面罩的方法的流程图。
具体实施方式
根据需要，在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应理解到，所公开的实施例对本发明仅仅是示范性的，本发明可以以各种形式实现。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为权利要求的基础并且作为教导本领域技术人员在实际上任何适当的详细结构中不同地采用本发明的代表性基础。
如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括复数参考，除非上下文另行明确说明。如本文所用，两个或更多个部分或部件被“耦合”的表述应意指所述部分被直接或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起运行，只要发生链接。如本文所使用的，“直接耦合”意指两个元件直接彼此接触。如本文所使用的，“固定地耦合”或“固定的”意指两个部件被耦合从而作为一体移动，同时维持相对于彼此的恒定取向。
如在本文中所使用的，词语“单式”意指将部件创建为单件或单元。即，包括分开创建并且然后耦合在一起作为单元的件的部件不是“单式”部件或体。如在本文中所使用的，两个或更多个部分或部件彼此“接合”的表述应当意指所述部分直接地或通过一个或多个中间部分或部件而对彼此施力。如在本文中所使用的，术语“数量”应意指一或大于一的整数(即，多个)。
如本文所使用的，术语“图像”应当是指人或事物的形状的表示。这样的表示可以是形状的再现或者可以采取描述形状的电子信息的形式。如本文所描述的，术语“车辆”应当是指运输人或货物的移动机器。典型的车辆包括例如但不限于机动化或者电动车辆，诸如摩托车、汽车、卡车、和公共汽车。如本文所使用的，术语“自主车辆”或其变型应当是指能够感测其环境并且在没有人类输入的情况下导航的车辆。
本文中所使用的方向性用语，例如而非限制性的，顶部、底部、左、右、上、下、前、后以及它们的衍生词，涉及附图中示出的元件的取向，而非限制权利要求，除非其中明确记载。
自主车辆(诸如汽车，在图3中示出了其一个范例)在开发中并且缓慢展开用于在具有巨大成功的许多主要城市中测试。如下文所讨论的，自主汽车具有用于将车辆从一个位置导航/操作到另一位置时对周围环境进行感测/成像的强大的成像设备和传感器。最终，这些技术将到达消费者，这意指许多家庭将在其门阶处并且最终在其车库中比以前扫描和计算技术更强大。本发明的实施例利用这样的成像设备和传感器来提供用于获得患者的面部度量的可容易访问的低成本方案，其然后可以被用于识别用于患者的定制或半定制面罩。
参考图1，示出了根据本发明的一个范例实施例的范例自主车辆10。自主车辆10包括多个成像设备12，其提供车辆10的自主操作。成像设备12可以包括例如但不限于：多个前置2D或3D相机14、多个侧面2D或3D相机16、以及顶置式LiDAR系统18。由成像设备12捕获的数据由自主操作的自主车辆12中的一个或多个适合的处理设备20利用。如通常已知的，在自主车辆10的操作期间，成像设备12的各种部件以某种方式在识别和分析周围环境的元素中利用，使得自主车辆10可以以类似于载人飞行器的方式的方式在没有事故的情况下从一个点导航到另一点。(一个或多个)通信设备22还被提供在与处理设备20通信的自主车辆10中或上以用于从自主车辆10接收数据和将数据传送到自主车辆10。这样的通信设备可以提供自主车辆10与外部世界之间的蜂窝、Wifi、蓝牙、或任何其他适合的通信。
图2是示出用于识别患者的3D面部度量的根据本发明的范例实施例的方法30的基本步骤的流程图。这样的方法可以通常例如但不限于使用诸如图1中所示的自主车辆10来执行。方法30在32处开始，其中，接收人(即，患者)需要定制(或半定制)面罩的通信。这样的通信可以以多种方式执行。例如，这样的请求可以从定位在距自主车辆10一距离的人接收。在这样的实例中，这样的通信可以经由通过网站或者智能电话应用提交的基于网络的通信、或者经由电话呼叫(要么陆线要么蜂窝)执行。作为又一范例，这样的通信可以从定位为非常接近于自主车辆10的人接收。在这样的实例中，这样的通信可以以与先前所讨论的类似的方式或者经由本地电子通信执行，例如但不限于经由蓝牙、Wifi、或其他适合的模块。这样的通信还可以经由非电子模块进行，诸如经由人招呼(类似于出租车)、停下来或以其他方式适合地身体或口头上向自主车辆10提供指示。
一旦接收到这样的通信，自主车辆10使用成像设备12自主导航到人(除非已经在人处)。一旦自主车辆10已经到达人，则与人和自主车辆10的交互能够发生以便确认人的身份。这样的确认可以经由适合的电子或非电子通信执行。
接下来，如在36处所示，人的多幅图像是使用在将自主车辆10导航到人时利用的多个成像设备12中的至少一个成像设备捕获的。换句话说，其主要功能是帮助自主导航车辆10的设备中的至少一个用作捕获人的图像的次要功能。例如，人的面部的一个或多个3D扫描可以使用成像设备12的3D成像设备来记录。作为另一范例，多幅2D图像可以使用单个成像设备(在车辆10和人之一或两者移动到稍微不同的位置的情况下)或者使用以立体方式运行的两个成像设备来捕获。
在人的面部的多幅图像在36处被捕获之后，人的面部度量通过分析多幅图像来确定，诸如在38处所示。在这样的分析期间，多幅图像可以拼贴在一起并且进行三角测量以构建3D几何结构，根据其，针对用户的定制CPAP面罩可以被制成或者以其他方式向用户识别。备选地，2D图像可以被用于使用本领域技术人员已知的任何数量的其他技术来创建3D空间模型，例如，例如但不限于通过外极平面、体积深度神经网络(DNN)、或生成性对抗网络相关性中的视差图的使用。备选地，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用任何适合的分析方法。在38处确定的人的面部度量可以传递到人或者另一人以用于进一步使用。例如，面部度量可以经由以下中的一个或多个传递：局域网(LAN)、广域网(WAN)、或其他适合的模块。备选地，人的所确定的面部度量可以用在识别用于用户的定制或半定制面罩的较大方法40中，诸如还在图2中所示。
方法40包括方法30以及在确定用于人的面罩时还使用人的所确定的面部度量，诸如在42处所示的。然后，如示为44，面罩然后被识别和/或提供给人。作为范例，面罩可以经由提供给用户的信息、经由特别地指定面罩(即，特别地要么从其他面罩中间识别面罩要么如何从刮擦或从部件构建的规格)的任何适合的形式(例如，电子地或经由硬拷贝)被识别到人。例如，但不限于，可以提供用于获得特定面罩或者CAD文件或者包含用于构建定制面罩的指令和/或维度信息的类似项的处方。备选地，如果其是定做的或现用项目，则面罩可以通过向人提供实际面罩被识别到人。在定做面罩的情况下，3D打印机或者其他适合的自动制造设备可以被用于要么通常紧接地在捕获人的图像之后(即，在自主车辆仍然与人一起时)或者稍后时间(即，经由特殊递送、从特殊位置拾起等)向人提供面罩。
如果在44处面罩被提供给人，则方法40还可以包括使人利用正分析的结果执行面罩的测试适配，诸如在46处所示。在这样的测试适配期间，可以考虑多个方面，例如，例如但不限于密封、舒适、以及稳定性。可以考虑来自泄露或其他测试的定量结果和/或来自患者反馈的定性结果。如果从在46处执行的这样的适配和分析确定所识别的面罩是用于人的好的适配，则人可以被允许获取用于使用在接收CPAP处置中的面罩。然而，如果从在46处执行的这样的适配和分析确定所识别的面罩提供与人的不满意的适配，则可以执行关于面罩的校正动作，诸如在50处所示的。在不从本发明的范围变化的情况下，可以以多种方式中的任一种执行这样的校正动作。例如，如果适配被确定为是非常差的，则步骤36和38可以被重复以确定人的不正确的面部度量是否是先前确定的，因此导致不正确面罩的识别。作为另一范例，如果适配被确定为是接近满意的，则基于先前确定的面部度量，可以创建新面罩，或者可以执行对先前提供的面罩做出的轻微调节(如果可能的话)。作为又一范例，如果适配人的一个或多个初始尝试未提供适合的结果，则人可以经由能自主操作的车辆运输到另一位置以用于后续面罩适配。
根据前述内容，因此应意识到，本发明的实施例提供用于向患者提供高质量定制适配面罩的大体低成本的容易可用的解决方案。
在权利要求中，括号内的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。词语“包括”或“包含”不排除除了权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在列举了若干模块的设备权利要求中，这些模块中的若干个可以由同一项硬件来实现。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在列举了若干模块的任何设备权利要求中，这些模块中的若干单元可以由同一项硬件来实现。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定元件，但是这并不指示不能组合使用这些元件。
尽管为了说明的目的已经基于当前被认为是最实用和优选的实施例详细描述了本发明，但是应该理解，这样的细节仅仅出于该目的并且本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖落在权利要求的精神和范围内的修改和等价布置。例如，应理解，本发明预期，在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (13)

1.一种确定人的面部度量的方法(30)，所述方法包括：
接收(32)所述人需要面罩的请求；
使用至少一个成像设备将能自主操作的车辆(34)导航到所述人；
使用所述至少一个成像设备来捕获(36)所述人的多幅图像；并且
根据所述多幅图像来确定(38)所述人的面部度量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用至少一个成像设备将能自主操作的车辆导航到所述人包括将所述车辆自主驾驶到所述人。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述至少一个成像设备来捕获所述人的多幅图像包括捕获所述人的图像的序列。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述至少一个成像设备来捕获所述人的多幅图像包括：
捕获第一图像，其中，所述人和所述成像设备被设置在相对于彼此的第一定位中；并且
捕获第二图像，其中，所述人和所述成像设备被设置在相对于彼此的与所述第一定位不同的第二定位中。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述人需要面罩的请求包括经由口头或者物理通信接收指示。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述人需要面罩的请求包括经由电子模块接收指示。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，经由电子模块接收指示包括接收经由智能电话或者计算机应用发送的指示。
8.一种识别用于人的面罩的方法(40)，所述方法包括：
(a)确定人的面部度量，所述方法包括：
接收(32)所述人需要面罩的请求，
使用至少一个成像设备将能自主操作的车辆导航(34)到所述人，
使用所述至少一个成像设备来捕获(36)所述人的多幅图像，并且
根据所述多幅图像来确定(38)所述人的面部度量；
(b)根据所述面部度量来确定(42)用于所述人的面罩；并且
(c)识别(44)针对所述人的所述面罩。
9.根据权利要求9所述的方法，其中，识别针对所述人的所述面罩包括向所述人提供所述面罩的规格。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，识别针对所述人的所述面罩包括向所述患者提供所述面罩。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括分析所述人上的所述面罩的测试适配。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
根据对所述测试适配的所述分析来确定所述面罩的不满意的适配；并且
执行关于所述面罩的校正动作。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述面罩的不满意的适配包括确定不满意的泄漏量；并且其中，执行校正动作包括经由所述能自主操作的车辆将所述人运输到另一位置以进行后续面罩适配。
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