CN111738387A - 一种防护装备穿脱监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗防护技术领域，公开了一种防护装备穿脱监控系统及方法，包括服务器以及与服务器通信连接的RFID阅读器；还包括设置在防护装备外表面的RFID标签；所述RFID标签包括从外到内设置的防读取层和标签本体；所述防读取层用来在脱防护装备时从标签本体上脱离。通过本发明，能够智能监控医务人员防护装备的穿脱情况，有效避免因为人为监控失误造成的感染风险。

Description

一种防护装备穿脱监控系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗防护技术领域，具体涉及一种防护装备穿脱监控系统及方法。

背景技术

新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19），简称“新冠肺炎”，世界卫生组织命名为“2019冠状病毒病”， “全球大流行”，已给各国医疗系统带来沉重压力。医院等医疗机构是新冠肺炎患者筛查及救治的主战场，医务人员奋战在抗疫一线，不仅承受着高强度的工作压力，还面临着巨大的感染风险。因此医疗防护显得尤为重要。

针对新冠病毒的个人防护为最高等级的三级防护，涉及十余种防护装备，比如防护口罩、防护面屏、护目镜、手套、鞋套和防护服等，医务人员在每次使用这些防护装备的时候都涉及到数十个穿脱和洗手动作，穿脱过程十分复杂，通常需要耗时半个小时以上。

为了避免医务人员出现防护装备穿脱疏漏引发院内感染，医院通常会安排感染防控专职人员对动作流程进行现场督导或者视频监控。然而现场督导耗时费力且容易出错，视频记录还会造成医务人员额外心理负担。

因此，现有的这种现场监督或者视频监控系统已不能应对重大疫情的防控压力，保障医务人员安全。研发自动化、智能化的感染预警与风险评估系统已刻不容缓。

发明内容

本发明意在提供一种防护装备穿脱监控系统，以解决现在人为监控易出现监控漏洞的问题。

为解决以上问题，提供如下方案：

本方案中的防护装备穿脱监控系统，包括服务器以及与服务器通信连接的RFID阅读器；还包括设置在防护装备外表面的RFID标签；所述RFID标签包括从外到内设置的防读取层和标签本体；所述防读取层用来在脱防护装备时从标签本体上脱离。

本方案的优点在于：

RFID标签在脱防护装备前，被防读取层遮挡，标签本体不会被RFID阅读器读取，只有在脱防护装备的时候才会被读取，避免信息的杂乱，能够有效监控防护装备的脱取情况。

在脱防护装备的同时去掉RFID标签的防读取层，有效利用脱防护装备时的力量，操作方便。

此外，通过RFID信息读取这样成熟的技术替代人工监控，能够有效避免人为失误，最大限度降低感染风险。RFID相关设备成本较低，便于大范围推广。

进一步，还包括与服务器通信连接的穿戴式设备，所述穿戴式设备用来识别手部动作。

穿戴式设备能够准确识别手部动作，便于细节监控。

进一步，所述穿戴式设备内设有加速度计、陀螺仪和压力传感器。

加速度计、陀螺仪和压力传感器为常用的穿戴传感器和运动传感器，有助于准确识别手部动作。

进一步，所述穿戴式设备具有外壳，所述外壳上设有用来粘贴在防护装备上的粘贴层。

直接将穿戴式设备粘贴在防护服外表面，便于拆装，操作方便。

进一步，还包括与服务器连接的报警装置。

通过报警装置，能够在脱取防护装备出现错误时及时报警提示。

进一步，所述RFID标签设置在防护装备脱下时与手必须接触的位置上。

使脱防护装备的同时，必须有力作用在RFID标签上，便于操作。

进一步，所述防护装备包括防护服、防护手套、口罩、护目镜或者防护鞋套。

现在需要用手穿戴的所有防护装备都适用于本监控系统。

本发明还提供了一种防护装备穿脱监控方法，包括以下步骤：

步骤一，穿戴防护装备，将防读取层贴合在标签本体外表面的RFID标签一一对应粘贴在每个防护装备的外表面；

步骤二，脱防护装备的同时，去掉RFID标签上的防读取层；

步骤三，通过RFID阅读器读取RFID标签信息，形成设备数据；RFID阅读器将设备数据传递至服务器；

步骤四，服务器根据接收到的设备数据，识别每个设备数据对应的防护装备和数据读取时间形成当前防护装备脱取顺序；

步骤五，服务器根据预设的防护装备脱取顺序对比当前防护装备脱取顺序，若当前防护装备脱取顺序错误，则服务器通过与之连接的报警装置报警。

本方法的优点在于：

本方法操作简单，不会额外增加医务人员的穿戴工作，也不需要专门设置监控人员，通过服务器、RFID阅读器和RFID标签能够准确地监控医务人员脱取防护装备的顺序，极大地避免了因为脱取顺序错误或者忘记脱取而造成的感染风险。

此外，极大地减小了人为监控工作，不需要监控人员一一进行监控，监控人员只需要进行抽查或者复核即可，间接增加了监控层级，进一步提高了监控安全性。

进一步，步骤一中，RFID标签粘贴在防护装备脱取时必须与手接触的位置。

在脱防护装备的同时就能够将RFID标签的防读取层去掉。

进一步，在步骤一和步骤二之间，在手臂上佩戴穿戴式设备，穿戴式设备监测手部动作形成动作数据传递给服务器，服务器根据预设的动作数据范围判断穿脱过程中手部动作是否错误；若服务器判断手部动作错误，则通过报警装置报警。

通过报警装置，能够及时阻止和提醒错误操作继续，并能够演示正确操作步骤，使操作者及时改正，避免感染风险的发生或者进一步扩大。

附图说明

图1为本发明实施例一中的防护装备穿脱系统示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：服务器1、RFID阅读器2、RFID天线3、RFID标签4、防护装备5、穿戴式设备6。

实施例一

实施例基本如附图1所示：本实施例中的防护装备5穿脱监控系统，包括RFID阅读器2、RFID天线3、RFID标签4、穿戴式设备6和服务器1。

RFID标签4粘贴在每个防护装备5的外表面上，RFID标签4优选可物理控制读取状态的RFID标签4，穿脱防护装备5时，RFID标签4可以在屏蔽状态和可读状态之间转换。

RFID阅读器2安装在医务人员穿脱防护装备5的监控区空间内，RFID阅读器2连接有RFID天线3，一般将RFID阅读器2装在该空间的墙壁上使RFID天线3对准医务人员穿脱防护服时所站位置，当然，RFID阅读器2也可以安装在天花板或者地板上。

当医务人员万年城穿脱防护装备5动作的时候，通过RFID阅读器2自动读取识别范围内的可读RFID标签4形成装备数据，并将装备数据传输给服务器1。装备数据为每个防护装备5的唯一识别码，装备数据表明了每个防护装备5的名称、用途和编号，具有唯一识别作用。

穿戴式设备6用来佩戴在医务人员身上，本实施例中为佩戴在手上。医务人员先于防护装备5的穿脱动作完成穿戴式设备6的穿戴。

穿戴式设备6，包括外壳，外壳内安装有集成加速度计、陀螺仪和压力传感器的电路板。本实施例中穿戴设备的外壳底面涂覆有粘贴层。本实施例中穿戴设备通过粘贴层，粘贴在前臂上，用于识别前臂动作形成动作数据，并将动作数据传输给服务器1。

本实施例具有系统架构简洁、数据可靠、一次性使用、成本低廉等优点，可以实现实时防护服穿脱和手卫生动作流程监控。

本实施例中，RFID标签4包含防读取层和标签本体，在脱防护装备5时，防读取层与标签本体分离，RFID阅读器2识别RFID标签4，并将数据实时发送到服务器1。本实施例中的防读取层为电磁屏蔽膜。

防读取层的粘贴在标签本体上，防读取层的一侧一体成型连接有拉绳，拉绳在端部有能够与防护服门襟连接的连接端。医务人员在穿好防护服后，将连接端与防护服的门襟连接。当医务人员在脱防护服的时候，在拉开门襟的时候，会同时拉动拉绳，通过拉绳将防读取层从标签本体上拉扯下来，露出标签本体。

采用防护装备5穿脱监控系统进行防护服穿脱监控时，包括以下步骤：

S1，在监控区固定位置安装RFID阅读器2，RFID阅读器2连接多个RFID天线3，以识别不同方向的RFID标签4，RFID阅读器2通过通信接口与服务器1连接。

S2，RFID标签4贴在防护装备5的外表面上，例如，防护口罩、防护服、护目镜和无菌手套等，每个RFID标签4与防护装备5一一对应。穿防护装备5时，RFID标签4的防读取层与标签本体贴合在一起，防读取层会屏蔽RFID阅读器2天线发射的电磁信号，使RFID阅读器2无法读取RFID标签4；脱防护装备5时，RFID标签4的防读取层在脱防护装备5的过程中与标签本体分离，RFID阅读器2可以识别RFID标签4，并将RFID标签4信息读取作为装备数据上传服务器1。服务器1会记录标签读取时间，判断脱防护装备5的顺序是否正确，如果出现错误则通过与服务器1连接的报警装置进行预警，并提示纠正措施。报警装置，一般为安装在监控区空间内的显示屏、喇叭等现有设备，其余服务器1的连接为现有技术，在此不赘述。

S3，在脱防滑设备前将穿戴式设备6贴在前臂，穿戴式设备6识别前臂动作，通过穿戴式设备6中的加速度计、陀螺仪和压力传感器，利用现有技术计算出前臂的高度和动作加速度等动作信息，并将动作信息形成动作数据发送至服务器1，通过预先设置在服务器1内的标准动作的动作数据范围，预判医务人员脱防护装备5的操作顺序是否错误。在单个步骤操作时间内识别当前动作数据反应的动作是否正确，如果不正确，则通过报警装置及时提醒报警，并通过报警装置演示正确的脱防护装备5步骤。

单个步骤操作时间，指的是一个RFID标签4被识别后，即前一个防护装备5被脱下，到另一个RFID被识别前，即后一个防护装备5被脱前的动作。

本实施例中的穿戴式设备6，可以直接使用现有安装有穿戴传感器的穿戴产品。穿戴传感器，例如，运动传感器、位置传感器等，直接监测人体动作。

本实施例中，一个RFID阅读器2与多个RFID天线3通过馈线连接，RFID阅读器2与服务器1通过以太网连接，穿戴式设备6与服务器1通过无线连接，包括WIFI、蓝牙和ZigBee等。

实施例二

与实施例一的区别在于，本实施例中的RFID标签4都安装在防护装备5的穿戴必须接触位置，比如防护服的门襟处、防护手套的袖口处、鞋套的鞋口处以及护目镜的镜脚处和防护口罩的耳线处等。

本实施例中的RFID标签4的防读取层和标签本体表面上，防读取层的外表面上具有防滑纹路，本实施例中的防滑纹路具有向下弧形设置，当医务人员在脱防护装备5的时候，用力向下作用在防滑纹路上能够将防读取层从标签本体上扯开。

而在穿防护装备5的时候，不会使用向下的力，所以不会将防读取层从本体上扯开，RFID标签4保持初始状态。初始状态下，防读取层与标签本体结合，RFID标签4无法接收RFID天线3发射电磁信号，RFID标签4不能被RFID阅读器2识别；穿脱防护装备5时，防读取层与标签本体分离，RFID标签4能反射RFID天线3发射的电磁信号，RFID标签4被RFID阅读器2识别。穿戴式设备6集成加速度计、陀螺仪和压力传感器等，粘贴在内层隔离衣的前臂位置。加速计用于测量加速度，陀螺仪用于测量角速度，压力传感器用于测量气压值，可转换为海拔高度。

本实施例中，采用以上防护装备5穿脱监控系统进行监控时，包括以下步骤：

S1，将穿戴式设备6粘贴在前臂上；

S2，利用特殊姿势，例如，手臂自然下垂，确定设备坐标系与前臂坐标系的转换方式，因为加速度计、陀螺仪的测得的加速度和角速度都使用设备坐标系表示，要描述前臂动作需要将设备坐标系转换至前臂坐标系；

S3，将RFID标签4粘贴在防护装备5上，使RFID标签4和防护装备5一一对应；初始状态下，RFID标签4的防读取层与标签本体结合，RFID标签4无法被阅读器识别

S4，脱防护装备5时，用向下的力作用于RFID标签4的防读取层，使防读取层与标签本体分离，通过RFID阅读器2可以读取RFID标签4信息；

S5，RFID阅读器2识别RFID标签4，形成装备数据，将装备数据通过局域网上传至服务器1；

S6，通过服务器1记录RFID标签4的装备数据和读取时间，并根据装备数据和对应的读取时间形成的记录信息检测脱防护装配动作顺序是否正确，若顺序错误，则服务器1通过与之连接的报警装置报警并提示补救措施；

S7，在服务器1接收到装备数据的同时，服务器1请求穿戴式设备6的数据，包括加速度、角速度和气压值等数据。

S8，服务器1记录穿戴式设备6的数据，实时检测穿/脱当前防护装备5到穿/脱下一个防护装备5之间的动作异常。服务器1通过重力方向加速度估计前臂的高度变化，气压值变化可以转化为海拔高度变化，可用于消除加速度估算高度变化的累积误差。服务器1提取加速度的时间域特征、空间域特征和频域特征，利用机器学习的分类算法识别前臂动作，并观察动作的持续时间。若特定情况下，动作的空间位置超过限定范围，例如前臂高度超过胸线，或者持续时间低于限定范围，例如手卫生揉搓时间少于15秒，则触发预警，服务器1通过报警装置报警并演示正确操作步骤。

实施例三

与实施例一的区别在于，本实施例中，RFID标签4包括用来放置标签本体的凹形槽，凹形槽的顶面开口端粘贴有覆盖标签本体顶面的防读取层，防读取层上一体成型连接有向外伸出凹型槽的突出部，突出部通过绳子与防护设备的穿脱起始位置接触，在脱下防护设备的时候，会拉动绳子和突出部，将防读取层拉离标签本体表面，使凹型槽的槽口露出标签本体。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种防护装备穿脱监控系统，包括服务器以及与服务器通信连接的RFID阅读器；其特征在于，还包括设置在防护装备外表面的RFID标签；所述RFID标签包括从外到内设置的防读取层和标签本体；所述防读取层用来在脱防护装备时从标签本体上脱离。

2.根据权利要求1所述的防护装备穿脱监控系统，其特征在于，还包括与服务器通信连接的穿戴式设备，所述穿戴式设备用来识别手部动作。

3.根据权利要求2所述的防护装备穿脱监控系统，其特征在于，所述穿戴式设备内设有加速度计、陀螺仪和压力传感器。

4.根据权利要求2所述的防护装备穿脱监控系统，其特征在于，所述穿戴式设备具有外壳，所述外壳上设有用来粘贴在防护装备上的粘贴层。

5.根据权利要求1所述的防护装备穿脱监控系统，其特征在于，还包括与服务器连接的报警装置。

6.根据权利要求1所述的防护装备穿脱监控系统，其特征在于，所述RFID标签设置在防护装备脱下时与手必须接触的位置上。

7.根据权利要求1所述的防护装备穿脱监控系统，其特征在于，所述防护装备包括防护服、防护手套、口罩、护目镜或者防护鞋套。

8.一种防护装备穿脱监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，穿戴防护装备，将防读取层贴合在标签本体外表面的RFID标签一一对应粘贴在每个防护装备的外表面；

步骤二，脱防护装备的同时，去掉RFID标签上的防读取层；

步骤三，通过RFID阅读器读取RFID标签信息，形成设备数据；RFID阅读器将设备数据传递至服务器；

步骤四，服务器根据接收到的设备数据，识别每个设备数据对应的防护装备和数据读取时间形成当前防护装备脱取顺序；

步骤五，服务器根据预设的防护装备脱取顺序对比当前防护装备脱取顺序，若当前防护装备脱取顺序错误，则服务器通过与之连接的报警装置报警。

9.根据权利要求8所述的防护装备穿脱监控方法，其特征在于，步骤一中，RFID标签粘贴在防护装备脱取时必须与手接触的位置。

10.根据权利要求8所述的防护装备穿脱监控方法，其特征在于，在步骤一和步骤二之间，在手臂上佩戴穿戴式设备，穿戴式设备监测手部动作形成动作数据传递给服务器，服务器根据预设的动作数据范围判断穿脱过程中手部动作是否错误；若服务器判断手部动作错误，则通过报警装置报警。

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