CN112263257A - 一种智能心电图采集机器人 - Google Patents

Abstract

本发明创造属于心电图采集领域，具体涉及了一种智能心电图采集机器人。一种智能心电图采集机器人，包括电源模块和中心服务器，还包括：头部，与电源模块电连接，用于控制机器人运动。综合控制模块，安装在头部中，与电源模块电连接，与中心服务器通信连接。躯体，与头部转动连接，与电源模块电连接。位置确定控制模块，安装在躯干中，与综合控制模块电连接。运动部，与躯体转动连接，用于运载机器人。本发明创造所提出的智能心电图采集机器人可以自动前往需要心电图采集的病人房间，同时可以指导病房的值班护士进行心电图采集工作，降低了心电图采集所需医护人员的能力，减少了对医院医护资源的占用，并满足了病患的需求。

Description

一种智能心电图采集机器人

技术领域

本发明创造属于心电图采集领域，具体涉及了一种智能心电图采集机器人。

背景技术

心电图主要反映心脏激动的电学活动，因此对各种心律失常和传导阻滞的诊断分析具有肯定价值。而一般的心电图检查都需要去专门的心电图检查科室进行，由于房间有限，设备有限，所以心电图检查的处理效率比较低下，不能满足人们的需求。

目前有一些医院引入了一种心电图采集平台车，该平台车由医护人员推到需要进行心电图检查的病房，对需要进行心电图检查的患者进行心电图采集。但是其不足之处在于，平台车需要专门的医护人员跟随去给病人做心电图采集，但是目前医院经常会面临医护人员人手不足的问题，所以导致心电图采集工作依然难以满足病患的需求。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明创造提出可一种智能心电图采集机器人。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种智能心电图采集机器人，包括电源模块和中心服务器，还包括：头部，与电源模块电连接，用于控制机器人运动；综合控制模块，安装在头部中，与电源模块电连接，与中心服务器通信连接；躯体，与头部转动连接，与电源模块电连接；位置确定控制模块，安装在躯干中，与综合控制模块电连接；运动部，与躯体转动连接，用于运载机器人；所述的躯干包括：躯干壳体，为空腔结构，与头部转动连接，与运动部转动连接；心电图采集装置，安装在躯干壳体内，与综合控制模块电连接；位置确定组块，安装在躯干壳体中，与躯干壳体转动连接，与位置确定控制模块电连接；收纳盒，安装在躯干壳体内，与躯干壳体滑动连接。

作为优选，所述的位置确定组块包括：轨道，安装在躯体内，与躯体固定连接；动作结构，一端安装在轨道上，沿轨道做直线运动，与轨道转动连接，与位置确定控制模块电连接；探测结构，安装在动作结构的另一端，与动作结构固定连接，与位置确定控制模块电连接；动作驱动组块，与位置确认控制模块电连接，用于驱动探测结构的运动。

作为优选，所述探测结构包括：弧形探测支架，与人体胸腔外形相符合，一端与动作结构固定连接；红外线扫描结构，固定安装在弧形探测支架的内弧面，与位置确定控制模块电连接，用于采集患者的胸腔轮廓；连接软管，一端固定在动作结构上，与动作结构固定连接；压力采集头，固定安装在连接软管的另一端，并通过连接软管与位置确定控制模块电连接，用于确认患者胸骨剑突的位置；所述的压力采集头中排列安装有若干压力传感器。

作为优选，所述的头部包括：头部外壳，安装在躯干上，与躯干转动连接；操作屏，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接；扬声器，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接；红外测距传感器，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接；障碍物检测传感器，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接。

作为优选，所述的运动部包括：支撑板，安装在躯干上，与躯干转动连接；运动驱动组块，安装在支撑板上，与综合控制模块电连接；轮子，安装在支撑板上，与支撑板转动连接。

作为优选，所述的躯干壳体上设置有滑动门。

作为优选，一种智能心电图采集机器人的工作方法，适用于所述的一种智能心电图采集机器人，包括以下步骤：S1：获取任务指令；S2：移动到指定任务区域；S3：对需要进行心电图采集的患者进行心电图采集；S4：将采集到的心电图上传，并执行下一个任务。

作为优选，所述的S2包括以下步骤：A1：通过接入医院的无线网络系统，获取现在所在位置；A2：获取任务地点所在位置；A3：结合所在楼层地图分布，规划运动路线；A4：运动到任务指定的病床前，并通过红外测距传感器，停在距离病床一定距离的位置。

作为优选，所述的S3包括以下步骤：B1：位置确认控制模块控制动作驱动组块，使得探测结构从躯体中伸出；B2：位置确认控制模块启动红外线扫描结构，使得红外线扫描结构工作，并同时控制动作驱动模块，使得动作结构在轨道上往复运动，获得当前弧形探测支架所对应的人体躯体的扫描图；B3：识别人体扫描图的轮廓形状以及其中的特征形状，并与人体躯干外形对比，从而得出当前所扫描位置与胸腔的位置关系；B4：根据当前扫描位置与胸腔的位置关系，计算出机器人所需要移动的方向和距离，并由综合控制模块，控制机器人进行移动；B5：当机器人移动到胸腔所在位置时，位置确认控制模块再次控制红外先扫描结构对当前位置的外形进行扫描，并沿着轨道移动，获得患者胸腔轮廓扫描图；B6：将患者胸腔轮廓扫描图与标准人体胸腔图对比，并在患者胸腔轮廓扫描图中将胸骨剑突可能存在的区域进行标注；B7：将标注的区域通过红外灯光映射到患者的胸腔上；B8：获取由医护人员手持并按压在患者胸腔映射区域的压力采集头中的各个压力传感器的压力值，并根据压力值的梯度绘制硬度区间，从而找到胸骨剑突的准确位置，并在患者胸腔扫描图上标出；B9：再将患者胸腔扫面图与标志人体胸腔图以胸骨剑突的位置为中心重叠，同时对标准人体胸腔图进行伸缩变形，使的标准人体胸腔图与患者胸腔扫描图重合，得到当前患者胸腔结构模拟图；B10：在当前患者胸腔结构模拟图上进行心电图采集连接点标识，并将标识的区域通过红外灯光映射在患者的胸腔上。

本发明创造的有益效果：本发明创造所提出的智能心电图采集机器人可以自动前往需要心电图采集的病人房间，同时可以指导病房的值班护士进行心电图采集工作，降低了心电图采集所需医护人员的能力，减少了对医院医护资源的占用，并满足了病患的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为智能心电图采集机器人整体外形结构示意图

图2为探测结构的示意图

图3为智能心电图各组块连接关系示意图

图4为步骤S3的子步骤顺序示意图

附图标记：

1-头部，2-收纳盒，3-躯干壳体，4-支撑板，5-轮子，6-轨道，7-弧形探测支架，8-连接杆，9-移动块，10-综合控制模块，11-位置确定控制模块，12-操作屏，13-扬声器，14-红外测距传感器，15-障碍物检测传感器，16-心电图采集装置，17-运动部，18-运动驱动组块，19-动作驱动组块，20-红外线扫描结构，21-探测结构，22-压力采集头，23-连接软管，24-压力采集头。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种智能心电图采集机器人，包括电源模块和中心服务器，还包括：头部1、综合控制模块10、位置确认控制模块、躯干和运动板。

如图3所示，头部1与电源模块电连接，用于控制机器人运动。综合控制模块10安装在头部1中，与电源模块电连接，与中心服务器通信连接。躯体与头部1转动连接，与电源模块电连接。位置确定控制模块11安装在躯干中，与综合控制模块10电连接。运动部17与躯体转动连接，用于运载机器人。

头部1包括：头部1外壳、操作屏12、扬声器13、红外线测距传感器和障碍物检测传感器15。头部1外壳安装在躯干上，与躯干转动连接。操作屏12安装在头部1外壳中，与综合控制模块10电连接。扬声器13安装在头部1外壳中，与综合控制模块10电连接。红外测距传感器14安装在头部1外壳中，与综合控制模块10电连接。障碍物检测传感器15安装在头部1外壳中，与综合控制模块10电连接。

运动部17包括：支撑板4、运动驱动组块18和轮子5。支撑板4安装在躯干上，与躯干转动连接。运动驱动组块18安装在支撑板4上，与综合控制模块10电连接。轮子5安装在支撑板4上，与支撑板4转动连接。

躯干包括：躯干壳体3、心电图采集装置16、位置确定组块和收纳盒2。躯干壳体3为空腔结构，与头部1转动连接，与运动部17转动连接。心电图采集装置16安装在躯干壳体3内，与综合控制模块10电连接。收纳盒2安装在躯干壳体3内，与躯干壳体3滑动连接。其中躯干壳体3上设置有滑动门。收纳盒2中用来携带消毒液、耦合剂、消毒棉签等辅助用品。

位置确定组块安装在躯干壳体3中，与躯干壳体3转动连接，与位置确定控制模块11电连接。位置确定组块包括：轨道6、动作结构、探测结构21和动作却动组块。轨道6安装在躯体内，与躯体固定连接。动作结构的一端安装在轨道6上，沿轨道6做直线运动，与轨道6转动连接，与位置确定控制模块11电连接。动作驱动组块19，与位置确认控制模块电连接，用于驱动探测结构21的运动。

动作结构包括连接杆8和移动杆块。移动块9安装在轨道6上，与轨道6滑动连接，可以在轨道6上做往复运动。连接杆8的一端与移动快转动连接，在动作驱动组块19的作用下用于垂直于轨道6或者平行于轨道6两种状态。其中动作驱动组块19同样可以控制移动快在轨道6上运动。

如图2所示，探测结构21安装在动作结构的另一端，与动作结构固定连接，与位置确定控制模块11电连接。探测结构21包括：弧形探测支架7、红外扫描结构、连接软管23和压力采集头2422。

弧形探测支架7的形状与人体胸腔外形相符合，其一端与动作结构中连接杆8的固定连接。红外线扫描结构20固定安装在弧形探测支架7的内弧面上，与位置确定控制模块11电连接，用于采集患者的胸腔轮廓。连接软管23的一端固定在动作结构上，且与动作结构固定连接。压力采集头2422固定安装在连接软管23的另一端，并通过连接软管23与位置确定控制模块11电连接，用于确认患者胸骨剑突的位置。其中压力采集头2422中排列安装有若干压力传感器。

本申请的智能心电图采集机器人具有展开形态和收缩形态。收缩形态为智能心电图采集机器人运动时候使用。在收缩形态中，连接杆8与轨道6平行，使得弧形探测支架7可以收缩到躯干外壳的腔体内。在连接杆8的上表面设置有用于放置压力采集头2422的凹槽，压力采集头2422放置在凹槽中。其中连接软管23的一端与连接杆8固定连接，而压力采集头2422与连接杆8可拆卸连接。

在使用时，智能心电图采集机器人切换到展开形态。由动作驱动组块19将连接杆8与轨道6之间的状态由平行状态改为垂直状态。具体的可以通过在连接杆8与移动块9之间通过电机转动。此时连接杆8另一端的弧形探测支架7便可以从躯干中伸出。然后根据需求由动作驱动组块19驱动移动块9在轨道6上移动。而且压力采集头2422可以从连接杆8上取下，用于医护人员对胸骨剑突进行准确的定位。

一种智能心电图采集机器人的工作方法，适用于一种智能心电图采集机器人，包括以下步骤：S1：获取任务指令。S2：移动到指定任务区域。S3：对需要进行心电图采集的患者进行心电图采集。S4：将采集到的心电图上传，并执行下一个任务。

具体的，在使用时，先由病房的管床护士通过医院内部任务网络建立心电图采集任务，然后智能心电图采集机器人从医院内部网络获取任务，在完成当前心电图采集任务后，移动到下个需要执行心电图采集任务的房间。

S2包括以下步骤：A1：通过接入医院的无线网络系统，获取现在所在位置。A2：获取任务地点所在位置。A3：结合所在楼层地图分布，规划运动路线。A4：运动到任务指定的病床前，并通过红外测距传感器14，停在距离病床一定距离的位置。

具体的，在移动的时候，先通过医院的WIFI网络确认自身所在的网络位置，再结合医院建筑结构图，或者自身在医院的物理位置，然后确认目标病房的物理位置和网络位置。并在医院建筑结构图中构件移动路线。

在移动的过程中，障碍物检测传感器15可以让智能机器人对障碍物或者行人进行规避，在接收到目标病房的WIFI网络后，确认病房门所在的位置，进入到病房中，并根据发布任务的床号移动到病床前。

如图4所示，S3包括以下步骤：B1：位置确认控制模块控制动作驱动组块19，使得探测结构21从躯体中伸出。B2：位置确认控制模块启动红外线扫描结构20，使得红外线扫描结构20工作，并同时控制动作驱动模块，使得动作结构在轨道6上往复运动，获得当前弧形探测支架7所对应的人体躯体的扫描图。B3：识别人体扫描图的轮廓形状以及其中的特征形状，并与人体躯干外形对比，从而得出当前所扫描位置与胸腔的位置关系。B4：根据当前扫描位置与胸腔的位置关系，计算出机器人所需要移动的方向和距离，并由综合控制模块10，控制机器人进行移动。B5：当机器人移动到胸腔所在位置时，位置确认控制模块再次控制红外先扫描结构对当前位置的外形进行扫描，并沿着轨道6移动，获得患者胸腔轮廓扫描图。B6：将患者胸腔轮廓扫描图与标准人体胸腔图对比，并在患者胸腔轮廓扫描图中将胸骨剑突可能存在的区域进行标注。B7：将标注的区域通过红外灯光映射到患者的胸腔上。B8：获取由医护人员手持并按压在患者胸腔映射区域的压力采集头2422中的各个压力传感器的压力值，并根据压力值的梯度绘制硬度区间，从而找到胸骨剑突的准确位置，并在患者胸腔扫描图上标出。B9：再将患者胸腔扫面图与标志人体胸腔图以胸骨剑突的位置为中心重叠，同时对标准人体胸腔图进行伸缩变形，使的标准人体胸腔图与患者胸腔扫描图重合，得到当前患者胸腔结构模拟图。B10：在当前患者胸腔结构模拟图上进行心电图采集连接点标识，并将标识的区域通过红外灯光映射在患者的胸腔上。

接着，通过红外线测距传感器确认自身与病床以及患者之间的距离。调整好距离后，打开躯干壳体3的滑动门，并改变连接杆8与轨道6之间的关系，使得连接杆8垂直与轨道6，从而使得探测结构21伸到病人所在为位置。

通过红外线扫描结构20发射红外灯光将胸骨剑突可能在的位置映射到病人的躯体上。此时由管床护士手持压力采集头2422在红外等边照射的范围内移动按压。智能心电图采集机器人采集压力采集头2422上若干个压力传感器的压力数据，从而判断所在位置的硬度，从而确定胸骨剑突所在的位置。

确认位置后，再通过B9和B10将心电图采集过程中的连接点通过红外灯光逐渐映射到患者的躯体上，此时管床护士只需要按照智能心电图采集机器人的提示将心电图采集装置16的各个贴片贴在对应的位置即可。在完成贴片步骤后，智能心电图采集机器人可以自动采集数据，并将数据上传，同时也可以在操作屏12上显示。

其中在智能心电图采集机器人确认胸腔所在位置的时候，医护人员可以进行心电图采集时的准备工作，比如消毒和沾水等。

所以，本发明创造所提出的智能心电图采集机器人可以自动前往需要心电图采集的病人房间，同时可以指导病房的值班护士进行心电图采集工作。在智能心电图采集机器人的帮助下，降低了心电图采集时对医护人员的能力要求，使得任意一个经过技术培训的管床护士都可以进行心电图采集工作，减少了对医院医护资源的占用。同时流动式心电图采集，为一些不方便移动的病人提供了极大的便利，同时满足了病人对心电图采集的需求，也减少了专业医护人员的工作量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种智能心电图采集机器人，包括电源模块和中心服务器，其特征在于，还包括：

头部，与电源模块电连接，用于控制机器人运动；

综合控制模块，安装在头部中，与电源模块电连接，与中心服务器通信连接；

躯体，与头部转动连接，与电源模块电连接；

位置确定控制模块，安装在躯干中，与综合控制模块电连接；

运动部，与躯体转动连接，用于运载机器人；

所述的躯干包括：

躯干壳体，为空腔结构，与头部转动连接，与运动部转动连接；

心电图采集装置，安装在躯干壳体内，与综合控制模块电连接；

位置确定组块，安装在躯干壳体中，与躯干壳体转动连接，与位置确定控制模块电连接；

收纳盒，安装在躯干壳体内，与躯干壳体滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能心电图采集机器人，其特征在于，所述的位置确定组块包括：

轨道，安装在躯体内，与躯体固定连接；

动作结构，一端安装在轨道上，沿轨道做直线运动，与轨道转动连接，与位置确定控制模块电连接；

探测结构，安装在动作结构的另一端，与动作结构固定连接，与位置确定控制模块电连接；

动作驱动组块，与位置确认控制模块电连接，用于驱动探测结构的运动。

3.根据权利要求2所述的一种智能心电图采集机器人，其特征在于，所述探测结构包括：

弧形探测支架，与人体胸腔外形相符合，一端与动作结构固定连接；

红外线扫描结构，固定安装在弧形探测支架的内弧面，与位置确定控制模块电连接，用于采集患者的胸腔轮廓；

连接软管，一端固定在动作结构上，与动作结构固定连接；

压力采集头，固定安装在连接软管的另一端，并通过连接软管与位置确定控制模块电连接，用于确认患者胸骨剑突的位置；

所述的压力采集头中排列安装有若干压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种智能心电图采集机器人，其特征在于，所述的头部包括：

头部外壳，安装在躯干上，与躯干转动连接；

操作屏，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接；

扬声器，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接；

红外测距传感器，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接；

障碍物检测传感器，安装在头部外壳中，与综合控制模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能心电图采集机器人，其特征在于，所述的运动部包括：

支撑板，安装在躯干上，与躯干转动连接；

运动驱动组块，安装在支撑板上，与综合控制模块电连接；

轮子，安装在支撑板上，与支撑板转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能心电图采集机器人，其特征在于，所述的躯干壳体上设置有滑动门。

7.一种智能心电图采集机器人的工作方法，适用于如权利要求1到6所述的一种智能心电图采集机器人，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取任务指令；

S2：移动到指定任务区域；

S3：对需要进行心电图采集的患者进行心电图采集；

S4：将采集到的心电图上传，并执行下一个任务。

8.根据权利要求7所述的一种智能心电图采集机器人的工作方法，其特征在于，所述的S2包括以下步骤：

A1：通过接入医院的无线网络系统，获取现在所在位置；

A2：获取任务地点所在位置；

A3：结合所在楼层地图分布，规划运动路线；

A4：运动到任务指定的病床前，并通过红外测距传感器，停在距离病床一定距离的位置。

9.根据权利要求7所述的一种智能心电图采集机器人的工作方法，其特征在于，所述的S3包括以下步骤：

B1：位置确认控制模块控制动作驱动组块，使得探测结构从躯体中伸出；

B2：位置确认控制模块启动红外线扫描结构，使得红外线扫描结构工作，并同时控制动作驱动模块，使得动作结构在轨道上往复运动，获得当前弧形探测支架所对应的人体躯体的扫描图；

B3：识别人体扫描图的轮廓形状以及其中的特征形状，并与人体躯干外形对比，从而得出当前所扫描位置与胸腔的位置关系；

B4：根据当前扫描位置与胸腔的位置关系，计算出机器人所需要移动的方向和距离，并由综合控制模块，控制机器人进行移动；

B5：当机器人移动到胸腔所在位置时，位置确认控制模块再次控制红外先扫描结构对当前位置的外形进行扫描，并沿着轨道移动，获得患者胸腔轮廓扫描图；

B6：将患者胸腔轮廓扫描图与标准人体胸腔图对比，并在患者胸腔轮廓扫描图中将胸骨剑突可能存在的区域进行标注；

B7：将标注的区域通过红外灯光映射到患者的胸腔上；

B8：获取由医护人员手持并按压在患者胸腔映射区域的压力采集头中的各个压力传感器的压力值，并根据压力值的梯度绘制硬度区间，从而找到胸骨剑突的准确位置，并在患者胸腔扫描图上标出；

B9：再将患者胸腔扫面图与标志人体胸腔图以胸骨剑突的位置为中心重叠，同时对标准人体胸腔图进行伸缩变形，使的标准人体胸腔图与患者胸腔扫描图重合，得到当前患者胸腔结构模拟图；

B10：在当前患者胸腔结构模拟图上进行心电图采集连接点标识，并将标识的区域通过红外灯光映射在患者的胸腔上。

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