CN112890805B - 一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其包括控制器和伤口识别部件，伤口识别部件包括边框，边框上设置有两根相交的滑轨，边框内设置有面板，面板的内侧设置有若干线圈，面板的外侧设置有摄像组件；摄像组件分别与两根相交的伸缩杆的端部相连接，两根伸缩杆的末端分别通过限位滑块设置于两根滑轨内；摄像组件朝向面板的一侧设置有永磁体，摄像组件远离面板的一侧设置有摄像头和投影镜头。本发明采用人工智能和大数据对伤口图像进行状态识别，将识别的状态、对应的原始图像和校正后的图像进行存档，便于后期调用，可促进行业对于伤口病症的规范化管理，减少伤口病症患者就医前的等待时间。

Description

一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器
技术领域
本发明涉及医疗器件领域，具体涉及一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器。
背景技术
现有医学技术对伤口进行判断和处理需要一系列流程和等待，患者需要挂号和检查，存在人力成本，时间成本，经济成本，一定程度上对医疗资源占用不确定性的比例，并且等待确认伤口严重程度时患者也需要等待进一步的判断，浪费了及时处理的最佳时间。
此外，伤口在现代疾病中通常为容易治愈的病症，因此现有医院基本上未对伤口治疗进行规范化管理，也并未建立相应的档案对伤口的愈合发展进行记录，病患的伤口在后期出现感染化脓等问题时无法定责为自身原因还是医疗事故，因此对伤口进行处理前的识别和后续的档案管理存在一定的必要性。
现有进行电控移动的装置通常包括电动伸缩杆、电机驱动或液压驱动，但是上述装置在进行驱动定位时通常需要配套使用编码器，且传动机构占有整个装置的很大部分空间，而伤口状态检测只需要10×20cm左右的检测窗口即可，因此上述装置并不适用于体积相对小的伤口检测仪器中。
此外，由于新伤口的鲜艳性，其在不同的光照强度和光照环境下将出现一定的颜色波动，因此如何进行准确的伤口形状和颜色的识别也是一大难题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器解决了现有伤口只能由医生进行状态识别导致耽搁治疗时间和无法进行有效档案管理的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其包括控制器和伤口识别部件，伤口识别部件包括边框，边框上设置有两根相交的滑轨，边框内设置有面板，面板的内侧设置有若干线圈，面板的外侧设置有摄像组件；摄像组件分别与两根相交的伸缩杆的端部相连接，两根伸缩杆的末端分别通过限位滑块设置于两根滑轨内；摄像组件朝向面板的一侧设置有永磁体，摄像组件远离面板的一侧设置有摄像头和投影镜头；两根伸缩杆的末端内部均设置有距离传感器；线圈、摄像头、投影镜头和距离传感器分别连接控制器；
线圈，用于产生磁场调整摄像组件的位置；
摄像头，用于拍摄图像；
投影镜头，用于在摄像头的拍摄范围内投影不同形状、颜色的图形；
距离传感器，用于识别伸缩杆的伸展长度；
控制器，用于根据伸缩杆的伸展长度获取摄像组件的位置，根据摄像组件的位置启用对应的线圈调整摄像组件至目的位置；用于根据摄像头拍摄的图像进行伤口识别，调整摄像组件的位置直至识别到伤口；用于根据投影镜头所投射图形的形状和颜色对伤口的形状和颜色进行校正，并对校正后的伤口进行状态识别，包括伤口大小和是否感染。
进一步地，摄像组件包括底座，永磁体设置在底座朝向面板的一侧，摄像头和投影镜头设置在底座远离面板的一侧；底座内设置有存放透明液体的液体存放腔，液体存放腔与水泵相连；底座上设置有支架，支架上设置有位于摄像头前方的弹性薄膜透镜，弹性薄膜透镜与水泵相连并通过水泵的充放调整弹性薄膜透镜的透镜曲率，水泵与控制器电连接。
进一步地，底座朝向面板的一侧还设置有万向球。
进一步地，水泵固定设置在支架上。
进一步地，两根伸缩杆的端部均通过固定器与底座相连接。
进一步地，还包括与控制器相连接的显示屏，用于显示图像拍摄和识别的过程及结果。
进一步地，边框上还设置有与控制器相连接的位置控制按钮，用于手动控制摄像组件的移动。
进一步地，边框上还设置有与控制器相连接的水泵控制按钮，用于通过手动控制水泵的充放实现手动调整弹性薄膜透镜的透镜曲率。
进一步地，边框上还设置有与控制器相连接的拍照按钮，用于手动拍照保存留档。
进一步地，液体存放腔的材质为软质橡胶。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过图像识别来进行伤口的寻找，并通过产生磁场的方式来移动摄像组件，实现伤口自动寻找，当寻找到伤口时，先通过投影镜头投影的不同形状、颜色的图形对伤口照片的形状、颜色进行校正，并采用人工智能和大数据对校正后的伤口图像进行状态识别，将识别的状态、对应的原始图像和校正后的图像进行存档，便于后期调用，可促进行业对于伤口病症的规范化管理，减少伤口病症患者就医前的等待时间。
2、本发明采用投影镜头对伤口图像进行校正，可以减少环境因素对拍摄的影响，同时也能对伤口进行一定的补光照明，确保拍摄的顺利进行。
3、本发明采用伸缩杆来对摄像组件进行支撑的同时减少对摄像组件移动的干扰，还能通过设置在伸缩杆内部的距离传感器来对摄像头进行定位，其定位精度高、反应灵敏、成本低，不受位置限制的限制与环境的影响。此外本发明采用普通伸缩杆+伸缩杆内部距离传感器+线圈产生磁场的驱动方式可以极大减小驱动占用的空间，在保证摄像组件具备正常移动与足够检测窗口的前提下，还使得本仪器(面板与边框)的尺寸可以控制在15×25cm内。
4、本发明设置的显示屏可以实时显示摄像头拍摄的画面，便于相关人员了解摄像头的拍摄状态，以便于及时进行位置纠正或手动拍摄操作。
5、本发明的液体存放腔采用软质橡胶，可以使液体存放腔内的液体与外部环境隔离，避免液体因伤口识别部件角度的调整而泄漏；且软质橡胶的体积缩小和变大也不会影响水泵的充放过程，保证本仪器的正常工作。
6、本发明设置的万向球可以在摄像组件位于面板上方时为伸缩杆承担负重，同时避免线圈产生的磁场对摄像组件进行吸引和排斥时造成摄像组件摆动的问题，万向球的任意方向滚动特性也可以降低对摄像组件移动过程中的影响。
7、本仪器采用线圈产生磁场来移动摄像组件的方式使得摄像组件可以向任意方向移动，而不受轨道限定影响。
附图说明
图1为伤口识别部件的结构示意图；
图2为摄像组件的结构示意图；
图3为线圈排列示意图；
图4为滑轨处结构示意图；
图5为永磁体在底座上的设置示意图。
其中：1、边框；2、面板；3、伸缩杆；4、支架；5、底座；6、投影镜头；7、弹性薄膜透镜；8、固定器；9、水泵；10、万向球；11、摄像头；12、线圈；13、限位滑块；14、滑轨；15、距离传感器；16、位置控制按钮；17、水泵控制按钮；18、拍照按钮。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1、图2、图3和图4所示，该自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器包括控制器和伤口识别部件，伤口识别部件包括边框1，边框1上设置有两根相交的滑轨14，边框1内设置有面板2，面板2的内侧设置有若干线圈12，面板2的外侧设置有摄像组件；摄像组件分别与两根相交的伸缩杆3的端部相连接，两根伸缩杆3的末端分别通过限位滑块13设置于两根滑轨14内；摄像组件朝向面板2的一侧设置有永磁体，摄像组件远离面板2的一侧设置有摄像头11和投影镜头6；两根伸缩杆3的末端内部均设置有距离传感器15；线圈12、摄像头11、投影镜头6和距离传感器15分别连接控制器；
线圈12，用于产生磁场调整摄像组件的位置；
摄像头11，用于拍摄图像；
投影镜头6，用于在摄像头11的拍摄范围内投影不同形状、颜色的图形；
距离传感器15，用于识别伸缩杆3的伸展长度；
控制器，用于根据伸缩杆3的伸展长度获取摄像组件的位置，根据摄像组件的位置启用对应的线圈12调整摄像组件至目的位置；用于根据摄像头11拍摄的图像进行伤口识别，调整摄像组件的位置直至识别到伤口；用于根据投影镜头6所投射图形的形状和颜色对伤口的形状和颜色进行校正，并对校正后的伤口进行状态识别，包括伤口大小和是否感染。
为了使液体存放腔内的液体与外部环境隔离，避免液体因伤口识别部件角度的调整而泄漏的同时不影响水泵9的充放过程，保证本仪器的正常工作，摄像组件包括底座5，永磁体设置在底座5朝向面板2的一侧，摄像头11和投影镜头6设置在底座5远离面板2的一侧；底座5内设置有存放透明液体的液体存放腔，液体存放腔与水泵9相连；底座5上设置有支架4，支架4上设置有位于摄像头11前方的弹性薄膜透镜7，弹性薄膜透镜7与水泵9相连并通过水泵9的充放调整弹性薄膜透镜7的透镜曲率，水泵9与控制器电连接。液体存放腔的材质为软质橡胶。水泵9固定设置在支架4上。
为了可以在摄像组件位于面板2上方时为伸缩杆3承担负重，同时避免线圈12产生的磁场对摄像组件进行吸引和排斥时造成摄像组件摆动的问题，万向球10的任意方向滚动特性也可以降低对摄像组件移动过程中的影响，底座5朝向面板2的一侧还设置有万向球10。
为了在伸缩杆3与底座5之间留足间隙，防止底座5与伸缩杆3之间出现干涉，两根伸缩杆3的端部均通过固定器8与底座5相连接。该设置方式也可以为摄像组件的移动提供足够空间。
为了可以实时显示摄像头11拍摄的画面，便于相关人员了解摄像头11的拍摄状态，以便于及时进行位置纠正或手动拍摄操作，本仪器还包括与控制器相连接的显示屏，用于显示图像拍摄和识别的过程及结果。
边框1上还设置有与控制器相连接的位置控制按钮16，用于手动控制摄像组件的移动。边框1上还设置有与控制器相连接的水泵控制按钮17，用于通过手动控制水泵9的充放实现手动调整弹性薄膜透镜7的透镜曲率。边框1上还设置有与控制器相连接的拍照按钮18，用于手动拍照保存留档。
在具体实施过程中，弹性薄膜透镜7的透镜曲率由成像效果决定，当出现符合要求的成像效果时，控制器不再驱动水泵9充放，当成像效果尚未符合要求时，控制器驱动水泵9对弹性薄膜透镜7进行充放，以改变弹性薄膜透镜7的曲率。本仪器实现伤口识别和伤口状态识别均由人工智能完成，人工智能可以在大量的已知样本的训练下实现其功能，例如神经网络模型。
如图3所示，假设摄像组件位于第二排第二列的线圈处，当其需要向左移动时，控制器对第二排第一列的线圈通电，使该线圈产生的磁场对摄像组件中的永磁体产生引力；控制器对第二排第三列的线圈通电，使该线圈产生的磁场对摄像组件中的永磁体产生排斥力，摄像组件在磁场的作用下向左移动。摄像组件通过两个距离传感器15的事先定位下，已知其具体位置，并通过后期距离的检测，距离传感器15检测到的距离变化量即为摄像组件的移动距离，通过该检测可以实时获取摄像组件(相对于各个线圈)所在位置，便于控制器准确启用线圈对摄像组件进行移动控制。摄像组件向其他方向的移动与向左类似，都可以通过在目标方向产生引力，在反方向产生排斥力进行推动，当摄像组件位于边角时，若无对应的线圈产生排斥力，则也可以只通过引力来推动。
如图5所示，永磁体可以设置为4个，分别设置在底座5的4条边的中间位置处，且每个永磁体的N极(也可以是S极)均向外，相同极性向外的好处是便于统一设定每个线圈12的工作极性。
在本发明的一个实施例中，本仪器可以设置在医院的接待处或相应的科室处，并将本仪器与医院的上位机相连，患者挂号时可由医务人员来操作本仪器，或由患者(或患者陪伴者)来自行操作本仪器。本仪器操作时，先在上位机中录入或调取该患者对应的信息，并将患者的伤口放置在面板2外，启动本仪器，本仪器将自动开始驱动摄像组件进行空间遍历，直至发现伤口，然后再自动进行投影校正和伤口状态识别，并全程在显示屏上展示摄像头11所拍摄的画面及识别结果。若在摄像组件的移动空间中未自动识别到伤口，显示屏可以进行提醒操作，也可以在本仪器上外加扬声器进行语音提醒，此时相关使用人员可以调整伤口位置，重新启动本仪器；相关使用人员也可以通过位置控制按钮16、水泵控制按钮17和拍照按钮18来进行手动识别与拍照，当完成伤口拍照后，仪器将对伤口进行状态识别，将识别的结果形成文字档案，与对应的照片一起存档在上位机中，即患者的医疗档案中。当出现无法识别状态的伤口(图像)时，相关使用人员或上位机可以将该伤口(图像)发送至相应医师处，由相应医师着重处理，并将处理结果形成文字档案与该伤口(图像)一起进行存档。
为了使得本仪器可以适应更多部位的使用，还可以在边框1上额外固定一个可以多角度、多方向调节的调整器，使得本仪器可以在一定空间中随意移动，进而将本仪器移动至不能主动放置在本仪器下的伤口处，并对该伤口进行状态识别。
综上所述，本发明通过图像识别来进行伤口的寻找，并通过产生磁场的方式来移动摄像组件，实现伤口自动寻找，当寻找到伤口时，先通过投影镜头6投影的不同形状、颜色的图形对伤口照片的形状、颜色进行校正，并采用人工智能和大数据对校正后的伤口图像进行状态识别，将识别的状态、对应的原始图像和校正后的图像进行存档，便于后期调用，可促进行业对于伤口病症的规范化管理，减少伤口病症患者就医前的等待时间。

Claims (10)

1.一种自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，包括控制器和伤口识别部件，所述伤口识别部件包括边框(1)，边框(1)上设置有两根相交的滑轨(14)，边框(1)内设置有面板(2)，面板(2)的内侧设置有若干线圈(12)，面板(2)的外侧设置有摄像组件；摄像组件分别与两根相交的伸缩杆(3)的端部相连接，两根伸缩杆(3)的末端分别通过限位滑块(13)设置于两根滑轨(14)内；摄像组件朝向面板(2)的一侧设置有永磁体，摄像组件远离面板(2)的一侧设置有摄像头(11)和投影镜头(6)；两根伸缩杆(3)的末端内部均设置有距离传感器(15)；所述线圈(12)、摄像头(11)、投影镜头(6)和距离传感器(15)分别连接控制器；
所述线圈(12)，用于产生磁场调整摄像组件的位置；
所述摄像头(11)，用于拍摄图像；
所述投影镜头(6)，用于在摄像头(11)的拍摄范围内投影不同形状、颜色的图形；
所述距离传感器(15)，用于识别伸缩杆(3)的伸展长度；
所述控制器，用于根据伸缩杆(3)的伸展长度获取摄像组件的位置，根据摄像组件的位置启用对应的线圈(12)调整摄像组件至目的位置；用于根据摄像头(11)拍摄的图像进行伤口识别，调整摄像组件的位置直至识别到伤口；用于根据投影镜头(6)所投射图形的形状和颜色对伤口的形状和颜色进行校正，并对校正后的伤口进行状态识别，包括伤口大小和是否感染。
2.根据权利要求1所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，所述摄像组件包括底座(5)，永磁体设置在底座(5)朝向面板(2)的一侧，摄像头(11)和投影镜头(6)设置在底座(5)远离面板(2)的一侧；底座(5)内设置有存放透明液体的液体存放腔，液体存放腔与水泵(9)相连；底座(5)上设置有支架(4)，支架(4)上设置有位于摄像头(11)前方的弹性薄膜透镜(7)，弹性薄膜透镜(7)与水泵(9)相连并通过水泵(9)的充放调整弹性薄膜透镜(7)的透镜曲率，水泵(9)与控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，所述底座(5)朝向面板(2)的一侧还设置有万向球(10)。
4.根据权利要求2所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，所述水泵(9)固定设置在支架(4)上。
5.根据权利要求2所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，两根伸缩杆(3)的端部均通过固定器(8)与底座(5)相连接。
6.根据权利要求1所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，还包括与控制器相连接的显示屏，用于显示图像拍摄和识别的过程及结果。
7.根据权利要求1所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，边框(1)上还设置有与控制器相连接的位置控制按钮(16)，用于手动控制摄像组件的移动。
8.根据权利要求2所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，边框(1)上还设置有与控制器相连接的水泵控制按钮(17)，用于通过手动控制水泵(9)的充放实现手动调整弹性薄膜透镜(7)的透镜曲率。
9.根据权利要求8所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，边框(1)上还设置有与控制器相连接的拍照按钮(18)，用于手动拍照保存留档。
10.根据权利要求2所述的自动寻找伤口并识别伤口状态的仪器，其特征在于，液体存放腔的材质为软质橡胶。
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