CN113273960B - 一种穿戴式眼病自诊断设备 - Google Patents
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Abstract
本申请属于眼科诊疗设备领域，具体为一种穿戴式眼病智能诊断设备。所述穿戴式智能眼病自诊断设备包括自适应头盔、眼底拍照系统、控制系统和云端诊断系统。所述自适应头盔包括柔性内层、磁流变适应层和刚性外层;所述眼底拍照系统包括眼底拍照相机和图像识别系统;所述云端诊断系统包括云端数据库和病症诊断系统。控制系统通过改变磁流变液的流动性，调整眼底拍照系统的位置，获得更准确的眼底照片。云端诊断系统根据获取的眼底照片基于神经卷积网络进行病症初步诊断，根据诊断结果搜索云端数据库，进行云会诊，向控制系统反馈治疗方案。所述自适应头盔还设有语音交互系统，所述眼病智能诊断设备能够使患者舒适便捷的完成眼病的初步检测、诊断。
Description
技术领域
本申请属于眼科诊疗设备领域，具体为一种穿戴式眼病智能诊断设备。
背景技术
随着社会信息化的快速发展，电子设备的普及率和使用率与日俱增。人们的工作生活中高度依赖电脑、手机等具有电子屏幕的设备，导致众多眼科疾病特别是罕见眼部疾病的发病率，且这种趋势越来越年轻化，眼部疾病的诊断和治疗越来越受到重视。
然而，由于知识普及程度不足、检查过程繁琐、检查设备使用专业化程度高等原因，大部分眼科疾病都无法在发病初期得到及时诊断、治疗，例如我国有近九成青光眼患者没有能够在早期得到诊断。粗略统计，约有10%的患者由于未能得到及时诊治而致盲。
由于眼底的血管是人体唯一可以通过体表直接观察到的血管，医疗人员通过眼底相机可以检查眼底的视神经、视网膜、脉络膜以及屈光介质是否存在病变，同时还可以通过眼底相机协助对其它系统疾病进行诊断和病情判断，例如通过筛选视网膜照片检测早产儿视网膜病变、青光眼、老年化黄斑变性等。越早检测出这些疾病越有利于临床治疗，因此眼底拍照普遍用于临床筛查眼科疾病，成为不可或缺的医疗手段。临床上主要用眼底镜、眼底照相、视网膜激光断层扫描仪等仪器进行检查，当然还有一些辅助检查，观察视神经的变化，来判别是否患有青光眼等眼科疾病。
然而，对眼底视神经和视网膜的检查依赖于专业的检测设备和专业医护人员的操作方能实现，现有的眼底拍照设备使用托架式结构，使用时需要患者将头部抵触在固定的托架上，然后由专业的医务人员操作拍照设备进行眼底取相，对不同身高体型的患者适应性差，每次检查需要患者多次调整坐姿，效率低且体验性差。此外，近年来由于非典型性肺炎、新冠肺炎等大型传染病的发生，多次出现医疗资源紧缺、医院停诊等状况，对急需检查确诊或康复中需要定期复诊的眼科疾病患者带来了极大的不便，当前医疗领域中缺少一种能够实现患者不需要前往医院或不需要近距离面对医生、舒适便捷地进行检测、诊断眼科疾病的有效手段。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种穿戴式眼病自诊断设备，它包括自适应头盔、眼底拍照系统、控制系统和云端诊断系统。
所述自适应头盔包括柔性内层、磁流变适应层和刚性外层;其中磁流变适应层位于柔性内层与刚性外层之间，磁流变适应层分为若干个平铺在刚性外层内侧的磁流变适应单元，每个磁流变适应单元中均包含有磁流变液；刚性外层上设置有多个强度可控的磁场控制单元，磁场控制单元与磁流变适应单元一一对应，通过改变磁场控制单元的磁场强度，改变磁流变适应单元中磁流变液的流动性，使其中的磁流变液在固态、半固态和液态之间切换，从而实现各磁流变适应单元的刚度随需求变化，使得自适应头盔的头型内层随着磁流变适应层的变化更好的贴合佩戴者的头部结构，在磁流变液完成形态变化后头盔有效贴合在佩戴者头部，不会因为佩戴者的头部晃动或周围人员的触碰再次发生倾斜，以便于眼底拍照系统的快速取相。
所述眼底拍照系统包括眼底拍照相机和图像识别系统，所述眼底拍照相机能够自动对焦实现对眼底图像的获取，获取眼底图像后通过无线传输通讯方式将图片发送给图像识别系统，图像识别系统基于神经网路算法判断图片拍摄质量以确定是否采用所获取的眼底图像，如获取的眼底图像清晰度不足，则反馈信息给控制系统，控制系统接到反馈信息后重新下发指令给眼底拍照相机，直到获取清晰可用的图片为止;图像识别系统将获取的图像上传给云端诊断系统。
所述云端诊断系统包括云端数据库和病症诊断系统。云端数据库中存储并定期更新确诊病例的眼底图像以及对应的诊疗方案。病症诊断系统定期查询云端数据库中存储的确诊病例眼底图像，基于神经卷积网络更新训练诊断模型。病症诊断系统还根据医务人员输入的佩戴者个人信息查询云端数据库以获取佩戴者的既往病史。在图像识别系统将获取的图像上传给云端诊断系统后，病症诊断系统将图像输入到最新的诊断模型中，基于所述诊断模型进行病症初步诊断，根据诊断结果搜索云端数据库，查询类似病例的诊断、治疗方案，结合佩戴者的既往病史进行云会诊，查询结束后病症诊断系统生成治疗方案，并向控制系统反馈治疗方案。控制系统将生成的治疗方案显示在医务人员的电脑显示器中，或者将生成的诊断结果和/或治疗方案直接反馈给佩戴者。
当控制系统向医务人员反馈治疗方案时，所述治疗方案包括诊断情况、相似病例的治疗方案，治愈率、建议处方等；
当控制系统直接反馈诊断结果和/或治疗方案给佩戴者时，所述诊断结果包括诊断情况，相似病例数量以及预估的诊断正确率，所述治疗方案包括缓解用非处方药品，药品的使用方法和疗程信息以及推荐的医院、医生等。
所述自适应头盔还设有语音交互系统，能够向患者播报语音指令调整患者眼部状态，例如指令佩戴者睁开眼睛、不要眨眼等；语音交互系统还用于接收患者的语音反馈信息适应患者需求、确认佩戴者个人信息，根据佩戴者提供的个人信息建立档案生成诊疗病例；
其中，所述佩戴者提供的个人信息包括姓名、身份证件号、既往就医经历等。
进一步地，所述柔性内层和所述磁流变适应层形成多个波浪状凸起结构，只有凸起的顶端部位接触佩戴者的头部，以便每个磁流变适应单元在形态切换过程中更好的适应佩戴者头部结构，增加对头部结构的适应程度减小眼底拍照系统在取相过程中的调整时间，同时波谷位置远离佩戴者头部也能增加通风效果，减小佩戴者因柔性内层紧贴头部带来的闷热等不适感。
进一步地，所述眼底拍照相机为免散瞳眼底照相机；
进一步地，所述磁流变适应层厚度为3-5mm；
进一步地，所述柔性内层为织物层或者皮革层；
进一步地，所述刚性外层为炭纤维结构层。
进一步地，所述无线通信方式为蓝牙、WIFI、GSM、CDMA或Zigbee中的至少一种。
本发明的有益效果在于：
（1）患者无需前往医疗机构，只需自行佩戴本设备，通过对磁流变适应层的控制，通过自适应头盔的调整功能避免现有设备需要专业的技术人员操作，同时避免了使用现有托架式检测设备难以适应不同患者身高体型，增强了患者在诊断过程中的舒适性，通过眼底拍照系统只能获取有效眼底图像，满足远程自助式检测；
（2）所获取的眼底图像通过无线通讯的形式远程发送给控制系统，并实时完成在线云端诊断，及时对患者进行初诊、给与医疗救助；
（3）通过使用神经卷积网络构建并实施训练更新诊断模型，进行眼底图像的比较诊断，给出治疗方案，诊断模型具有自主学习能力，诊断精确度高。
附图说明
图1是自适应头盔示意图；
图2是波浪状凸起结构的磁流变适应层示意图；
图3是磁流变适应单元的分布结构示意图；
图4是穿戴式青光眼自诊断设备的通讯示意图；
其中，1 眼底拍照相机，2 刚性外层，3 磁流变适应层，4柔性内层，5卡扣，6 磁流变适应单元，7 磁流变液。
具体实施方式
一种穿戴式青光眼自诊断设备，它包括自适应头盔、眼底拍照系统、控制系统和云端诊断系统。
所述自适应头盔包括柔性内层、磁流变适应层和刚性外层;其中磁流变适应层位于柔性内层与刚性外层之间，磁流变适应层分为若干个平铺在刚性外层内侧的磁流变适应单元，每个磁流变适应单元中均包含有磁流变液；刚性外层上设置有多个强度可控的磁场控制单元，磁场控制单元与磁流变适应单元一一对应，通过改变磁场控制单元的磁场强度，改变磁流变适应单元中磁流变液的流动性，使其中的磁流变液在固态、半固态和液态之间切换，从而实现各磁流变适应单元的刚度随需求变化，使得自适应头盔的头型内层随着磁流变适应层的变化更好的贴合佩戴者的头部结构，在磁流变液完成形态变化后头盔有效贴合在佩戴者头部，不会因为佩戴者的头部晃动或周围人员的触碰再次发生倾斜，以便于眼底拍照系统的快速取相。
所述眼底拍照系统包括眼底拍照相机和图像识别系统，所述眼底拍照相机能够自动对焦实现对眼底图像的获取，获取眼底图像后通过无线传输通讯方式将图片发送给图像识别系统，图像识别系统基于神经网路算法判断图片拍摄质量以确定是否采用所获取的眼底图像，如获取的眼底图像清晰度不足，则反馈信息给控制系统，控制系统接到反馈信息后重新下发指令给眼底拍照相机，直到获取清晰可用的图片为止;图像识别系统将获取的图像上传给云端诊断系统。
所述云端诊断系统包括云端数据库和病症诊断系统。云端数据库中存储并定期更新确诊病例的眼底图像以及对应的诊疗方案。病症诊断系统定期查询云端数据库中存储的确诊病例眼底图像，基于神经卷积网络更新训练诊断模型。病症诊断系统还根据医务人员输入的佩戴者个人信息查询云端数据库以获取佩戴者的既往病史。在图像识别系统将获取的图像上传给云端诊断系统后，病症诊断系统将图像输入到最新的诊断模型中，基于所述诊断模型进行病症初步诊断，根据诊断结果搜索云端数据库，查询类似病例的诊断、治疗方案，结合佩戴者的既往病史进行云会诊，查询结束后病症诊断系统生成治疗方案，并向控制系统反馈治疗方案。控制系统将生成的治疗方案显示在医务人员的电脑显示器中，或者将生成的诊断结果和/或治疗方案直接反馈给佩戴者。
当控制系统向医务人员反馈治疗方案时，所述治疗方案包括诊断情况、相似病例的治疗方案，治愈率、建议处方等；
当控制系统直接反馈诊断结果和/或治疗方案给佩戴者时，所述诊断结果包括诊断情况，相似病例数量以及预估的诊断正确率，所述治疗方案包括缓解用非处方药品，药品的使用方法和疗程信息以及推荐的医院、医生等。
所述自适应头盔还设有语音交互系统，能够向患者播报语音指令调整患者眼部状态，例如指令佩戴者睁开眼睛、不要眨眼等；语音交互系统还用于接收患者的语音反馈信息适应患者需求、确认佩戴者个人信息，根据佩戴者提供的个人信息建立档案生成诊疗病例；
其中，所述佩戴者提供的个人信息包括姓名、身份证件号、既往就医经历等。
进一步地，所述柔性内层和所述磁流变适应层形成多个波浪状凸起结构，只有凸起的顶端部位接触佩戴者的头部，以便每个磁流变适应单元在形态切换过程中更好的适应佩戴者头部结构，增加对头部结构的适应程度减小眼底拍照系统在取相过程中的调整时间，同时波谷位置远离佩戴者头部也能增加通风效果，减小佩戴者因柔性内层紧贴头部带来的闷热等不适感。
进一步地，所述眼底拍照相机为免散瞳眼底照相机；
进一步地，所述磁流变适应层厚度为3-5mm；
进一步地，所述柔性内层为织物层或者皮革层；
进一步地，所述刚性外层为炭纤维结构层。
进一步地，所述无线通信方式为蓝牙、WIFI、GSM、CDMA或Zigbee中的至少一种。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种穿戴式眼病自诊断设备，它包括自适应头盔、眼底拍照系统、控制系统和云端诊断系统，其特征在于：所述自适应头盔包括柔性内层、磁流变适应层和刚性外层;其中磁流变适应层位于柔性内层与刚性外层之间，刚性外层上设置有多个强度可控的磁场控制单元，通过改变磁场控制单元的磁场强度，使磁流变适应层中的磁流变液在固态、半固态和液态之间切换，从而实现各磁流变适应单元的刚度随需求变化，使得自适应头盔的头型内层随着磁流变适应层的变化更好的贴合佩戴者的头部结构，在磁流变液完成形态变化后头盔有效贴合在佩戴者头部，不会因为佩戴者的头部晃动或周围人员的触碰再次发生倾斜，眼底拍照系统进行眼底拍照取相；所述眼底拍照系统包括眼底拍照相机和图像识别系统，所述眼底拍照相机能够自动对焦实现对眼底图像的获取，获取眼底图像后通过无线传输通讯方式将图片发送给图像识别系统，图像识别系统基于神经网路算法判断图片拍摄质量以确定是否采用所获取的眼底图像，如获取的眼底图像清晰度不足，则反馈信息给控制系统，控制系统接到反馈信息后重新下发指令给眼底拍照相机，直到获取清晰可用的图片为止;图像识别系统将获取的图像上传给云端诊断系统；所述云端诊断系统包括云端数据库和病症诊断系统，云端数据库中存储并定期更新确诊病例的眼底图像以及对应的诊疗方案，病症诊断系统定期查询云端数据库中存储的确诊病例眼底图像，基于神经卷积网络更新训练诊断模型，病症诊断系统根据医务人员输入的佩戴者个人信息查询云端数据库以获取佩戴者的既往病史，在图像识别系统将获取的图像上传给云端诊断系统后，病症诊断系统将图像输入到最新的诊断模型中，基于所述诊断模型进行病症初步诊断，根据诊断结果搜索云端数据库，查询类似病例的诊断、治疗方案，结合佩戴者的既往病史进行云会诊，查询结束后病症诊断系统生成治疗方案，并向控制系统反馈治疗方案，控制系统将生成的治疗方案显示在医务人员的电脑显示器中，或者将生成的诊断结果和/或治疗方案直接反馈给佩戴者；
所述自适应头盔还设有卡扣；
所述柔性内层和所述磁流变适应层形成多个波浪状凸起结构，只有凸起的顶端部位接触佩戴者的头部，所述磁流变适应层分为若干个平铺在刚性外层内侧的磁流变适应单元，每个磁流变适应单元中均包含有磁流变液；
所述自适应头盔还设有语音交互系统，语音交互系统用于接收患者的语音反馈信息适应患者需求、确认佩戴者个人信息，根据佩戴者提供的个人信息建立档案生成诊疗病例。
2.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：刚性外层上设置的多个强度可控的磁场控制单元与磁流变适应单元一一对应，通过改变磁场控制单元的磁场强度，改变磁流变适应单元中磁流变液的流动性。
3.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：所述眼底拍照相机为免散瞳眼底照相机。
4.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：所述磁流变适应层厚度为3-5mm。
5.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：所述柔性内层为织物层或者皮革层。
6.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：所述刚性外层为炭纤维结构层。
7.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：所述无线传输通信方式为蓝牙、WIFI、GSM、CDMA或Zigbee中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的穿戴式眼病自诊断设备，其特征在于：所述语音交互系统，能够向患者播报语音指令调整患者眼部状态。
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