CN114099191A - 一种隔离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔离装置，头罩本体内至少包括中央处理器、负压组件和无线连接模块，还包括环境监测模块和生理监测模块，第一处理器基于由中央处理器获取的当前的用户信息和/或由生理监测模块采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线，第一处理器对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于预测结果向中央处理器发送负压组件的气流量参数，中央处理器响应于气流量参数调节负压组件，通过环境监测模块监测头罩本体内的负压变化并反馈至第一处理器。本发明通过通风组件与麦克风配件的配合运行，使得佩带隔离装置的用户能够与其他人进行清晰的交流。

Description

一种隔离装置

技术领域

本发明涉及隔离装置技术领域，尤其涉及一种隔离装置。

背景技术

呼吸类的传染病，通过空气、唾液、接触物等途径进行传播。对于患有呼吸类传染病的患者，在转移的过程中需要进行隔离。但是，当前用于患者转移的装置为隔离担架、隔离服来维持患者处于负压环境中。

例如，公开号为CN108452450 A的专利文献公开了一种负压隔离头罩，其特征在于，包括头罩、半身罩衣、排气软管和排风过滤系统，所述头罩设置于所述半身罩衣上方并与所述半身罩衣气密性连接，所述头罩通过所述排气软管与所述排风过滤系统连接，所述头罩顶部设置有单向进气阀。该发明的负压隔离头罩，供传染病员使用且不妨碍传染病员的自由行动，保证穿戴者头部和脖颈处活动正常不受限，排风过滤系统体积小便于携带。

例如，公开号为CN111184296 A的专利文献公开了一种全隔离式防护装置，其包括防护头罩，所述防护头罩包括防护套和透明材质的面罩，所述防护头罩设置有护目镜、定位海绵、进气口、抽风机、防护头套。该发明抽风机设置于穿戴者面罩的下额处，在此处安装抽风机可减少管路、过滤等配置，又能提高电机功率利用率，延长电源持续工作时间并降低噪音，还可以使呼出的气体和头部产生热量经抽风机装置及时排除。在抽风机产生负压作用下，使防护头罩内持续吸入新鲜空气，不会造成护目镜起雾影响视觉，保持防护头罩内部空气清新。

例如，公开号为CN112370252A的专利文献公开了一种负压隔离担架，负压隔离担架包括担架主体及负压隔离装置，负压隔离装置包括负压机、隔离框架及卷帘组件，卷帘组件包括隔离层、弹性密封结构及柔性密封结构，隔离框架设有连接结构，负压机包括设备主体、消毒组件及供氧组件。上述负压隔离担架，通过在担架主体头部设置负压隔离装置，使医生可以针对患者的躯干部分进行详细的诊断，负压隔离装置体积小、且与担架可拆卸连接，使负压隔离担架快速装配，更加便捷，柔性密封结构和弹性密封结构提高负压隔离装置、担架以及患者之间的密封性。

例如，公开号为CN213789422U的专利文献公开了一种负压隔离头罩，负压隔离头罩，包括透明罩体、开设在透明罩体上的多个操作孔以及分别与透明罩体密封连接的氧气管和负压管，氧气管连接有供氧瓶，负压管连接有负压泵；透明罩体的操作孔处设置有用于将操作孔进行密封的收缩密封棉垫，收缩密封棉垫处连接有伸缩保护套，且伸缩保护套延伸至透明罩体内；透明罩体提供负压操作环境，便于医护人员在透明罩体内的负压环境中的插管拔管操作。

但是，以上的现有技术，仅能够实现将呼吸道隔离的基本功能。在患者转移过程中，头罩内可能由于负压不足出现废气从连接处泄露的情况；或者由于头罩内负压太大导致患者可吸入空气较少，患者不舒适的情况；或者患者出现不舒适的情况，由于头罩的遮挡使得患者的语音无法透过头罩清晰地传出，使得患者与医护人员无法沟通的情况。特别对于病毒传染性较强的患者，在转移过程中的具体路径只有陪同的医护人员清楚，负责消毒的第三方是不清楚的。例如，在转移过程中，患者可能佩带头罩上卫生间、临时在附近多个地方走动和触碰，这些信息都无法及时发送给消毒的第三方。这就为第三方对转移患者的路径进行消毒形成了困难，容易遗漏被病毒感染的角落。

因此，需要一种能够具有多种功能的隔离装置，以解决上述缺陷。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

现有技术中的隔离头罩，仅能够实现将呼吸道隔离的基本功能。在患者转移过程中，头罩内可能由于负压不足出现废气从连接处泄露的情况；或者由于头罩内负压太大导致患者可吸入空气较少，患者不舒适的情况；或者患者出现不舒适的情况，由于头罩的遮挡使得患者的语音无法透过头罩清晰地传出，使得患者与医护人员无法沟通的情况。特别对于病毒传染性较强的患者，在转移过程中的具体路径只有陪同的医护人员清楚，负责消毒的第三方是不清楚的。例如，在转移过程中，患者可能佩带头罩上卫生间、临时在附近多个地方走动和触碰，这些信息都无法及时发送给消毒的第三方。这就为第三方对转移患者的路径进行消毒形成了困难，容易遗漏被病毒感染的角落。

针对现有技术之不足，本发明提供了一种隔离装置，通过将隔离装置与处理器或医疗系统建立连接，使得隔离装置能够采集患者转移的路径轨迹并且传送至医院管理系统，使得消毒第三方能够对患有传染病的患者的路径进行消毒。本发明还通过设置多个方位的扬声器来使得患者能够与医护人员进行清晰地进行语言沟通。本发明还通过对隔离装置的消毒信息进行电子记录，使得消毒第三方能够根据传染病的类别进行不同等级的消毒，避免使用分离装置的患者出现交叉感染。因此，本发明的隔离装置不仅能够使得医院对隔离装置的管理更方便，而且能够使得患者的使用体验更舒适，也能够避免患者由于某个部件突然故障导致的危险情况的出现。

基于现有技术的缺陷，本发明提供一种隔离装置，在头罩本体内至少包括中央处理器、负压组件和无线连接模块，还包括环境监测模块和生理监测模块，所述中央处理器通过无线连接模块与所述第一处理器建立连接并发送建立关联的用户识别码与隔离识别码，所述第一处理器基于由所述中央处理器获取的当前的用户信息和/或由生理监测模块采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线，所述第一处理器对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于所述预测结果向所述中央处理器发送负压组件的气流量参数，所述中央处理器响应于所述气流量参数调节所述负压组件，通过所述环境监测模块监测头罩本体内的负压变化并反馈至所述第一处理器。

本发明通过对生理信息的监测来形成匹配的气流量参数，使得隔离装置内的负压环境与用户的呼吸频率相匹配，避免隔离装置内的负压太大或者太小导致的气体外溢的现象。本发明通过环境监测模块获取装置的负压数值、温度差和湿度差，从而能够根据温度差调节隔离装置内通风的流速和温度，避免隔离装置内呼吸出的水分的凝结，也避免了温度湿度不恰当时的不舒适体验。

优选地，所述负压组件包括第一通风组件和第二通风组件，所述中央处理器基于所述环境监测模块采集的内外温差值调节第一通风组件的进风方向、流速和/或进风温度以及第二通风组件的吸气方向以使气流以覆盖所述头罩本体内表面的方式流动。本发明的第一通风组件为进风组件，第二通风组件为出风组件。通过调节进风方向、流速和/或进风温度，使得进风能够向隔离装置的内表面有目标地流动，驱散隔离装置的内表面的水雾，避免隔离内表面由于内外温差大凝结水雾，影响用户的视野以及避免皮肤由于水分子凝结导致的皮肤炎症。

优选地，所述中央处理器基于所述环境监测模块采集的内外温差值选择并启动彼此位置、角度存在差异的第一通风组件的至少两个通风孔从而使得进入头罩本体内的空气流组合形成气流强度不同的气流。通过调节第一通风组件的角度变化来调节气流的角度和强度，即使在隔离装置内已经存在水雾的情况下，通风组件也能够针对水雾的位置将水雾吹干，避免水雾长期存在导致的皮肤肿胀和皮肤炎症的发生。

优选地，响应于所述第一处理器的除雾请求，所述中央处理器基于指示的除雾区域更新所述第一通风组件的若干通风孔的气流参数使得气流向所述除雾区域集中流动以降低水分子的凝结速率。本发明的除雾功能，能够在不影响隔离装置内的负压情况下调节气流方向来实现水雾的预防以及消除。由于用户的头部存在差异性，眼部以及嘴部的位置不完全相同，这就使得隔离头罩容易凝结水雾的位置存在差别。因此，本发明通过调节进风组件的方向来有针对性地对除雾区域进行除雾，使得隔离装置内的水雾能够及时除去。特别在寒冷的户外环境下，如果隔离装置内的水分较多，在内外温差较大的情况下，隔离装置内会迅速凝结水雾或者冰花。此时通过有温度的、干燥的进风气流在吹向容易起雾的位置，提高隔离装置的温度，避免隔离装置内起雾，即提高了隔离装置的舒适度，又避免了水雾的凝结，也预防了皮肤炎症的出现。

优选地，所述第一处理器包括一级状态指示模块、二级状态指示模块和三级状态指示模块，

所述一级状态指示模块基于预存储的一级启动条件来指示能够采集二级或三级状态指示模块所需数据的第一级别配件的开启时机；

所述二级状态指示模块基于预存储的二级启动条件来处理由第一级别配件采集的数据以指示第二级别配件的开启时机；

所述三级状态指示模块基于预存储的三级启动条件来处理由第一至第二级别配件所采集的数据以指示第三级别配件的开启时机；

所述一级状态指示模块、二级状态指示模块和三级状态指示模块对隔离装置的配件的控制在满足气流流动的同时能够实现设备能耗的最小化。

现有的隔离装置，尤其是隔离头罩，通常会同时启动多个传感器和通风组件，而此时用户尚未佩带隔离装置，耗电量大且没有增加明显效益。因此，本发明采用分级判定的启动方法，特别在启动隔离装置的电源时，借助由用户或者医护人员操作的第一处理器，基于一级启动条件仅启动少部分器件，消耗较低的能耗就能够实现初步数据的采集及处理。以此大幅度降低无效益的耗电，并且初步数据的处理过程在其他处理器上进行，保证了超低功耗。现有的隔离装置，在打开电源的同时，通风组件或是多项监测器件同时一并启动，而此时用户可能仅将隔离装置套在头部，并没有完成佩带组装的全部程序，隔离装置还没有处于密闭状态，无法实现负压。现有隔离装置将导致通风组件和多项监测器件的持续运作时间延长，隔离装置的可持续运行时间短。对此，本发明的隔离装置，采用分级判定启动原则，尤其是指在用户完全佩戴上隔离装置前，利用由用户操作的第一处理器以及预设的二级启动条件，逐级启动不同器件，在保证用户使用舒适度的基础上，可最小化设备能耗。

现有技术的隔离装置，用户在隔离装置内说话，位于隔离装置外的人或者医护人员难以听清用户的声音，使得位于隔离装置内的人的声音的传播效力减弱。现有技术中部分隔离头罩即使设置了麦克风配件，由于麦克风的位置单一，随着用户与其他人员之间的相对位置变化，声波方向难以对准对话者，通话效果同样减弱。

针对该缺陷，本发明的所述头罩本体还包括至少一个通话组件，所述通话组件包括位置不同且声波传播方向不同的若干声音传输配件，所述中央处理器基于外界声音的接收方向选择与所述接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输，同时所述中央处理器按照以输出功率波动式降低的方式调节所述第一通风组件和/或第二通风组件中的至少一个的输出功率，使得所述第一通风组件和/或第二通风组件以配合所述声音传输配件的声音传播的模式运行。

通过实现不同位置的麦克风组件的选择以及通风组件的配合运行，降低了通风组件的噪音干扰。具体地，利用预储的对应关系，可以使得开启声音传输配件后，经由声音传输配件所传出的用户声音，可以被对话者听清，而减少要求用户再次重复或过大音量说话的情况。并通过指示通风组价的输出功率波动式降低的方式，可避免通风组件的通风对用户声音掺杂而导致声音衰减的问题。

现有技术中，隔离装置大概率用于患有传染病的患者的转移。在患者转移的过程中，患者的手部也可能存在病菌，因此患者触碰过或者途径的地区都应当消毒。但是，一般情况下，由于患者转移的路径只有大概路径，没有详细的轨迹，使得消毒第三方只能根据接收到的大概路径进行消毒。对于转移过程中临时增加的路径，消毒第三方有可能遗漏。

针对该缺陷，本发明的头罩本体内还包括至少一个定位模块，所述中央处理器将由所述定位模块采集的隔离装置的移动轨迹反馈至所述第一处理器，所述第一处理器基于所述移动轨迹判断当前可消毒区域并结合用户的当前病例信息确定消毒等级，向至少一个消毒管理终端发送与消毒等级对应的消毒指示信息。

通过定位模块采集用户的转移轨迹，消毒第三方能够基于清晰的移动轨迹来进行移动路径的消毒，从而不会遗漏需要消毒的区域。不仅如此，当隔离装置应用于未感染的医护人员以实现隔离作用。当医护人员有健康人员转变为患者时，第一处理器能够快速提取感染的医护人员的行动路径路径，减少了流调的时间。

优选地，响应于消毒识别模块采集的头罩本体的隔离识别码，所述第一处理器基于与所述隔离识别码关联的用户的病例信息确定隔离装置的消毒等级，所述第一处理器响应于所述消毒识别模块发送的消毒程序结束信息，解除用户识别码与隔离识别码的关联关系。对于传染病患者，由于传染病的病毒类型不同，需要进行消毒的等级存在差别。因此，将病例信息与消毒等级建立联系，使得使用过的隔离装置被进行对应等级的消毒，避免隔离装置消毒不彻底，从而避免了病毒的交叉传染。

本发明还提供一种隔离装置的管理系统，头罩本体内设置有中央处理器、负压组件和至少一个通话组件，述负压组件包括用于进风的第一通风组件和用于排风的第二通风组件，所述通话组件包括位置不同且声波传播方向不同的若干声音传输配件，所述中央处理器基于外界声音的接收方向选择与所述接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输，同时所述中央处理器按照以输出功率波动式降低的方式调节所述第一通风组件和/或第二通风组件中的至少一个的输出功率，使得所述第一通风组件和/或第二通风组件以配合所述声音传输配件的声音传播的模式运行。

优选地，还包括与所述中央处理器建立无线连接的第一处理器，所述第一处理器基于由所述中央处理器获取的当前的用户信息和/或由生理监测模块采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线，所述第一处理器对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于所述预测结果向所述中央处理器发送负压组件的气流量参数，所述中央处理器响应于所述气流量参数调节所述负压组件，通过所述环境监测模块监测头罩本体内的负压变化并反馈至所述第一处理器。

本发明的隔离装置的管理系统，能够通过语音传输时配合降低通风组件的输出功率，使得声音能够被清晰传输。不仅如此，本发明的管理系统根据心率变化曲线调节气流量参数，使得隔离装置内的气流在维持负压环境的同时能够适应患者的心率变换，提高用户呼吸的舒适度。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的隔离装置的简化模块连接关系示意图。

附图标记列表

10：头罩本体；11：中央处理器；12：负压组件；13：环境监测模块；14：生理监测模块；15：无线模块；20：第一处理器；30：第二处理器；40：定位模块；50：消毒识别模块；60：对象识别模块；70：通话组件。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

针对现有技术的不足，本发明提供一种隔离装置，也提供一种隔离装置的控制系统及方法，还能够提供一种在医疗管理技术领域的隔离装置的管理系统及方法。

如图1所示，本发明中的隔离装置至少包括头罩本体10、第一处理器20。第一处理器20可以是智能手机等此类用户可携带的智能移动终端，也可以是医院的综合医疗系统的管理终端。本发明还可以包括第二处理器30。第二处理器可以是手术室门禁。第一处理器20可分别与头罩本体10、第二处理器30互相无线连接。

本发明中的隔离装置，其使用对象可以是患有传染性疾病的患者、需要与患者隔离的医护人员、司机、家属等任何需要进行呼吸隔离的人员。在某些特定的情况下，本发明的隔离装置也可以用于动物的呼吸道隔离或者全部身体的隔离。

本发明的头罩本体10至少包括中央处理器11、无线连接模块15、对象识别模块12、环境监测模块13和生理监测模块14。

头罩本体10的表面设置有至少一个隔离识别码。该隔离识别码可以是一维码、二维码或是电子标签等中的一个或几个。该隔离识别码中包含的标签信息可以是与一个隔离装置相绑定。优选地，手术室门禁可以包括至少一个图像采集器。在用户面对该图像采集器时，获取可识别标签图像数据。手术室门禁可通过对可识别标签图像数据进一步处理得出用户信息和隔离装置的标签信息。

中央处理器为专用集成芯片、处理器或者单片机中的一种。中央处理器通过无线连接模块与第一处理器建立连接。

对象识别模块用于识别使用对象，即识别用户。对象识别模块包括条码识别器、二维码识别器、面部识别模块、指纹识别模块等等能够识别用户身份的组件或者模块。例如，条码识别模块能够通过扫描获取患者手环的条形码作为用户识别码。中央处理器将对象识别模块采集的用户识别码和预存储的代表隔离装置的隔离识别码建立关联。中央处理器将已经绑定的用户识别码和隔离识别码发送至第一处理器。

响应于接收到的用户识别码和隔离识别码，第一处理器能够调取用户的当前病例信息以及历史病例信息。

环境监测模块13包括第一环境传感器和第二环境传感器。第一环境传感器用于采集头罩本体外的第一环境参数。第一环境参数至少包括第一温度、第一湿度、第一气压等环境参数。第二环境传感器用于采集头罩本体内的第二环境参数。第二环境参数至少包括第二温度、第二湿度、第二气压等环境参数。由第一环境传感器和第二环境传感器采集的环境参数，中央处理器能够计算隔离装置内外的负压、温差和湿度差。

生理监测模块14包括能够与用户的皮肤接触的温度传感器、心率传感器、血糖传感器中的一个或几个。其中血糖传感器可以是贴在皮肤上，利用皮肤上少量汗液中的葡萄糖水平，来准确检测用户血糖的柔性生物传感器。在用户佩戴好隔离装置后，生理监测模块稳定置于耳朵，且紧贴在耳后附近的皮肤上。利用若干生物传感器可获取到用户的实时生理数据例如体温、心率、血糖中的一个或几个。优选地，生理监测模块14可以是呈与用户耳部或者颈部相适配的弧形器件。

生理检测模块14将采集的生理数据通过无线连接模块15发送至第一处理器20。

本发明中，第一处理器20基于由中央处理器11获取的当前的用户识别码和/或由生理监测模块14采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线。

本发明中的心率变化曲线生成方式包括：通过对获取到的心电信号进行傅立叶变换映射，形成按时间频点关系分布的光谱强度图，把光谱强度图中用户心率频率峰值区域在时间上的连线作为心率变化曲线。

本发明结合用户的历史病例数据能够修正用户的心率变化曲线。例如，用户的肺部出现感染，容易出现呼吸困难。第一处理器发出缺氧预警，同时按照能够增加适度气流量的方式来更新心率变化曲线，使得隔离装置内的空气更加充足。

第一处理器20对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于预测结果向中央处理器11发送负压组件12的气流量参数。

中央处理器11响应于气流量参数调节负压组件12，通过环境监测模块14监测头罩本体10内的负压变化并反馈至第一处理器20。

优选地，负压组件包括第一通风组件和第二通风组件。第一通风组件用于以过滤的方式输入空气和/或输入氧气。第一通风组件包括气流量可调的气阀和若干个通风孔。通风孔的通风角度、流速可以基于中央处理器的指令调节。第一通风组件还包括加热组件，能够对流经加热组件的空气进行适度加热。

第二通风组件用于以过滤的方式排出气体。第二通风组件包括气流量可调的气阀和若干个排风孔。排风孔的通风角度、流速可以基于中央处理器的指令调节。

第一通风组件和第二通风组件均可以设置医疗级别的过滤层，例如达到N95医用过滤标准的过滤层，以便实现隔离罩内病毒的隔离。优选地，第一通风组件的气流量小于第二通风组件的气流量时，隔离罩内处于负压状态。第一通风组件的气流量大于第二通风组件的气流量时，隔离罩内处于正压状态。中央处理器通过对第一通风组件和第二通风组件的气流量的分别调节，能够实现负压状态的不同负压值。当隔离装置始终以负压状态工作时，第一通风组件的过滤层的过滤强度可以低于N95医用过滤标准。

因此，中央处理器11基于环境监测模块14采集的内外温差值调节第一通风组件的进风方向、流速和/或进风温度以及第二通风组件的吸气方向以使气流以覆盖头罩本体10内表面的方式流动。

例如，第一通风组件的通风孔朝向隔离装置的与面部对应的罩体，使得气体从头顶的周边向罩体内表面，第二通风组件的排风孔在下颚附近分布，使得气体从罩体的头部向下颚方向流动，并且气流是贴附罩体的内表面流动，能够维持罩体表面的干燥。

基于心率变化曲线的特征，第一处理器向中央处理器发送气流量参数。例如，第一心率平均值对应第一气流量参数；第二心率平均值对应第二气流量参数。心率平均值与气流量的关联关系是预设的。第一处理器在接收到心率变化曲线时，通过计算限定时间内的心率平均值来确定气流量参数。

优选地，中央处理器11基于环境监测模块14采集的内外温差值选择并启动彼此位置、角度存在差异的第一通风组件的至少两个通风孔从而使得进入头罩本体内的空气流组合形成气流强度不同的气流。

例如，在隔离装置外部的温度较低的情况下，隔离装置内外的温差较大。此时，用户呼出的气体含有大量水分，在罩体的内表面容易凝结水珠或者直接凝结为冰花。同时，大量的低温空气进入隔离装置内，也容易导致用户不舒适或者被冻伤。此时，中央处理器能够响应于第二处理器的指令，增加第一通风组件中的面部两侧若干通风孔朝向用户的鼻部下游吹动空气，以使得鼻部呼出的湿度较高的气体被空气打散，稀释空气中的水分含量。如此，隔离装置内的被稀释水分的气体从排风孔排出，降低了水分在罩体内表面凝结的概率，维持了隔离装置的罩体内表面的干燥和透明，使得用户能够具有清晰的视野。

不仅如此，中央处理器响应于第二处理器的指令增加输入空气的温度，例如增加1～2℃，降低用户的不舒适感，也避免用户冻伤。

优选地，响应于第一处理器20的除雾请求，中央处理器11基于指示的除雾区域更新第一通风组件的若干通风孔的气流参数使得气流向除雾区域集中流动以降低水分子的凝结速率。

在气温较低的情况下，水雾容易凝结在眼部附近、或者口鼻部附近的罩体上。优选地，在隔离装置的罩体内已经存在水雾的情况下，用户能够通过第二处理器指示除雾区域。除雾区域包括左眼部区域、右眼部区域、口鼻部区域。当用户通过第二处理器输入除雾区域后，第二处理器将通风孔的编号、每一个通风孔的气流角度、气流量发送至中央处理器。中央处理器响应于接收的通风孔的编号、每一个通风孔的气流角度、各个通风孔的气流量、增加温度等信息来控制若干通风孔，使得部分气体流量转移方向并向除雾区域集中以将水雾或者冰雾吹干，实现除雾效果。如此设置，能够除去临时出现的水雾或者冰雾。优选地，在除雾过程中，中央处理器能够响应于第二处理器的排风孔参数来调节若干排风孔的气流角度和气流量，使得进风和排风在维持负压环境的同时，能够预防后续的水雾或者冰雾的再次发生。

优选地，第一处理器20包括一级状态指示模块、二级状态指示模块和三级状态指示模块。一级状态指示模块基于预存储的一级启动条件来指示能够采集二级或三级状态指示模块所需数据的第一级别配件的开启时机。

优选地，中央处理器也存储有一级状态指示信息。在隔离装置启动时，中央处理器按照一级启动条件启动通风孔、排风孔来使得隔离装置进入运行状态。当隔离装置的头罩本体佩带完成，使得隔离装置内的气体呈负压状态。此时，中央处理器进行最基本的负压状态的运行，控制通风孔朝向隔离装置的面部的内表面通风，使得气体在罩体的内表面流动，控制排风孔按照预设的排风参数进行排风以未出隔离装置内的负压环境。

第一处理器中的二级状态指示模块基于预存储的二级启动条件来处理由第一级别配件采集的数据以指示第二级别配件的开启时机。

在中央处理器与第一处理器建立连接后，响应于第二处理器的二级状态指示模块的指令，按照二级启动条件启动环境监测模块和生理监测模块，采集环境参数和心电信号并生成心率变化曲线。

优选地，二级启动条件还包括：在通风组件尚未开启的期间，由第一环境传感器仅采集隔离装置内的环境参数，由第二环境传感器仅采集隔离装置外的环境。将罩体内外环境数据相比对，以此指示通风组件开启的时机。在两者之间的差距超出预设的罩内外环境差阈值时，即，用户已将隔离装置佩戴在头部，并且头罩本体进入密封状态，即可指示通风组件立即开启。在两者之间的差距未达到预设的罩内外环境差阈值时，即，用户尚未佩戴完成隔离装置，即保持通风组件的关闭状态。该差距可以指数值差距、数值差距变化幅度、成分组成差距或是成分组成差距变化幅度中的一个或几个的组合。例如，差距可以是指罩内外环境数据中的气体组成比例之间的差距。戴上隔离装置前，罩内外处于同一环境下，该差距较小。戴上隔离装置后，用户呼吸，使得罩内气体组成急剧变化，该差距/差距变化幅度陡然增大，其超出预设的罩内外环境差阈值。

第一处理器中的三级状态指示模块基于预存储的三级启动条件来处理由第一至第二级别配件所采集的数据以指示第三级别配件的开启时机。一级状态指示模块、二级状态指示模块和三级状态指示模块对隔离装置的配件的控制在满足气流流动的同时能够实现设备能耗的最小化。

三级启动条件包括：在通风组件已开启后，第一处理器可将其处理后得到的罩外环境数据传输至中央处理器，结合预储的数据库进行分析，以此指示至少一个通话组件开启的时机。此处由中央处理器得到的罩外环境数据可以主要是指头罩本体外人员的相对方位信息。

第一处理器的数据库中预储有头罩本体外人员的相对方位信息与通话组件的启动方式的对应关系。在通风组件开启后，隔离装置能够通过中央处理器确定罩外人员的相对方位，结合数据库，获得与之对应的通话组件的启动方式，以此来选择性启动通话组件。

优选地，头罩本体10还包括至少一个通话组件70。通话组件70包括位置不同且声波传播方向不同的若干声音传输配件。例如，头罩本体上设置有二个至四个麦克风配件，可以选择所有麦克风配件同时开启，也可以选择部分麦克风配件开启。利用预储的对应关系，可以使得开启麦克风配件后，用户通过麦克风配件传出的声音能够被对话者听清，减少要求用户再次重复或过大音量说话的频率。

中央处理器基于外界声音的接收方向选择与接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输，同时中央处理器按照以输出功率波动式降低的方式调节第一通风组件和/或第二通风组件中的至少一个的输出功率，使得第一通风组件和/或第二通风组件以配合声音传输配件的声音传播的模式运行。

优选地，第一处理器通过音频处理持续地对至少一个罩外人员的相对方位信息进行检测，并将更新后的罩外人员的相对方位信息传输至中央处理器。中央处理器根据罩外人员的相对方位信息的变化来选择和更改声音传输组件，选择选择与接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输。如此设置，减少了声音的传输路径，并且更正了声音的传输方向，使得声音传输更清晰。

优选地，声音传输组件包括麦克风和扬声器。扬声器装置的出声端端部分别设置有可调接方向的百叶。在佩戴隔离装置后，可调方向的百叶的长度延伸方向可接近为竖向。通过指示可调百叶转动，改变从该扬声器装置发出的声波的传播方向。相邻两个扬声器装置所发出的声波在对话者所在位置处达到干涉增强，起到调节声音传播方向的效果。

第一通风组件和/或第二通风组件以配合声音传输配件的声音传播的模式是指：指示通风组件的输出功率波动式降低的方式，指示各麦克风配件的启闭以及各麦克风配件所对应的声波传播方向的调节，使得用户的声音是以定向发声的方式传播至隔离装置外。

“指示通风组件的输出功率波动式降低”可以指的是：通风组件的输出功率逐渐降低，以避免通风组件的通风对用户声音掺杂而导致声音衰减的问题；在麦克风配件未采集到用户声音时，指示通风组件的输出功率逐渐恢复。

三级启动条件还可以包括：接收到第二处理器发送的进入手术室的信息后，第一处理器的三级状态指示模式对由至少一个生理监测模块所采集到的生理数据和/或面部数据进行处理，以确定关于用户当前状态的当前风险等级。此处，面部数据为由头罩本体内的图像采集装置采集的用户的微表情。

在采集到表示不舒适或痛苦的微表情时，例如：嘴部紧闭且紧闭时长超出第一预设时长、牙齿紧咬且紧咬时长超出第二预设时长，表示用户处于痛苦状态。此时用户感觉不适或痛苦，该情况下用户心率等生理数据可能未发生异常变化，无法从生理数据所监测到。本发明所提及的微表情也可以包括闭眼且闭眼时长超出第三预设时长和/或眨眼放缓且眨眼频率超出预设频率。眼部特征可用以指示用户未察觉的短暂失去意识的情况。

当第二处理器分析用户进行异常状态时，第二处理器能够通过中央处理器发出危险预警，以便于医护人员进行异常状态核对。

优选地，头罩本体10内还包括至少一个定位模块40。中央处理器11将由定位模块40采集的隔离装置的移动轨迹反馈至第一处理器20。定位模块优选为室内定位模块，特别是能够基于WiFi等无线信号定位，定位轨迹较准确。定位模块还可以是室外定位模块，例如GPS或者北斗微型定位系统。基于医院的医疗要求以及管控范围，优选为室内定位模块。

第一处理器20基于移动轨迹判断当前可消毒区域并结合用户的当前病例信息确定消毒等级，向至少一个消毒管理终端发送与消毒等级对应的消毒指示信息。

佩带隔离装置的可以是患者，也可以是医护人员或者患者家属等健康人员。当佩带隔离装置者为健康人员时，其移动轨迹的消毒级别较低。当佩带隔离装置者是患者传染病患者时，其移动轨迹的消毒级别要升级，并且根据患者的传染病种类执行对应的消毒等级。如此设置，提高消毒第三方的消毒效率，也避免由于信息不对称出现的过度消毒现象。

消毒操作室设置有与第二处理器连接的消毒识别模块50。当隔离装置使用完毕，被转移至消毒操作室时，消毒人员将隔离装置的隔离识别码移动至消毒识别模块进行采集。消毒识别模块可以是识别一维码、二维码或是电子标签等中的一个或几个的图像采集装置。

优选地，响应于消毒识别模块50采集的头罩本体10的隔离识别码，第一处理器20基于与隔离识别码关联的用户的病例信息确定隔离装置的消毒等级。当佩带隔离装置者为健康人员时，其移动轨迹的消毒级别较低。当佩带隔离装置者是患者传染病患者时，其移动轨迹的消毒级别要升级，并且根据患者的传染病种类执行对应的消毒等级。如此设置，避免消毒等级不足造成的消毒不彻底的现象，也避免由于信息不对称出现的过度消毒现象。

当消毒完成时，消毒人员再次将隔离装置的隔离识别码移动至消毒识别模块进行采集。第二处理器根据两次采集的隔离识别码的间隔时长达到消毒时长阈值时，确认隔离装置消毒完成。第一处理器20响应于消毒识别模块50发送的消毒程序结束信息，解除用户识别码与隔离识别码的关联关系。

例如，紫外杀菌适用于普通传染病；熏蒸杀菌、浸泡杀菌适用于传染性较强的新冠病毒的消杀处理。

优选地，本发明的头罩本体内的中央处理器、环境监测模块和生理监测模块可以设置为防水组装模式，从而有利于隔离装置适用于多种消杀方式。优选地，生理监测模块的与皮肤接触的表面能够设置不影响生理信号采集的一次性贴膜，以减少病毒的留存和交叉感染。

本发明还提供一种隔离装置的管理系统，头罩本体1O内设置有中央处理器11、负压组件12和至少一个通话组件70，述负压组件包括用于进风的第一通风组件和用于排风的第二通风组件，通话组件70包括位置不同且声波传播方向不同的若干声音传输配件，中央处理器基于外界声音的接收方向选择与接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输，同时中央处理器按照以输出功率波动式降低的方式调节第一通风组件和/或第二通风组件中的至少一个的输出功率，使得第一通风组件和/或第二通风组件以配合声音传输配件的声音传播的模式运行。

优选地，还包括与中央处理器11建立无线连接的第一处理器20，第一处理器20基于由中央处理器11获取的当前的用户信息和/或由生理监测模块14采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线，第一处理器20对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于预测结果向中央处理器11发送负压组件12的气流量参数，中央处理器11响应于气流量参数调节负压组件12，通过环境监测模块14监测头罩本体10内的负压变化并反馈至第一处理器20。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种隔离装置，头罩本体(1O)内至少包括中央处理器(11)、负压组件(12)和无线连接模块(15)，其特征在于，还包括环境监测模块(13)和生理监测模块(14)，

所述中央处理器(11)通过无线连接模块(15)与所述第一处理器(20)建立连接并发送建立关联的用户识别码与隔离识别码，

所述第一处理器(20)基于由所述中央处理器(11)获取的当前的用户信息和/或由生理监测模块(14)采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线，所述第一处理器(20)对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于所述预测结果向所述中央处理器(11)发送负压组件(12)的气流量参数，

所述中央处理器(11)响应于所述气流量参数调节所述负压组件(12)，通过所述环境监测模块(14)监测头罩本体(10)内的负压变化并反馈至所述第一处理器(20)。

2.根据权利要求1所述的隔离装置，其特征在于，所述负压组件包括第一通风组件和第二通风组件，

所述中央处理器(11)基于所述环境监测模块(14)采集的内外温差值调节第一通风组件的进风方向、流速和/或进风温度以及第二通风组件的吸气方向以使气流以覆盖所述头罩本体(1O)内表面的方式流动。

3.根据权利要求1或2所述的隔离装置，其特征在于，所述中央处理器(11)基于所述环境监测模块(14)采集的内外温差值选择并启动彼此位置、角度存在差异的第一通风组件的至少两个通风孔从而使得进入头罩本体内的空气流组合形成气流强度不同的气流。

4.根据权利要求1～3任一项所述的隔离装置，其特征在于，响应于所述第一处理器(20)的除雾请求，所述中央处理器(11)基于指示的除雾区域更新所述第一通风组件的若干通风孔的气流参数使得气流向所述除雾区域集中流动以降低水分子的凝结速率。

5.根据权利要求1～4任一项所述的隔离装置，其特征在于，所述第一处理器(20)包括一级状态指示模块、二级状态指示模块和三级状态指示模块，

所述一级状态指示模块基于预存储的一级启动条件来指示能够采集二级或三级状态指示模块所需数据的第一级别配件的开启时机；

所述二级状态指示模块基于预存储的二级启动条件来处理由第一级别配件采集的数据以指示第二级别配件的开启时机；

所述三级状态指示模块基于预存储的三级启动条件来处理由第一至第二级别配件所采集的数据以指示第三级别配件的开启时机；

所述一级状态指示模块、二级状态指示模块和三级状态指示模块对隔离装置的配件的控制在满足气流流动的同时能够实现设备能耗的最小化。

6.根据权利要求1～5任一项所述的隔离装置，其特征在于，所述头罩本体(10)还包括至少一个通话组件(70)，

所述通话组件(70)包括位置不同且声波传播方向不同的若干声音传输配件，

所述中央处理器基于外界声音的接收方向选择与所述接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输，同时

所述中央处理器按照以输出功率波动式降低的方式调节所述第一通风组件和/或第二通风组件中的至少一个的输出功率，使得所述第一通风组件和/或第二通风组件以配合所述声音传输配件的声音传播的模式运行。

7.根据权利要求1～6任一项所述的隔离装置，其特征在于，所述头罩本体(10)内还包括至少一个定位模块(40)，

所述中央处理器(11)将由所述定位模块(40)采集的隔离装置的移动轨迹反馈至所述第一处理器(20)，

所述第一处理器(20)基于所述移动轨迹判断当前可消毒区域并结合用户的当前病例信息确定消毒等级，向至少一个消毒管理终端发送与消毒等级对应的消毒指示信息。

8.根据权利要求1～7任一项所述的隔离装置，其特征在于，响应于消毒识别模块(50)采集的头罩本体(10)的隔离识别码，

所述第一处理器(20)基于与所述隔离识别码关联的用户的病例信息确定隔离装置的消毒等级，

所述第一处理器(20)响应于所述消毒识别模块(50)发送的消毒程序结束信息，解除用户识别码与隔离识别码的关联关系。

9.一种隔离装置的管理系统，其特征在于，头罩本体(1O)内设置有中央处理器(11)、负压组件(12)和至少一个通话组件(70)，述负压组件包括用于进风的第一通风组件和用于排风的第二通风组件，

所述通话组件(70)包括位置不同且声波传播方向不同的若干声音传输配件，

所述中央处理器基于外界声音的接收方向选择与所述接收方向较近的至少一个声音传输配件执行声音的定向传输，同时

所述中央处理器按照以输出功率波动式降低的方式调节所述第一通风组件和/或第二通风组件中的至少一个的输出功率，使得所述第一通风组件和/或第二通风组件以配合所述声音传输配件的声音传播的模式运行。

10.根据权利要求9所述的隔离装置的管理系统，其特征在于，还包括与所述中央处理器(11)建立无线连接的第一处理器(20)，

所述第一处理器(20)基于由所述中央处理器(11)获取的当前的用户信息和/或由生理监测模块(14)采集的心电信号，并结合用户的历史病例数据生成至少一个与当前用户的身体状态具有关联关系的心率变化曲线，所述第一处理器(20)对当前的心率数据的变化趋势进行预测并基于所述预测结果向所述中央处理器(11)发送负压组件(12)的气流量参数，

所述中央处理器(11)响应于所述气流量参数调节所述负压组件(12)，通过所述环境监测模块(14)监测头罩本体(1O)内的负压变化并反馈至所述第一处理器(20)。

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