CN114883014A - 一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床 - Google Patents

一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床，主要包括以下模块：主摄像头，所述主摄像头用于采集患者面部特征信息、面部动态变化信息；肢体摄像头，所述肢体摄像头用于采集患者的肢体动作；分布式服务器，所述分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果；警告装置，所述警告装置用于根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息。本发明所公开的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床，可有效向医生提示患者目前的情绪状态，便于医生和患者进行协同配合。

Description

一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床
技术领域
本发明涉及生物识别领域，尤其是一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床。
背景技术
在口腔治疗过程中,由于麻药作用或是伤口疼痛等原因，患者难以通过语言表达自己的情绪意见。因此在医生操作引起患者疼痛时，患者通常只能呜咽或是用肢体表达意见，但由于治疗床的限制，其表达效果并不好。而医生要专注于治疗过程，难以分出精力关注患者的面部表情或是肢体动作；故医生在治疗过程中往往只能根据自己的经验猜测患者的情绪，导致患者和医生难以配合，影响口腔治疗的效果。由于患者和医生的配合度差，导致患者对医生产生恐惧心理，进一步还可能导致患者产生牙科恐惧症。
因此口腔治疗过程中需要对患者情绪进行反馈的辅助装置。现有技术中存在一些在患者肢体上粘贴电极，采集患者的神经电信号进行情绪反馈的装置，但患者通常较为抵触这类装置，导致其难以在口腔治疗中有效应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床。
本发明的第一方面提供了一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，包括以下模块：
主摄像头，所述主摄像头用于采集患者面部特征信息、面部动态变化信息和手术器材信息；所述患者面部动态变化信息包括眼部变化信息、眼角变化信息、嘴部轮廓变化信息和脸部肌肉变化信息；
肢体摄像头，所述肢体摄像头用于采集患者的肢体动作；所述患者的肢体动作包括患者的手部动作；
分布式服务器，所述分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果；
警告装置，所述警告装置用于根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息。
进一步地，所述分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，具体包括：
将患者在术前输入的生物识别特征信息输入特征模型，激活所述特征模型；
分布式服务器根据主摄像头实时传入的面部特征信息、面部动态变化信息和手术器材信息、以及肢体摄像头实时传入的肢体动作；提取出患者的生物识别特征值；
根据患者的生物识别特征值使用所述特征模型分析患者的实时情绪状态；
根据手术器材信息和患者面部特征信息识别出当前手术类型和手术步骤；
根据当前手术类型和手术步骤选择预设分类规则，按预设分类规则将患者的实时情绪状态分类，分类结果包括舒适、不适、极度不适；
保存患者的情绪分析过程；输出情绪分析结果。
进一步地，所述患者情绪反馈装置还包括主服务器；所述主服务器向分布式服务器传输患者身份信息和特征模型信息；所述主服务器用于根据历次情绪分析结果，控制分布式服务器的特征模型进行机器学习和优化；所述主服务器还用于按医生身份信息、当前手术类型和手术步骤分类统计患者情绪分析结果中的舒适次数、不适次数和极度不适次数。
进一步地，所述分布式服务器还用于：将患者的生物识别特征信息和特征模型分析过程存入以患者身份信息标识的数据集中，在不存在以该名患者身份信息标识的数据集时，创建以该名患者身份信息标识的数据集；
所述患者身份信息包括患者的健康码号、手机号、身份证号和门诊号。
进一步地，所述警告装置包括一个或多个提示灯和扬声器；
所述根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息，具体包括：
在所述情绪分析结果为舒适时，所述提示灯发出第一色调光线；
在所述情绪分析结果为不适时，所述提示灯发出第二色调光线；
在所述情绪分析结果为极度不适时，所述提示灯提高亮度发出第二色调光线并闪烁，所述扬声器播放警告音效；
所述警告装置经过预设时间后重置提示灯和扬声器的状态。
进一步地，所述分布式服务器对主摄像头和肢体摄像头的采集信息进行识别；当识别出所述采集信息中存在医生遮挡区域或仪器遮挡区域，排除所述采集信息。
进一步地，所述患者情绪反馈装置还包括术者摄像头，所述术者摄像头用于记录医生的操作信息。
进一步地，所述患者情绪反馈装置还包括机械臂，所述肢体摄像头安装在机械臂上，所述机械臂用于控制肢体摄像头进行空间位移以调整拍摄角度。
本发明还提供了一种基于生物识别的患者情绪反馈方法，包括以下步骤；
采集患者面部特征信息、面部动态变化信息；
采集患者的肢体动作；
根据采集的面部特征信息、面部动态变化信息和采集的肢体动作，分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果；
根据情绪分析结果发出提示信息。
本发明还提供了一种治疗床，所述治疗床搭载一种基于生物识别的患者情绪反馈装置。
本发明具有如下有益效果：本发明所公开的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置、方法和治疗床，可有效向医生提示患者目前的情绪状态，便于医生和患者进行协同配合。本发明无需患者额外穿戴检测设备，利用特征模型分析，在不影响患者就医体验的情况下实现患者的情绪识别，提高了用户体验。本发明适用于口腔科等患者固定体位、无需全麻的门诊治疗型手术治疗。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种基于生物识别的患者情绪反馈装置的示意图；
图2是本发明一种基于生物识别的患者情绪反馈方法的流程图。
附图标记：1—主摄像头、2—肢体摄像头、3—机械臂、4—警告装置、5—术者摄像头、6—分布式服务器、7—总服务器。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本实施例介绍了一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，如图1所示，本装置安装于治疗床上，主要包括以下模块：
主摄像头，主摄像头用于采集患者面部特征信息、面部动态变化信息。主摄像头安装于可持续拍摄到患者脸部的位置，本实施例中主摄像头安装于治疗床的无影灯头处。主摄像头与分布式服务器通过通信连接，将患者的面部特征信息、面部动态变化信息实时传输至分布式服务器中。特别地，主摄像头的数量为一个或多个。
本实施例中，患者面部动态变化信息包括眼部变化信息、眼角变化信息、嘴部轮廓变化信息和脸部肌肉变化信息；由于部分口腔治疗过程需要在面部盖着手术布，因此不方便采集患者的面部特征信息；这时候需要重点关注患者面部未被手术布覆盖的部位的动态变化信息；如面部肌肉变化信息、眼角变化信息等。
肢体摄像头，肢体摄像头用于采集患者的肢体动作；所述患者的肢体动作包括患者的手部动作。肢体摄像头安装于机械臂上，肢体摄像头与分布式服务器通过通信连接，将患者的肢体动作实时传输至分布式服务器中。特别地，肢体摄像头的数量为一个或多个。
本实施例中肢体摄像头重点关注患者的手部动作；同时对患者的下肢动作也保持一定的关注度。
在部分实施例中，患者在接受治疗时需要在面部或肢体上覆盖手术布；此时选用常规的手术布会导致主摄像头和肢体摄像头无法采集到所需要的信息。此时需要在术前针对情绪反馈装置进行适应性调整；如将患者手部放置于固定位置以便肢体摄像头采集；面部信息或者下肢信息则可考虑使用透光性较好的手术布；以便主摄像头和肢体摄像头可以穿透手术布采集面部特征信息、面部动态变化信息和肢体动作。
分布式服务器，分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果。
其中，分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，具体包括：
将患者在术前输入的生物识别特征信息输入特征模型，激活特征模型。患者的生物识别特征信息与身份信息在治疗过程前录入分布式服务器。患者的生物识别特征信息不仅可通过患者输入获取，还可通过主服务器调取该名患者的历史数据获取。
分布式服务器根据主摄像头实时传入的面部特征信息、面部动态变化信息和手术器材信息、以及肢体摄像头实时传入的肢体动作；提取出患者的生物识别特征值；
根据患者的生物识别特征值使用所述特征模型分析患者的实时情绪状态；
根据手术器材信息和患者面部特征信息识别出当前手术类型和手术步骤；
根据当前手术类型和手术步骤选择预设分类规则，按预设分类规则将患者的实时情绪状态分类，分类结果包括舒适、不适、极度不适；
保存患者的情绪分析过程；输出情绪分析结果。
本实施例中分布式服务器还用于：将患者的生物识别特征信息和特征模型分析过程存入以患者身份信息标识的数据集中，在不存在以该名患者身份信息标识的数据集时，创建相应的数据集；其中，患者身份信息包括患者的健康码号、手机号、身份证号和门诊号。
本实施例中分布式服务器根据预设排除规则排除主摄像头和肢体摄像头的采集信息；预设排除规则包括医生遮挡和仪器遮挡。
本实施例中分布式服务器放置于手术科室。分布式服务器的存储数据和患者数据集更新内容会在治疗过程结束后传输至主服务器，同时清除本地的数据。当医护人员操作时，分布式服务器按照预设分类规则和图像特征对操作进行分类，归类操作类型进行图像保存和分析，根据患者的脸部表情和预设的肢体动作表现、按照现有的特征模型分析当前患者的舒适度情况，如果出现预设的肢体表达的不适动作表现、或者现有模型分析得到的足够可信度的表现，则自动请求警告设备发出提示操作的医护人员马上留意状况，并根据肢体动作对当前脸部图像进行标记，用于后续的机器学习和优化。
警告装置，警告装置用于根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息。警告装置包括一个或多个提示灯和扬声器；
根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息，具体包括：
在情绪分析结果为舒适时，提示灯发出第一色调光线；
在情绪分析结果为不适时，提示灯发出第二色调光线；
在情绪分析结果为极度不适时，提示灯提高亮度发出第二色调光线并闪烁，扬声器播放警告音效；
警告装置经过预设时间后重置提示灯和扬声器的状态。
其中第一色调光线为不容易引起医生注意的色调光线；第二色调光线为容易引起医生注意的色调光线。
本实施例中警告装置的提示灯显示方式和扬声器播放音频支持个性化设定，在患者提出相应要求时可自选合适的提示方式进行提示。
本实施例中一种基于生物识别的患者情绪反馈装置还包括主服务器。主服务器与各手术科室的分布式服务器建立通信连接，所述主服务器向分布式服务器传输患者身份信息和特征模型信息；主服务器用于根据历次情绪分析结果，控制分布式服务器的特征模型进行机器学习和优化；主服务器还用于按医生身份信息、当前手术类型和手术步骤分类统计患者情绪分析结果中的舒适次数、不适次数和极度不适次数。本实施例中主服务器会将情绪识别结果与医生相关联，可用于后续对医生的评定评价。根据手术类型和手术步骤分类得到的患者情绪分析结果则用于优化对应的预设分类规则，避免因手术类型、步骤差异带来的情绪识别错误问题；相当一部分口腔治疗手术会涉及对患者真实面部表情的干扰，导致特征模型无法准确识别情绪；因此根据不同手术类型和不同手术步骤设定不同的分类规则尤为重要。
本实施例中一种基于生物识别的患者情绪反馈装置还包括术者摄像头，术者摄像头用于记录医生的操作信息。术者摄像头安装于可拍摄到医生的地方，本实施例中术者摄像头安装于灯臂上。术者摄像头可识别医生的工牌号，术者摄像头所记录的操作信息会实时传输至分布式服务器中。特别地，术者摄像头的数量为一个或多个。
本实施例中一种基于生物识别的患者情绪反馈装置还包括机械臂，机械臂安装于便于拍摄患者肢体的地方，以便安装在机械臂上的肢体摄像头进行拍摄，机械臂用于控制肢体摄像头进行空间位移以调整拍摄角度。本实施例中机械臂安装于治疗床的灯臂上，机械臂的运动轨迹支持预先设定与后台操控设定。医护人员可通过连接主服务器控制机械臂的运动。
本实施例一种基于生物识别的患者情绪反馈装置的步骤流程图可参考图2。
本发明还提供了一种基于生物识别的患者情绪反馈方法，包括以下步骤；
采集患者面部特征信息、面部动态变化信息；
采集患者的肢体动作；
根据采集的面部特征信息、面部动态变化信息和采集的肢体动作，分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果；
根据情绪分析结果发出提示信息。
本发明还提供了一种治疗床，治疗床搭载一种基于生物识别的患者情绪反馈装置。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，包括以下模块：
主摄像头，所述主摄像头用于采集患者面部特征信息、面部动态变化信息和手术器材信息；所述患者面部动态变化信息包括眼部变化信息、眼角变化信息、嘴部轮廓变化信息和脸部肌肉变化信息；
肢体摄像头，所述肢体摄像头用于采集患者的肢体动作；所述患者的肢体动作包括患者的手部动作；
分布式服务器，所述分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果；
警告装置，所述警告装置用于根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述分布式服务器用于根据主摄像头采集的面部特征信息、面部动态变化信息和肢体摄像头采集的肢体动作分析患者的实时情绪，具体包括：
将患者在术前输入的生物识别特征信息输入特征模型，激活所述特征模型；
分布式服务器根据主摄像头实时传入的面部特征信息、面部动态变化信息和手术器材信息、以及肢体摄像头实时传入的肢体动作；提取出患者的生物识别特征值；
根据患者的生物识别特征值使用所述特征模型分析患者的实时情绪状态；
根据手术器材信息和患者面部特征信息识别出当前手术类型和手术步骤；
根据当前手术类型和手术步骤选择预设分类规则，按预设分类规则将患者的实时情绪状态分类，分类结果包括舒适、不适、极度不适；
保存患者的情绪分析过程；输出情绪分析结果。
3.根据权利要求2所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述患者情绪反馈装置还包括主服务器；所述主服务器向分布式服务器传输患者身份信息和特征模型信息；所述主服务器用于根据历次情绪分析结果，控制分布式服务器的特征模型进行机器学习和优化；所述主服务器还用于按医生身份信息、当前手术类型和手术步骤分类统计患者情绪分析结果中的舒适次数、不适次数和极度不适次数。
4.根据权利要求3所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述分布式服务器还用于：将患者的生物识别特征信息和特征模型分析过程存入以患者身份信息标识的数据集中，在不存在以该名患者身份信息标识的数据集时，创建以该名患者身份信息标识的数据集；
所述患者身份信息包括患者的健康码号、手机号、身份证号和门诊号。
5.根据权利要求2所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述警告装置包括一个或多个提示灯和扬声器；
所述根据分布式服务器的情绪分析结果发出提示信息，具体包括：
在所述情绪分析结果为舒适时，所述提示灯发出第一色调光线；
在所述情绪分析结果为不适时，所述提示灯发出第二色调光线；
在所述情绪分析结果为极度不适时，所述提示灯提高亮度发出第二色调光线并闪烁，所述扬声器播放警告音效；
所述警告装置经过预设时间后重置提示灯和扬声器的状态。
6.根据权利要求2所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述分布式服务器对主摄像头和肢体摄像头的采集信息进行识别；当识别出所述采集信息中存在医生遮挡区域或仪器遮挡区域，排除所述采集信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述患者情绪反馈装置还包括术者摄像头，所述术者摄像头用于记录医生的操作信息。
8.根据权利要求1所述的一种基于生物识别的患者情绪反馈装置，其特征在于，所述患者情绪反馈装置还包括机械臂，所述肢体摄像头安装在机械臂上，所述机械臂用于控制肢体摄像头进行空间位移以调整拍摄角度。
9.一种基于生物识别的患者情绪反馈方法，其特征在于，包括以下步骤；
采集患者面部特征信息、面部动态变化信息；
采集患者的肢体动作；
根据采集的面部特征信息、面部动态变化信息和采集的肢体动作，分析患者的实时情绪，得到情绪分析结果；
根据情绪分析结果发出提示信息。
10.一种治疗床，其特征在于，所述治疗床搭载如权利要求1-8中任一项所述的患者情绪反馈装置。
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