用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统的制作方法

1.本发明涉及医用设备领域，具体为用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统。


背景技术：

2.新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019，covid-19)，简称“新冠肺炎”，世界卫生组织命名为“2019冠状病毒病”，是指2019新型冠状病毒感染导致的肺炎。根据现有病例资料，新型冠状病毒肺炎以发热、干咳、乏力等为主要表现，少数患者伴有鼻塞、流涕、腹泻等上呼吸道和消化道症状。重症病例多在1周后出现呼吸困难，严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍及多器官功能衰竭等。值得注意的是重症、危重症患者病程中可为中低热，甚至无明显发热。轻型患者仅表现为低热、轻微乏力等，无肺炎表现。从目前收治的病例情况看，多数患者预后良好，少数患者病情危重。老年人和有慢性基础疾病者预后较差。儿童病例症状相对较轻。
3.由于新冠肺炎的特殊性，对于确诊患者往往都需要进行隔离观察和治疗，在患者进行隔离观察和治疗期间，医生或护士需要对患者的生命体征信息进行频繁的获取，以判断患者的病情是否有好转或恶化，这极大的增加了医生或护士的工作压力。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统，包括：医学状态信息处理装置和隔离管理系统。所述隔离管理系统包括：隔离病房，以及在隔离病房内加装的具有360度转动监控能力的摄像装置、语音装置和测温仓，所述摄像装置，语音装置和测温仓与医学状态信息处理装置信号连接。所述摄像装置将采集的影像信息发送至医学状态信息处理装置。所述医学状态信息处理装置定时通过语音装置向隔离病房内的患者发出语音提示，提示患者进入测温仓进行测温。所述测温仓将测量得到的患者当前体温信息发送至医学状态信息处理装置。
5.所述医学状态信息处理装置接收摄像装置和测温仓的信息进行人体追踪分析、患者安全分析。所述医学状态信息处理装置根据人体追踪分析结果向摄像装置发出控制指令，控制摄像装置的摄像头朝向变动。所述医学状态信息处理装置根据患者安全分析的分析结果向工作站发送报警信息，工作站工作人员根据报警信息携带相应工具到隔离病房进行现场查验。
6.进一步的，所述人体追踪分析包括：
7.s1.在隔离病房无人的状态下，控制摄像装置全景扫描，获得隔离病房背景图像a。
8.s2.在隔离病房有人的状态下，将摄像装置获取的影像信息，逐帧获取或间隔一段预设时间截图获取当前隔离病房图像b。
9.s3.对照隔离病房背景图像a和当前隔离病房图像b，标记区别点c1、c2...cn。
10.s4.对标记区别点c1、c2...cn进行判断逐一分析，得到当前病人所在位置及所处
形态。
11.s5.根据当前病人所在位置向摄像装置发出控制指令，控制摄像装置的摄像头向预设位置移动。
12.进一步的，步骤s4所述对标记区别点c1、c2...cn进行判断逐一分析，得到当前病人所在位置及所处形态的方法为：
13.(1)通过几何面积计算公式，估算标记区别点的面积，如小于或大于预设人体特征面积，则删除该标记区别点。
14.(2)对剩余标记区别点进行人体形态分析：判断标记区别点中是否有相连的类圆形、多个长条形构成，如有则进行下一步判断，如无则删除该标记区别点。判断剩余标记区别点中的类圆形、多个长条形构成方式是否符合预设人体结构方式，如否则删除该标记区别点。剩余标记区别点所在位置为当前病人所在位置，类圆形、多个长条形构成的形态为当前病人所处形态。
15.进一步的，首先将隔离病房背景图像a中的物体信息根据色素划定边界。然后根据划定的边界将隔离病房背景图像a中的物体信息简化为框线图，得到背景简化图a-1。之后当判断该标记区别点为人体时，对标记点内图形信息进行简化：将头部简化为圆心，将四肢简化为直线，将身体简化为方块，得到简化人体d。最后将简化人体d根据该标记区别点所在位置，对应放入背景简化图a-1中，得到场景简化图e。
16.进一步的，所述患者安全分析的方法为：首先分析当前病人所处形态是：直立、蹲、坐、躺中的哪一类，并根据当前病人所处形态的类别，获取场景简化图e后进行如下判断：
17.当前病人所处形态是直立时，首先判断当前病人所在位置停留的时间是否超出第一预设时间，如无则判断终止，如有则进行第一预警分析。所述第一预警分析为：判断当前病人所处形态是否有肢体或全身依靠外物的形态，如有则发出报警，如无则判断暂停预设时间，并记录当前病人所在位置的停留时间，如超出第二预设时间，则发出报警，如当前病人在第二预设时间内发生位移，则判断终止。
18.当前病人所处形态是坐或蹲时，首先判断当前病人所在位置是否位于床、椅子等家具上，如是则判断暂停预设时间，并记录当前病人所在位置的停留时间，如超出第三预设时间，则发出报警，如当前病人在第三预设时间内发生位移，则判断终止。如不是则判断当前病人所在位置停留的时间是否超过预设第四时间，如无则判断终止，如有则发出报警。
19.当前病人所处形态是躺时，判断当前病人所在位置是否位于床上，如是则判断终止，如不是则发出报警。
20.进一步的，所述患者安全分析的方法还包括：当医学状态信息处理装置通过语音装置向隔离病房内的患者发出语音提示，提示患者进入测温仓进行测温时，进行如下判断：
21.a.提高医学状态信息处理装置进行人体追踪分析的频次，并将每次分析获得的当前病人所在位置进行标记，得到患者位置标记f1、f2...fn。
22.b.当n跨越的时间间隔超过5s，且患者仍未进入测温仓时，将所得患者位置标记f1、f2...fn连线，判断连线从f1至fn的方向是否指向测温仓预设范围，如是则继续判断，如超出测温仓预设范围则语音发出再次提示。所述n为判断时的序号点
23.c.当语音提示次数超过预设次数时，如果fn-m至fn的方向任然没有指向测温仓预设范围，则发出报警。所述m为≥3的自然数。
24.进一步的，步骤s5所述根据当前病人所在位置向摄像装置发出控制指令，控制摄像装置的摄像头向预设位置移动的方法为：首先根据摄像装置的监控区域形成：中央预设大小范围的区域为主监控区域，其余监控区域依次围绕主监控区域分为：第一次级监控区域至第n次级监控区域，并在主监控区域中央点设有随主监控区域移动并永远位于主监控区域中央的原点，以原点建立x-y坐标系。然后判断当前病人所在位置是否处于主监控区域，如是则不控制摄像装置转动，如都则判断当前病人所在位置位于哪个次级监控区域，并计算当前病人所在位置与原点的x-y坐标距离。最后根据当前病人所在次级监控区域对应的折算比例，将当前病人所在位置与原点的x-y坐标距离折算为摄像装置的转动控制指令，并发送至摄像装置控制其进行相应转动。
25.进一步的，所述患者安全分析包括：当摄像装置当前分析中没有出现病人信息时，医学状态信息处理装置首先控制摄像装置进行全监控区域扫描，并提高进行人体追踪分析的频次，如获得患者的人体信息，则以该人体信息所在位置为原点，重新建立主监控区域、第一次级监控区域至第n次级监控区域。如没有获得患者的人体信息，则调取上一次人体追踪分析所得患者位置信息，判断其是否接近预设私密区范围，如是以预设私密区范围最接近区域为主监控区域，重建主监控区域、第一次级监控区域至第n次级监控区域、原点，并等待预设等待时间，如不是则发出报警。如等待时间超过预设等待时间，且没有出现患者的人体信息，则发出报警。
26.本发明的有益效果在于：本发明可以对隔离病房内的患者进行自动的常规监控，通过对患者的位置和形态分析，实时分析判断患者是否处于危险状态，但分析得到患者处于危险状态时可以及时通知医生或护士。采用本发明用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统可以在对患者有较好的监管的同时，极大的降低医生或护士对患者进行现场采样观察的频次，降低医生或护士的工作压力，减少由于医生或护士疲惫出现的各种不良影响的可能性。
附图说明
27.图1为本发明隔离管理系统的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.实施例1
30.一种用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统，如图1所示，包括：医学状态信息处理装置和隔离管理系统。所述隔离管理系统包括：隔离病房，以及在隔离病房内加装的具有360度转动监控能力的摄像装置1、语音装置2和测温仓3，所述摄像装置1，语音装置2和测温仓3与医学状态信息处理装置信号连接。所述摄像装置1将采集的影像信息发送至医学状态信息处理装置。所述医学状态信息处理装置定时通过语音装置2向隔离病房内的患者发出语音提示，提示患者进入测温仓3进行测温。所述测温仓3将测量得到的患者当前体温信息发送至医学状态信息处理装置。
31.所述医学状态信息处理装置接收摄像装置1和测温仓3的信息进行人体追踪分析、
患者安全分析。所述医学状态信息处理装置根据人体追踪分析结果向摄像装置1发出控制指令，控制摄像装置1的摄像头朝向变动。所述医学状态信息处理装置根据患者安全分析的分析结果向工作站发送报警信息，工作站工作人员根据报警信息携带相应工具到隔离病房进行现场查验。
32.所述人体追踪分析包括：
33.s1.在隔离病房无人的状态下，控制摄像装置1全景扫描，获得隔离病房背景图像a。
34.s2.在隔离病房有人的状态下，将摄像装置1获取的影像信息，逐帧获取或间隔一段预设时间截图获取当前隔离病房图像b。
35.s3.对照隔离病房背景图像a和当前隔离病房图像b，标记区别点c1、c2...cn。
36.s4.对标记区别点c1、c2...cn进行判断逐一分析，得到当前病人所在位置及所处形态。
37.s5.根据当前病人所在位置向摄像装置1发出控制指令，控制摄像装置1的摄像头向预设位置移动。
38.通过本发明人体追踪分析，可是快速、及时、准确的从实时的监控影像信息中获取患者所在位置和所处形态的信息，从而为后续分析提供分析基础。
39.所述患者安全分析的方法为：首先分析当前病人所处形态是：直立、蹲、坐、躺中的哪一类，并根据当前病人所处形态的类别，获取场景简化图e后进行如下判断：
40.当前病人所处形态是直立时，首先判断当前病人所在位置停留的时间是否超出第一预设时间，如无则判断终止，如有则进行第一预警分析。所述第一预警分析为：判断当前病人所处形态是否有肢体或全身依靠外物的形态，如有则发出报警，如无则判断暂停预设时间，并记录当前病人所在位置的停留时间，如超出第二预设时间，则发出报警，如当前病人在第二预设时间内发生位移，则判断终止。
41.当前病人所处形态是坐或蹲时，首先判断当前病人所在位置是否位于床、椅子等家具上，如是则判断暂停预设时间，并记录当前病人所在位置的停留时间，如超出第三预设时间，则发出报警，如当前病人在第三预设时间内发生位移，则判断终止。如不是则判断当前病人所在位置停留的时间是否超过预设第四时间，如无则判断终止，如有则发出报警。
42.当前病人所处形态是躺时，判断当前病人所在位置是否位于床上，如是则判断终止，如不是则发出报警。
43.通过本发明患者安全分析，可以实现对患者日常状态的监控分析，当患者出现疑似发病或不良状态时，及时向工作站的医生或护士发出报警。一方面通过自动的监控分析判断，显著降低了医生或护士进行日常巡检的频次，降低医生或护士的工作压力。另一方面也可以在患者独处时进行有效的安全管理，避免患者突发紧急情况时，医生或护士没有及时获知消息而导致出现的各种不利后果。
44.步骤s5所述根据当前病人所在位置向摄像装置1发出控制指令，控制摄像装置1的摄像头向预设位置移动的方法为：首先根据摄像装置1的监控区域形成：中央预设大小范围的区域为主监控区域，其余监控区域依次围绕主监控区域分为：第一次级监控区域至第n次级监控区域，并在主监控区域中央点设有随主监控区域移动并永远位于主监控区域中央的原点，以原点建立x-y坐标系。然后判断当前病人所在位置是否处于主监控区域，如是则不
控制摄像装置1转动，如都则判断当前病人所在位置位于哪个次级监控区域，并计算当前病人所在位置与原点的x-y坐标距离。最后根据当前病人所在次级监控区域对应的折算比例，将当前病人所在位置与原点的x-y坐标距离折算为摄像装置1的转动控制指令，并发送至摄像装置1控制其进行相应转动。通过该方法，可以通过自动控制实现对患者的自动追踪监控，一方面显著降低医生或护士进行人工追踪监控的工作量，另一方面有效避免患者在监控区域内脱离监控范围，从而有效避免由于监控不到位导致的分析错误、误判、缺少监控观察记录等问题。
45.本发明可以对隔离病房内的患者进行自动的常规监控，通过对患者的位置和形态分析，实时分析判断患者是否处于危险状态，但分析得到患者处于危险状态时可以及时通知医生或护士。采用本发明用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统可以在对患者有较好的监管的同时，极大的降低医生或护士对患者进行现场采样观察的频次，降低医生或护士的工作压力，减少由于医生或护士疲惫出现的各种不良影响的可能性。
46.实施例2
47.基于实施例1所述用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统，步骤s4所述对标记区别点c1、c2...cn进行判断逐一分析，得到当前病人所在位置及所处形态的方法为：
48.(1)通过几何面积计算公式，估算标记区别点的面积，如小于或大于预设人体特征面积，则删除该标记区别点。
49.(2)对剩余标记区别点进行人体形态分析：判断标记区别点中是否有相连的类圆形、多个长条形构成，如有则进行下一步判断，如无则删除该标记区别点。判断剩余标记区别点中的类圆形、多个长条形构成方式是否符合预设人体结构方式，如否则删除该标记区别点。剩余标记区别点所在位置为当前病人所在位置，类圆形、多个长条形构成的形态为当前病人所处形态。
50.采用上述方法可以相对准确快速的判断出影像信息中患者人体的位置和形态，有利于提高后续分析的准确性。
51.得到当前病人所在位置及所处形态的方法还包括：首先将隔离病房背景图像a中的物体信息根据色素划定边界。然后根据划定的边界将隔离病房背景图像a中的物体信息简化为框线图，得到背景简化图a-1。之后当判断该标记区别点为人体时，对标记点内图形信息进行简化：将头部简化为圆心，将四肢简化为直线，将身体简化为方块，得到简化人体d。最后将简化人体d根据该标记区别点所在位置，对应放入背景简化图a-1中，得到场景简化图e。
52.采用该方法可以得到经过简化处理的场景简化图e，后续分析根据场景简化图e进行分析判断，可以显著降低分析运算量，从而一方面降低系统对分析装置性能的要求，另一方面也提高分析相应的速度，当分析得到患者处于不利状态时，才能及时向工作站发出报警，有利于医生或护士及时对处于不利状态的患者进行现场核查和及时救治。
53.实施例3
54.基于实施例1所述用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统，所述患者安全分析的方法还包括：当医学状态信息处理装置通过语音装置2向隔离病房内的患者发出语音提示，提示患者进入测温仓3进行测温时，进行如下判断：
55.a.提高医学状态信息处理装置进行人体追踪分析的频次，并将每次分析获得的当
前病人所在位置进行标记，得到患者位置标记f1、f2...fn。
56.b.当n跨越的时间间隔超过5s，且患者仍未进入测温仓3时，将所得患者位置标记f1、f2...fn连线，判断连线从f1至fn的方向是否指向测温仓3预设范围，如是则继续判断，如超出测温仓3预设范围则语音发出再次提示。所述n为判断时的序号点
57.c.当语音提示次数超过预设次数时，如果fn-m至fn的方向任然没有指向测温仓3预设范围，则发出报警。所述m为≥3的自然数。
58.一般情况下，当患者听到语音提示，都会根据提示进入测温仓3进行体温检测。现有技术一般是限时要求患者进入测温仓3，这对于正在处理其他事物或者行动不便的患者，显然不太友好。通过本分析，只要患者的行动路径是指向测温仓3的，则语音提示不再频繁的催促患者，只有当患者行动路径没有指向测温仓3的预设范围，且对患者近期m个分析点的多次分析判断得到的结果任然是患者没有朝向测温仓3移动，则说明患者可能处于不当状态中，医学状态信息处理装置会及时向工作站发出报警，提示医生或护士进行现场检查。
59.实施例4
60.基于实施例1所述用于新冠肺炎管理的处理装置及隔离管理系统，所述患者安全分析还包括：当摄像装置1当前分析中没有出现病人信息时，医学状态信息处理装置首先控制摄像装置1进行全监控区域扫描，并提高进行人体追踪分析的频次，如获得患者的人体信息，则以该人体信息所在位置为原点，重新建立主监控区域、第一次级监控区域至第n次级监控区域。如没有获得患者的人体信息，则调取上一次人体追踪分析所得患者位置信息，判断其是否接近预设私密区范围，如是以预设私密区范围最接近区域为主监控区域，重建主监控区域、第一次级监控区域至第n次级监控区域、原点，并等待预设等待时间，如不是则发出报警。如等待时间超过预设等待时间，且没有出现患者的人体信息，则发出报警。
61.一般而言，及时处于住院隔离或居家隔离或在指定地点隔离，厕所、浴室等场所任然属于患者的私密场所，是不应进行视频监控的区域。现有技术对于上述区域一般通过加装报警按钮的方式增加报警点，报警按钮需要患者在发现自身不适的情况下自行按压，否则无法生效。当患者处于突发状况情况下，往往不能及时有效的向工作站发出报警。而采用本发明实施例4所述分析，一方面可以矫正摄像装置1的摄像朝向，使其始终朝向患者。另一方面可以在患者进入非监控区且一段时间没有出现时，及时向工作站发出报警，从而避免由于患者突发紧急情况而没有按下报警按钮时造成的救急延误问题。
62.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。