[发明专利]基于机器视觉的医疗采样快速候检方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的医疗采样快速候检方法，依托6自由度侯检椅充分利用机器视觉算法，可以实现对患者的身份信息核验、自动送检、在正式采样前对患者位姿进行调整等功能。当患者进入待采样区域时坐入侯检椅，通过其搭载的微型计算机对患者进行身份核验。核验成功后，侯检椅通过循迹控制模块，延地面既定轨道向采样区运动。在正式采样前候诊椅经过一缓冲区，在缓冲区内，通过另一摄像头捕捉人体姿态信息，利用人体姿态估计算法和6自由度侯检椅对患者位姿进行必要调整，其目的在于方便医生采样，缩短整体采样时长。本方法不拘泥于咽拭子采样，也不针对采样瞬间的自动化，更在于协助减少采样时长、实现侯检无人化引导、保护医患和可灵活部署。

技术领域

本发明涉及一种医疗卫生装备技术，特别涉及一种基于机器视觉的医疗采 样快速候检方法。

背景技术

在防疫过程中需要进行常态化的大量的咽拭子采样人机协作咽拭子采样系 统的研制不仅能够减轻医护人员负担，加快咽拭子采样效率，减少医护人员感 染几率，还为主动应对未来可能发生的类似传染性疾病具有重要意义。

根据检疫工作的需要，现已催生出很多关于拭子采样的专利，极大数量的 专利思考方向都是对采样器具的发明改进、使用机器人代替医护采样的装置甚 至有为方便采样而为患者设计的座椅。在对采样器具的改进发明方面，一种新 型咽拭子采集器(专利公告号CN212574900U)，该专利可以防止患者呛咳时口 中的气体或飞沫直接喷向采集者，有效避免医护人员感染，保证咽拭子采样时 的安全性。在使用自动化机器人采样方面，一种咽拭子自动采样系统(专利公 告号CN111631754A)，该专利使用多模块单元以实现人员定位、样本采集和样 品自动装卸，利用图像处理技术与深度相机结合可以实现机器人代替医护人员 采样，正如该专利摘要中所提到的，此系统实现了咽拭子采集过程的全自动化。 在为患者设计采样座椅方面，咽拭子采样专用椅(CN112754856A)，该专利主 要发明内容是一个可以手动调节预采样人员空间位置的咽拭子采样座椅，发明 意在解决患者坐姿不舒适医护人员工作效率低的问题。

综上所述，可以看出这些专利的设计初衷更侧重于在瞬时采样过程的安全 性、高效性和舒适性，却极大程度上忽视了采样前的准备工作和采样后的患者 撤离工作，并且这两大过程对于缓解医护人员的工作压力和避免交叉感染同样 极为重要，而且充分利用候诊的时间为采样过程做好基础也是加快采样过程的 重要手段。

发明内容

针对提高医疗采样效率问题，提出了一种基于机器视觉的医疗采样快速候 检方法，基于使用人脸识别算法和人体姿态估计算法，结合装备超声波避障传 感器和红外传感器的6自由度候检椅，实现缩短候检时间提高采样效率、候诊 过程的无人化引导、确定采样前患者位姿已满足采样时位姿要求、避免因候诊 造成交叉感染。

本发明的技术方案为：一种基于机器视觉的医疗采样快速候检方法，患者 从入口首先进入身份核验区，座入6自由度候检椅后，进行身份核实，身份核 实后候检椅沿着轨迹线依次进入等候采样区、位姿调整区调整采样位姿、采集 区进行采样，采样完毕，候检椅沿着轨迹线将患者送至出口后，候检椅沿轨迹 线通过候检椅消毒区进行消毒后再返回至入口位置，候检椅准备进入下一个工 作周期；所述位姿调整区设有位姿摄像头的微型计算机，位姿摄像头捕获患者 的位姿图像信息，并通过显示屏显示出患者当前位姿状态，微型计算机对捕捉 到的图像进行目标检测和人体关节点识别，并将识别结果与先验知识进行比对， 估计出位姿调整信号，微型计算机通过TCP通信协议将估计结果传输给候检椅 的机构运动控制单元，对候检椅位姿调整，直到识别到的人体姿态满足下一步 的采样时位姿要求。

进一步，所述候检椅上通过支架在候检椅前上方搭载带有摄像头的第一微 型计算机，通过摄像头扫描座入候检椅患者脸部进行身份信息核验，确保身份 信息无误并伴随语音提示，同时解锁候检椅，候检椅开始运动。