全密封PDA、充电耦合设备及基于面容识别病患信息的方法

本发明涉及医疗信息化和移动医疗技术，具体地说，涉及一种全密封pda、充电耦合设备及基于面容识别病患信息的方法。

背景技术：

1、医用pda，又叫医用rfid超高频手持机，是专门为医用住院管理、移动医疗、护理提示打造的数据采集、存储、传输设备。通过pda采集病人、药品、物资信息，存储相关信息，并借助无线网络实时传输信息到数据库中心，可以准确地将人与物关联，提升医疗行业服务质量实现全程无纸化办公保障数据的准确性与及时性。

2、pda作为一种快速的数据采集智能设备，整合检验、诊断、绩效生成、评估等各个医用环节的工作业务，实现智能化工作与管理，成为医务人员必不可少的工具。

3、随着社会老龄化的加剧，老年人口比例不断上升，这部分人群往往伴随着多种慢性疾病，需要长期治疗和护理。同时，不良的生活方式也导致了慢性病发病率的上升，这使得医疗机构需要处理的病例数量大幅增加，导致医务人员的工作负担日益增大，对医用pda的要求也越来越多。

4、目前医用pda的主要功能一般采用扫码技术实现(例如专利cn202023218583.5、专利cn201720159694.2等)。首先，扫描患者腕带以确保患者身份的正确识别和信息的准确性。患者腕带上通常包含有患者的唯一识别码，如姓名、年龄、性别、床号、住院号等关键信息。这些信息对于确保患者接受正确的治疗和护理至关重要。通过扫描腕带，医用pda可以迅速获取患者的相关信息，帮助医护人员快速确认患者身份，减少因身份识别错误导致的医疗差错。其次，扫描药品条形码以确保药品信息的准确性和用药安全。药品条形码中包含了药品的名称、规格、生产厂家、批号、有效期等关键信息。通过扫描条形码，医用pda可以迅速获取药品的详细信息，并与医嘱信息进行比对，确保患者使用的药品与医嘱一致。这有助于减少用药错误，提高患者用药的安全性。

5、然而，尽管扫码技术可以快速获取患者的基本信息，但仅依赖扫码可能无法确保数据的准确性和完整性。例如，患者腕带上的条形码或二维码损坏、模糊等，pda可能无法正确识别，从而导致数据错误或缺失。同时，一旦患者腕带丢失或被盗用，这些敏感信息可能会落入不法分子手中，造成信息泄露。这不仅侵犯了病患的隐私权，还可能导致患者成为身份盗用或诈骗的目标。此外，泄露的信息也可能被恶意利用，如用于医疗保险欺诈等行为。另一方面，考虑到医用pda的特殊应用场景，其也存在较高的微生物污染风险。为了保障患者和医护人员的安全，需要使用消毒剂频繁对pda进行消毒，操作不仅繁琐，而且消毒剂易侵入pda内部造成损害。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种全密封pda，一方面结合人脸识别技术可快速识别患者的身份信息，摒弃了腕带的使用，有利于确保数据的准确性、完整性和安全性，另一方面采用全密封设计和无线充电技术，使之可实现浸没消毒，大幅降低了微生物污染风险；本发明的第二个目的在于提供一种充电耦合设备，具备多种可供用户选择的充电方式，不仅克服了有线充电的繁琐操作和线路磨损问题，而且可在浸没消毒的同时进行充电；本发明的第三个目的在于提高一种基于面容识别病患信息的方法，能够充分适应医疗机构的应用场景，无需病患摘除口罩即可完成身份识别，降低了交叉感染的风险。

2、为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

3、一种全密封pda，其关键在于：包括按预定顺序封装在密封外壳中的图像采集模块、通讯模块、触控显示模块、数据存储模块、能量拾取模块以及电池模块，在所述密封外壳上开设有非穿透的透视窗口和交互窗口；其中：

4、所述图像采集模块负责通过透视窗口捕获被测对象的光学面容图像或/和红外面容图像，在对面容图像进行预处理后发送至通讯模块；

5、所述通讯模块一方面负责将图像采集模块处理后的图像传输至远程服务器，另一方面用于接收远程服务器反馈的面容识别结果；

6、所述触控显示模块负责提供用户交互界面，并通过交互窗口显示包括面容识别结果在内的各类医疗信息、操作信息和提示信息，以供用户选择执行；

7、所述数据存储模块负责存储医疗数据、病历信息及应用程序；

8、所述能量拾取模块负责与无线能量发射端电磁互感，并将产生的感应电流转换成恒压直流电输送到电池模块中；

9、所述电池模块负责对所述图像采集模块、所述通讯模块和所述触控显示模块供电。

10、更进一步地，所述图像处理单元包括摄像头传感器、镜头、图像处理单元和补光灯；所述摄像头传感器负责捕捉光线并将其转换为电信号；所述镜头用于通过自动对焦和变焦技术聚集光线，并将光线投射于所述摄像头传感器上；所述图像处理单元用于接收所述摄像头传感器的原始图像数据，并进行预处理和关键特征提取；所述补光灯用于在光线不足时提供额外光源。

11、更进一步地，所述通讯模块包括通讯芯片、射频电路和天线；所述通讯芯片负责处理无线信号的发送和接收；所述射频电路负责处理无线信号的频率和调制方式，并将数字信号转换为适合无线传输的射频信号，以及将接收到的射频信号转换为数字信号；所述天线用于接收和发送无线信号。

12、更进一步地，所述能量拾取模块包括拾取线圈、整流电路、滤波电路、控制电路和保护电路；所述接收线圈用于接收来自无线能量发射端的电磁能量；所述整流电路用于将交流电转换为直流电以供充电使用；所述滤波电路用于去除整流后直流电中的纹波，使输出电流更加平稳；所述控制电路负责监测和管理无线充电过程；所述保护电路用于确保无线充电过程的安全性。

13、其次，本发明还公开了一种充电耦合设备，包括无线充电平台，其关键在于：在所述无线充电平台上可选择的放置有中继耦合装置；所述中继耦合装置包括箱体，所述箱体上表面凹陷形成凹腔，所述凹腔中通过n个外凸壳腔等间距隔断为n+1个充电隔间，每一个所述充电隔间中均可容纳一台全密封pda，且在n+1个所述充电隔间中均填充有消毒剂；在壳体中还设置有中继接收模块和中继发射模块；在充电状态下，所述无线充电平台与所述中继接收模块构成一级耦合机构，所述中继发射模块与所述中继接收模块构成二级耦合机构。

14、更进一步地，所述无线充电平台包括发射线圈；所述中继接收模块包括中继接收线圈；所述中继发射模块包括中继发射线圈；所述发射线圈、所述中继接收线圈、所述中继发射线圈以及所述拾取线圈均为励磁线绕制的平面线圈。

15、更进一步地，每个所述充电隔间中均设置有用于提升所述全密封pda的提升架。

16、更进一步地，在每个所述充电隔间的开口处还设置有擦拭结构。

17、最后，本发明还公开了一种基于面容识别病患信息的方法，用于在全密封pda的协同下识别病患信息，其关键在于包括以下步骤：

18、s1：通过全密封pda的图像采集模块获取被测对象的面容图像，在对面容图像进行预处理后发送至通讯模块；

19、s2：通讯模块将图像采集模块处理后的图像传输至远程服务器；

20、s3：远程服务器在接收到面容图像后，通过图像识别算法判断用户是否带有口罩；若否，则执行s4；若是，则执行步骤s5；

21、s4：提取所有面部特征点数据，执行面容识别算法，获得识别结果，并执行步骤s15；

22、s5：从面容图像中除口罩范围以外的面容上半部图像中提取面容上半部特征点数据，并以目标面容识别库为比对库执行面容识别算法，若面容识别结果唯一，则执行步骤s15，若面容识别结果中存在多个疑似对象则执行步骤s6；

23、s6：向全密封pda发送需要获取待识别面容红外图像的指示信息，通讯模块在接收到该指示信息后，发送至触控显示模块显示出来，以提示用户执行；

24、s7：通过图像采集模块获取多张面容红外图像，经预处理后发送至通讯模块；

25、s8：通讯模块将预处理后的红外图像传输至远程服务器；

26、s9：根据面容红外图像分析图像对应的呼吸状态，通过加权平均算法将各状态下的多张面容红外图像进行叠加合成，其中呼吸状态对应的面容红外图像在叠加合成时所占权重大于其他状态红外图像；

27、s10：根据口罩类型获取红外修正模型；

28、s11：获取口罩区域范围的红外图像，根据温度修正模型对口罩区域范围的红外图像进行修正；

29、s12：根据面容红外图像获取口罩遮挡范围内的面容下半部特征点数据；

30、s13：结合面容上半部特征点数据和下半部特征点数据，执行面容识别算法；

31、s14：获取识别到的对象在目标数据库中的预设面容图像，根据预设面容图像和识别时拍摄的面容图像，通过模拟模型构建模拟红外图像，提取模拟红外图像和面容红外图像中面容下半部的红外特征点，根据红外特征点进行相似性验证，得到最终的面容识别结果，并执行步骤s15；

32、s15：将识别结果回传至通讯模块，并经由触控显示模块显示。

33、更进一步地，在步骤s4和步骤s5中，面容识别算法优先以科室建立的目标面容识别库作为比对库实现人脸识别，若科室建立的目标面容识别库中未识别到相应对象，则以医院建立的目标面容识别库作为比对库进行人脸识别。

34、本发明的有益效果是：

35、(1)pda采用全密封设计，通过防水、防尘、耐腐蚀的密封外壳包裹其核心部件，确保pda在复杂环境中能够正常工作，同时电能通过无线耦合方式传输，pda无需频繁插接线缆充电，因此也无需设置充电接口，使得pda即使在消毒剂中浸没也不会造成任何核心部件故障，在确保pda高效消毒的同时有利于降低微生物污染风险；

36、(2)通过pda的图像采集模块获取被测对象的面容图像，并通过远程服务器进行图像识别，不仅提高了识别的准确性，还避免了直接接触可能带来的交叉感染风险，同时了摒弃了病患腕带的使用，有利于确保数据的准确性、完整性和安全性，也克服了由于腕带磨损或丢失带来的诸多问题；

37、(3)本发明通过无线充电平台和中继耦合装置的巧妙结合，使得用户可选择多种方式对pda进行充电，例如在pda短暂闲置时，可将pda随放至无线充电平台上进行充电，而在pda电量不足或需要消毒时，一方面可以利用在中继耦合装置充电隔间中填充的消毒剂对pda进行浸没消毒，另一方面可通过一级耦合机构和二级耦合机构实现无线电能的高效传输，既保证了pda的电力供应，又确保了pda的卫生安全；

38、(4)中继耦合装置采用分段设置充电隔间的方式进一步拓展了无线充电的覆盖范围，使之在有限空间内可以同时为多台全密封pda提供充电和消毒服务，大大提高了使用效率；

39、(5)本发明的面容识别方法考虑到了医院这种特殊应用场景中患者普遍佩戴口罩的情况，通过提取口罩遮挡范围内的面容特征点数据，并结合面容上半部特征点数据进行面容识别，且在红外图像采集技术的加持下，有效解决了佩戴口罩带来的识别难题。同时，通过模拟模型构建模拟红外图像，提取红外特征点进行相似性验证，进一步提高了识别的准确性；

40、(6)本发明中全密封pda作为重要的医疗设备，其无线充电和消毒功能的实现，将有助于提高医疗工作效率和病患满意度。同时，基于面容识别病患信息的方法，可以为医院提供便捷、安全的病患信息管理手段，为医疗服务的改进提供有力支持。