[發明專利]一種基于視覺分析的咽拭子采樣方法

在審

• 申請號: 202110102710.5
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112932546A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 盛林;于亮;張耀;畢儀廣
• 申請（專利權）人: 溥熵微創醫療科技（遼寧）有限公司
• 主分類號: A61B10/00
• 分類號: A61B10/00
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發明公開一種基于視覺分析的咽拭子采樣方法，包括以下步驟：步驟1：多自由度機械臂夾持咽拭子，并伸入患者口腔中；步驟2：基于視覺采集模塊掃描患者口腔環境，獲取口腔點云數據，構建口腔三維場景；步驟3：對所述口腔三維場景進行視覺分析，以獲取口腔中的小舌頭、牙齒以及上顎器官的空間坐標；步驟4：依據小舌頭、牙齒以及上顎器官的空間坐標，確定實時咽拭子的采樣路徑，并控制多自由度機械臂基于實時的采樣路徑進行采樣操作。能夠進行實時修正預設的采樣路徑，使得能夠依據待采樣者的口腔特征進行實時采樣，有效地提高了采用精度。

技術領域

本發明屬于咽拭子取樣技術領域，尤其涉及一種基于視覺分析的咽拭子采樣方法。

背景技術

在新冠肺炎救治過程中，咽部拭子采集是必不可少的一個環節，咽拭子采集細菌培養能分離出致病菌，是診斷新冠病毒感染最主要采樣方法。目前，依靠人工取樣的方式獲取咽拭子，采集過程中，醫務人員必須與患者近距離接觸，患者咳嗽、用力呼吸等會產生大量飛沫或氣溶膠，具有較高交叉感染的風險。

但現有的采樣裝置的采樣步驟，存在以下問題：1、沒有針對人的口腔特征來適配采樣軌跡，使得所有人的采樣軌跡都是一樣的；2、采樣力度無法實時調節，使得容易造成被采樣者不適。

發明內容

本發明實施例提供一種基于視覺分析的咽拭子采樣方法，用于至少解決上述技術問題之一。

本發明提供一種基于視覺分析的咽拭子采樣方法，包括以下步驟：步驟1：多自由度機械臂夾持咽拭子，并伸入患者口腔中；步驟2：基于視覺采集模塊掃描患者口腔環境，獲取口腔點云數據，構建口腔三維場景；步驟3：對所述口腔三維場景進行視覺分析，以獲取口腔中的小舌頭、牙齒以及上顎器官的空間坐標；步驟4：依據小舌頭、牙齒以及上顎器官的空間坐標，確定實時咽拭子的采樣路徑，并控制多自由度機械臂基于實時的采樣路徑進行采樣操作，其中，預設的采樣路徑為：先將咽拭子斜向下插入到口腔中，躲開口腔中的小舌頭，直達咽喉后壁左上方；將咽拭子從上至下運動，并且在運動過程中逆時針旋轉90度，快速劃過咽喉左后壁，重復一次；咽拭子此時在咽喉左下方，將咽拭子順時針旋轉90度；將咽拭子從最下方劃到右下方，在運動的過程中逆時針旋轉90度，重復一次；將咽拭子順時針旋轉90度，移動到咽喉后壁的右上方；將咽拭子從上至下運動，并且在運動過程中順時針旋轉90度，快速劃過咽喉右后壁，重復一次。

在本發明的一些實施方式中，在咽拭子采樣的過程中，控制所述多自由度機械臂的采用力度，以使咽拭子頭部所受力度保持在0.4N-0.6N之間。

在本發明的一些實施方式中，在所述多自由度機械臂末端軸體上通過法蘭盤安裝有力傳感器，所述力傳感器通過IO接口實時的傳回多自由度機械臂在工作中末端的力的數據信息，以使實時修正采樣的力度。

在本發明的一些實施方式中，所述視覺采集模塊為通過法蘭盤安裝在所述多自由度機械臂的抓手上的深度相機，通過掃描口腔環境，采集點云數據，對口腔場景建模，并將點云數據發送至控制端。

在本發明的一些實施方式中，在步驟4中，所述依據小舌頭、牙齒以及上顎器官的空間坐標，確定實時咽拭子的采樣路徑包括：步驟4.1：以所述口腔三維場景的中心位置建立坐標系，則小舌頭、牙齒以及上顎器官的標記為(x_i，y_i，z_i)；步驟4.2：判斷實時獲取的各個坐標與預設的目標坐標的差異度；步驟4.3：基于差異度的結果，調整預設的采樣路徑，以得到實時的采樣路徑。

本申請的基于視覺分析的咽拭子采樣方法，設置預設的采樣路徑，通過實時獲取待采樣者口腔內的特征坐標與目標坐標進行比對，并計算差異度，使得能夠進行實時修正預設的采樣路徑，使得能夠依據待采樣者的口腔特征進行實時采樣，有效地提高了采用精度。

附圖說明