[發明專利]一種可視化口罩密合性測試及評價方法

在審

• 申請號: 202210525501.6
• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN115393260A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 管曉寧;韓佳祥;高曉東;王璐;林婧;胡必杰
• 申請（專利權）人: 東華大學;復旦大學附屬中山醫院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62;G16H50/80
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明公開了一種可視化口罩密合性測試及評價方法，將人體頭模的口鼻與呼吸模擬機連接，進行人體呼氣模擬，在呼吸模擬參數保持不變的前提下，通過采集呼氣紋影圖像后進行圖像處理分析獲取人體頭模未佩戴口罩的側面呼氣紋影圖像的紋影面積S₁、正常佩戴口罩的側面呼氣紋影圖像的紋影面積S₂、正常佩戴口罩的正面呼氣紋影圖像的紋影面積S₂'、密封佩戴口罩的側面呼氣紋影圖像的紋影面積S₃、密封佩戴口罩的正面呼氣紋影圖像的紋影面積S₃'，利用公式計算泄露率P，根據P值的大小對口罩密合性進行評級劃分。本發明的測試及評價方法可以直觀觀測到不同部位口罩內氣流的泄露情況，能根據分級閾值確定口罩密合性等級。

技術領域

本發明屬于口罩檢測方法技術領域，涉及一種可視化口罩密合性測試及評價方法。

背景技術

GB 19083-2010《醫用防護口罩》規定用適合因數來評價口罩的密合程度，即模擬人體佩戴口罩作業過程中，定量測量口罩外部檢驗劑濃度與漏入內部的濃度的比值，對于口罩的密合性測試，數據結果與受試者的體型、年齡、種族影響較大，數據差異明顯。

現有技術下測試儀器及方法較為復雜，包括定性檢測與定量檢測。定性檢測要求測試者佩戴好口罩后暴露于一定濃度測試劑氣溶膠中，當進行各項預定義活動練習時，若測試者感受到了測試劑味道，則為不通過。若沒有感受到測試劑味道，則為通過。最后測試者需故意破壞口罩密封后，仍能感受到測試劑味道以消除個人因素對實驗的影響。定量檢測則通過將特殊的裝置安裝于口罩上，使其能夠檢測到口罩內的檢測劑濃度。測試者佩戴好口罩后做出規定動作，期間不能調整口罩，通過連續測量比較口罩外部檢測劑濃度與內側濃度的比值，得出適合因數，用于評估密合性。這類方法不能確定口罩的具體泄露部位，結果只能反映口罩密合性指標是否合格，難以指導口罩佩戴調整。

專利CN 114001876 A公開了口罩密合性多點監測系統及方法，通過在頭模上設置多個顆粒物采集點，每個顆粒物采集點對應一個氣溶膠濃度檢測裝置反映口罩邊緣密合性的具體情況。該方法雖可定量顯示多部位密合性指標，但測試時間較長，儀器復雜，且不能實際觀測到口罩邊緣氣流的影像。

專利CN 212228332 U公開了一種口罩和呼吸閥氣密性的檢測設備，通過采用氣流傳感器來檢測口罩與呼吸閥兩側的流速差，從而計算出其氣密性。但該設備沒有考慮具體佩戴情況，僅針對口罩產品進行測試，且對于口罩泄露部分無法精準定位。

專利CN 212748206 U公開了一種快速檢測呼吸道防護裝備佩戴安全性的測試儀，采用紅外熱成像原理對口罩進行氣密性檢測，利用呼出的氣體同周圍外界溫度的差異，實現了口罩泄露氣流的可視化。但所需設備靈敏度較高，人體呼出的氣流與體溫較接近，氣流觀測效果不明顯，且不能定量表征氣流泄露量。

專利CN 113865791 A公開了一種口罩鼻夾密閉性測試方法，通過攝影機拍攝口罩鼻梁處邊緣輪廓，計算不同佩戴方式下口罩鼻梁處的間隙面積，從而計算口罩的密閉性。該方法只針對口罩鼻梁處的密合程度，忽視了下巴以及臉頰兩側的口罩縫隙，并且忽視了人體呼氣流量對口罩邊緣縫隙的影響。

文獻(Influence of wearing masks on exhaled air aerodynamics)使用單面紋影成像評估了真人佩戴10種呼吸器所呼出氣體的距離，用N95面罩拍攝咳嗽動作的側面和正面紋影圖像。根據二維笛卡爾坐標系定義的不同方向上的呼出空氣面積大小，計算不同方向呼出空氣量的比例。但真人的熱羽流對實驗影響較大，真人呼氣時也具有一定個體差異。

文獻(Effectiveness of different types of mask in aerosol dispersionin SARS-CoV-2 infection)使用單面紋影成像，比較了不同類型口罩在限制咳嗽空氣擴散方面的效果，計算了在不同口罩下咳嗽時的污染區域面積。該研究的不足在于僅從側面進行了研究，忽視了從正面對于氣流泄露的觀測，僅關注咳嗽時狀態，沒有對正常呼吸進行研究。