一种人体温度采集与识别系统及方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种人体温度采集与识别系统，还涉及一种人体温度采集与识别方法。

背景技术：

水银体温计的工作物质是水银，其底部玻璃泡容积比上面细管的容积大的多。泡里水银，由于受到体温的影响，产生微小的变化，水银体积膨胀，使管内水银柱的长度发生明显的变化。人体温度的变化一般在35℃到42℃之间，所以体温计的刻度通常是35℃到42℃，而且每度的范围又分成为10份，因此水银体温计可精确到1/10度。

水银体温计的下部靠近液泡处的管颈是一个很狭窄的曲颈，在测体温时，液泡内的水银受热体积膨胀，水银可由颈部上升到管内某位置，当与体温达到热平衡时，水银柱恒定。当体温计离开人体后，外界气温较低，水银遇冷体积收缩，就在狭窄的曲颈部分断开，使已升入管内的部分水银退不回来，仍保持水银柱在与人体接触时所达到的高度。

电子体温计由温度传感器，液晶显示器，纽扣电池，专用集成电路及其他电子元器件组成，能快速准确地测量人体体温。

但是，水银体温计具有成本低、普及率高的优点，尤其是对于老年人而言易操作，而且，水银体温计的测量精度相比于一般的电子体温计更高，电子体温计的测量精度与感温芯片的精度相关，精度越高的感温芯片价格更高，因此，医院中目前还是采用水银体温计进行门诊和住院患者的温度测量。

目前，住院患者的温度测量每天会由医护人员进行温度计的发放、温度测量、记录、温度计回收，回收后通过人工将水银甩回，然后进行酒精消毒。上述工作目前都是由医护人员人工完成，每天体温测量根据患病的不同，会有3至8次不等，通常一个病区会有80-100张床位，传统的人工计数，还需要再录入电脑，因此，工作量非常巨大。

如何能够对患者体温进行批量采集，减少医护人员在住院患者日常温度记录过程中的工作量，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中住院患者日常温度记录过程中工作量大的问题，本发明提出一种人体温度采集与识别系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种人体温度采集与识别系统，包括经过标识的体温计和测温装置，对每个温度计进行标识，在温度计玻璃泡上方玻璃柱处贴附条形码，条形码的竖线与水银柱垂直，在条形码上方位置贴附阿拉伯数字标识；测温装置包括主体结构和上盖体；

主体结构中包括用于放置体温计的所述承载圆盘，承载圆盘表面为硅胶材质；承载圆盘圆心位置开孔，该开孔套设在步进电机转轴上，步进电机转轴上设置用于定位的凸起，承载圆盘的开孔上有与所述凸起相对应的开槽，所述凸起与开槽紧密卡和，用于承载圆盘的初始定位。

承载圆盘上均匀设置有多个用于放置体温计的凹槽，凹槽深度是体温计玻璃柱直径的1-2倍，凹槽宽度是体温计玻璃柱直径的2-3倍，体温计的底部玻璃泡与凹槽外沿相抵，凹槽外沿靠近承载圆盘的外边沿，或者凹槽外沿也可以是承载圆盘的外边沿，体温计顶部玻璃柱与凹槽内沿留有空隙；所述凹槽外沿设置用于固定体温计底部玻璃泡的硅胶定位孔，定位孔的孔径比体温计底部玻璃泡略小，定位孔为水平方向，定位孔的位置保证体温计底部玻璃泡穿入固定后，体温计玻璃柱与凹槽底部相抵触；定位孔与凹槽外沿留有空隙，定位孔的深度小于体温计底部玻璃泡的长度；凹槽底部中央开设贯通槽，贯通槽的宽度大于玻璃柱中水银柱的宽度、小于玻璃柱的宽度，贯通槽的长度大于水银体温计玻璃柱的长度、小于凹槽的长度；凹槽靠近圆心一侧设置有用于夹持温度计的一对固定桩，固定桩之间的距离略小于体温计玻璃柱直径且大于贯通槽的宽度。

所述上盖体中设置有所述紫外光源，紫外光源位于所述贯通槽正上方；在上述贯通槽的正下方位置设置有ccd或cmos感光器件阵列，感光器件阵列与贯通槽之间间隔2-4mm，感光器件阵列大小与贯通槽尺寸相同；紫外光源与感光器件的位置是固定的且在承载圆盘两端相对设置，紫外光源、贯通槽、感光器件阵列成三点一线；承载圆盘在步进电机的驱动下，将各个不同检测位上的温度计传送到紫外光源与感光器件阵列之间，步进电机每次转动的步进为两个相邻贯通槽之间的角度。

在所述上盖体上还设置所述条形码扫描器，该条形码扫描器设置在与紫外光源相邻位置、且在温度计条形码的旋转圆周上，根据承载圆盘的旋转方向，条形码先到达扫码器，扫码器录入该温度计标识，后续通过感光器件阵列测出的感光图像与该标识一一对应。

测量过程中，紫外光源开启，产生的紫外线穿过温度计后在感光器件阵列被感知，由于水银对紫外光源具有完全阻断作用，感光器件阵列产生的感光图像中会有一根盲线，该盲线对应由于体积膨胀而滞留在玻璃柱中的水银柱，盲线长度记录了水银柱长度；感光结束后，关闭紫外光源，存储感光图像，步进电机旋转，下一检测位到位；图像识别软件对感光图像中盲线长度进行测量，根据预设的长度与温度对应表，输出体温计的检测温度；

当所有检测位上的温度计都感光完成后，步进电机带动承载圆盘高速转动；

步进电机具有位置传感器，高速转动结束后，转轴回到初始位置。

可选地，通过测量最高温度和最低温度对应的水银柱的长度，得到中间长度与温度的对应关系，获得所述长度与温度对应表，在测量时通过该对应表，根据测量得到的水银柱长度查表获得对应的温度值。

可选地，所述贯通槽开设位置忽略体温计玻璃泡上方初始一段的水银柱，仅在有效温度区间开设。

本发明还提出了一种人体温度采集与识别方法，通过温度计对患者温度进行测量，对每个温度计进行标识，在温度计玻璃泡上方玻璃柱处贴附条形码，条形码的竖线与水银柱垂直，在条形码上方位置贴附阿拉伯数字标识；

将体温计放置在所述测量装置的承载圆盘上，承载圆盘整体为硅胶材质；承载圆盘圆心位置开孔，该开孔套设在步进电机转轴上，步进电机转轴上设置用于定位的凸起，承载圆盘的开孔上有与所述凸起相对应的开槽，所述凸起与开槽紧密卡和，用于承载圆盘的初始定位；承载圆盘上均匀设置有多个用于放置体温计的凹槽，凹槽深度是体温计玻璃柱直径的1-2倍，凹槽宽度是体温计玻璃柱直径的2-3倍，体温计的底部玻璃泡与凹槽外沿相抵，凹槽外沿靠近承载圆盘的外边沿，或者凹槽外沿也可以是承载圆盘的外边沿，体温计顶部玻璃柱与凹槽内沿留有空隙；所述凹槽外沿设置用于固定体温计底部玻璃泡的硅胶定位孔，定位孔的孔径比体温计底部玻璃泡略小，定位孔为水平方向，定位孔的位置保证体温计底部玻璃泡穿入固定后，体温计玻璃柱与凹槽底部相抵触；定位孔与凹槽外沿留有空隙，定位孔的深度小于体温计底部玻璃泡的长度；凹槽底部中央开设贯通槽，贯通槽的宽度大于玻璃柱中水银柱的宽度、小于玻璃柱的宽度，贯通槽的长度大于水银体温计玻璃柱的长度、小于凹槽的长度；凹槽靠近圆心一侧设置有用于夹持温度计的一对固定桩，固定桩之间的距离略小于体温计玻璃柱直径且大于贯通槽的宽度。

在所述上盖体中设置有所述紫外光源，紫外光源位于所述贯通槽正上方；在上述贯通槽的正下方位置设置有ccd或cmos感光器件阵列，感光器件阵列与贯通槽之间间隔2-4mm，感光器件阵列大小与贯通槽尺寸相同；紫外光源与感光器件的位置是固定的且在承载圆盘两端相对设置，紫外光源、贯通槽、感光器件阵列成三点一线；承载圆盘在步进电机的驱动下，将各个不同检测位上的温度计传送到紫外光源与感光器件阵列之间，步进电机每次转动的步进为两个相邻贯通槽之间的角度。

通过所述上盖体上的所述条形码扫描器，该条形码扫描器设置在与紫外光源相邻位置、且在温度计条形码的旋转圆周上，根据承载圆盘的旋转方向，条形码先到达扫码器，扫码器录入该温度计标识，后续通过感光器件阵列测出的感光图像与该标识一一对应。

测量过程中，紫外光源开启，产生的紫外线穿过温度计后在感光器件阵列被感知，由于水银对紫外光源具有完全阻断作用，感光器件阵列产生的感光图像中会有一根盲线，该盲线对应由于体积膨胀而滞留在玻璃柱中的水银柱，盲线长度记录了水银柱长度；感光结束后，关闭紫外光源，存储感光图像，步进电机旋转，下一检测位到位；图像识别软件对感光图像中盲线长度进行测量，根据预设的长度与温度对应表，输出体温计的检测温度；

当所有检测位上的温度计都感光完成后，步进电机带动承载圆盘高速转动；

步进电机具有位置传感器，高速转动结束后，转轴回到初始位置。

可选地，通过测量最高温度和最低温度对应的水银柱的长度，得到中间长度与温度的对应关系，获得所述长度与温度对应表，在测量时通过该对应表，根据测量得到的水银柱长度查表获得对应的温度值。

本发明的有益效果是：

实现了整个住院病区患者体温的系统化管理，从测量到存档，实现了自动化识别与记录，医护人员只要完成体温计的发放与收集工作即可，体温计的消毒操作与识别过成同步，最后仅需要几十秒的高速离心运动即可将主体结构中所有的温度计甩回，一次操作的温度计的数量可以根据承载圆盘的大小进行增减，大大提高了医院住院系统的工作效率，而且降低了人为的出错可能，提高了温度测量的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种人体温度采集与识别系统的测温装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种人体温度采集与识别系统的承载圆盘的结构示意图；

图3为本发明一种人体温度采集与识别系统的定位孔的结构示意图；

图4为本发明一种人体温度采集与识别系统的承载圆盘的使用状态示意图；

图5为本发明一种人体温度采集与识别系统的工作过程的原理示意图；

图6为本发明一种人体温度采集与识别系统的经过标识的体温计的示意图；

图7为本发明一种人体温度采集与识别系统的步进电机的转轴的结构示意图。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的人体温度采集与识别系统可以实现对整个病区所有患者温度的采集与识别，完成后对水银体温计进行离心运动，将水银柱甩回底部的玻璃泡，同时，对水银体温计进行消毒操作。

本发明提出了一种人体温度采集与识别系统，如图1和图6所示，对每个温度计进行标识，在体温计玻璃泡上方玻璃柱处贴附条形码50，条形码的竖线与水银柱垂直，在条形码上方位置贴附阿拉伯数字标识(图6中为2，仅为示意性的)；还包括测温装置，测温装置包括主体结构2和上盖体1。主体结构2包括用于放置水银体温计的承载圆盘3，承载圆盘表面为硅胶材质，承载圆盘3圆心位置开孔，该开孔套设在步进电机5转轴4上，步进电机转轴上设置用于定位的凸起，参见图7，承载圆盘圆心位置的开孔上有与上述凸起相对应的开槽，上述凸起与开槽紧密卡和，用于承载圆盘与步进电机转轴的初始定位。承载圆盘可以脱离转轴，进而脱离主体结构2，方便体温计的放置与排放。

如图2、图3和图4所示，承载圆盘3上均匀设置有多个用于放置水银体温计9的凹槽31，凹槽深度是体温计玻璃柱直径的1-2倍，凹槽宽度是体温计玻璃柱直径的2-3倍，水银体温计的底部玻璃泡91与凹槽外沿34相抵，凹槽外沿靠近承载圆盘的外边沿，或者凹槽外沿即承载圆盘的外边沿，水银体温计顶部玻璃柱92与凹槽内沿35之间留有空隙，由于不同厂家、不同批次的水银体温计长度会有细微差别，空隙用于为不同长度的水银体温计留有余量。上述凹槽外沿处设置用于固定水银体温计底部玻璃泡的硅胶定位孔33，定位孔的孔径36比体温计底部玻璃泡直径略小，优选地，定位孔的孔径36比体温计底部玻璃泡直径小0.5-1mm，或者定位孔的孔径与体温计底部玻璃泡直径相同，保证体温计底部玻璃泡能贯穿定位孔中并固定，定位孔的深度小于水银体温计的底部玻璃泡的长度。定位孔为水平方向，定位孔的位置保证水银体温计底部玻璃泡贯穿固定后，水银体温计玻璃柱与凹槽底部相抵。定位孔33与凹槽外沿34之间留有空隙，用于观察水银体温计的底部玻璃泡91是否与凹槽外沿34相抵，只有相抵才能保证温度识别的精度。凹槽底部中央开设贯通槽32，贯通槽的宽度大于玻璃柱中水银柱的宽度、小于玻璃柱的宽度，贯通槽的长度大于水银体温计玻璃柱的长度、小于凹槽的长度，具体地，如图2所示，贯通槽32从定位孔33内侧向承载圆盘圆心方向开设，定位孔内侧为靠近圆心一侧。如图2所示，凹槽31靠近圆心一侧设置有用于夹持温度计的一对固定桩39，固定桩之间的距离略小于体温计玻璃柱直径，优选地，固定桩之间的距离比体温计玻璃柱直径小1-5mm，且固定桩之间的距离大于贯通槽的宽度，固定桩也是硅胶材质，通过固定桩可以将温度计的上半部固定，通过定位孔可以将温度计的底部固定，这样，就可以将体温计稳固在贯通槽位置，即使做高速离心运动，也不会脱离。当然，上述定位孔33也可以通过一对固定桩实现，操作更加方便，但是定位孔对于玻璃泡夹持的稳定性会更好。

如图1和图5所示，上述测温装置为分体式开盖结构设计，包括主体结构2和上盖体1，承载圆盘3位于主体结构2中，上盖体1中设置有柱状紫外光源6，紫外光源6的位置正对承载圆盘上的贯通槽，即紫外光源位于贯通槽32正上方，紫外光源6的长度为凹槽长度，宽度为水银体温计玻璃柱直径。在上述贯通槽32的正下方位置设置有ccd或cmos感光器件阵列7，感光器件阵列7大小与贯通槽32尺寸相同，即感光器件阵列的长度和宽度与贯通槽的长度和宽度相同，感光器件阵列7与贯通槽之间间隔2-4mm。因此，紫外光源与感光器件阵列在承载圆盘两端相对设置，紫外光源6、贯通槽32、感光器件阵列7成三点一线设置。步进电机位于承载圆盘下方，步进电机带动承载圆盘转动，测量过程中，每次转动的步进为两个相邻贯通槽之间的角度。

测量过程中，初始状态，当多个水银体温计固定到承载圆盘的定位孔之后，将承载圆盘上圆心开孔的开槽与转轴上的凸起紧密卡和后，实现了初始定位，由于步进电机的位置传感器能够精确定位转轴的位置(即转轴的转角)，因此，步进电机转轴的位置确定，承载圆盘的位置也是确定的。起始位置，位于紫外光源与感光器件阵列之间的是第一检测位，按照步进电机转动方向设置的凹槽依次为第二检测位、第三检测位、……、第n检测位。当第n检测位转动到位，第n温度计位于紫外光源与感光器件阵列之间，紫外光源开启，产生的紫外线穿过温度计后在感光器件阵列被感知，由于水银对紫外光源具有完全阻断作用，而体温计的其余部分由玻璃制成，紫外光会穿过，因此，感光器件阵列产生的感光图像中会有一根盲线，该盲线对应由于体积膨胀而滞留在玻璃柱中的水银柱，盲线长度准确记载了水银柱长度。感光结束后，关闭紫外光源，存储感光图像，步进电机旋转，下一检测位到位。由于感光器件阵列的大小与贯通槽完全相同，根据贯通槽开设尺寸的不同，盲线长度会包含一段玻璃泡长度，或者，由于体温计水银柱的有效长度是36℃以上部分，因此，贯通槽开设位置忽略了体温计玻璃泡上方初始一段的水银柱，仅在有效温度区间开设，这样可以节省感光器件阵列的尺寸，进而大大节约成本。

紫外光源与感光器件的位置是固定的，承载圆盘在步进电机的驱动下，将各个不同检测位上的温度计传送到紫外光源与感光器件之间。当所有检测位上的温度计都感光完成后，步进电机带动承载圆盘高速转动，在离心力作用下，水银柱被甩回底部玻璃泡。

步进电机具有位置传感器，转动结束后，转轴回到初始位置，即承载圆盘及各个凹槽中的温度计回到初始定位位置，结束此次测量。贯通槽的宽度在3-7mm之间，步进电机只有精确定位，才能保证承载圆盘精确定位，才能保证紫外光源、贯通槽、感光器件阵列成三点一线设置。

由于本发明采用紫外光源作为发射光源，紫外光具有杀菌作用，感光的同时，即可完成对温度计的消毒操作，大大节约了温度计再次使用的时间，可以在多个科室循环使用。

图像识别软件对感光图像中盲线长度进行测量，根据预设的长度与温度对应表，可以输出体温计的检测温度。对盲线长度的测量可以通过现有的图像识别程序或软件实现，这里不再赘述。

由于不同规格的水银体温计的刻度不同，因此，更换不同规格的水银体温计时，需要先对该规格的体温计进行长度与温度对应表的测量校准，通过测量最高温度和最低温度对应的水银柱的长度，得到中间长度与温度的对应关系，获得长度与温度对应表，在测量时通过该对应表，根据测量得到的水银柱长度查表获得对应的温度值。当然，可以只对有效温度区间进行测量即可，例如36℃-最大量程。

由于步进电机具有位置传感器，转动结束后，转轴回到初始位置，因此，测量得到的温度值与第一检测位、第二检测位、第三检测位、……、第n检测位上的温度计一一对应。由于承载圆盘可以与主体结构分离，收集测温完成的温度计时，按照床号将温度计放置在承载圆盘的相应位置，检测后的温度值的序号与床号一一对应，医护人员只要对承载圆盘进行排序，并对温度计的放置位置按照检测位对应放置，即可将测得的一系列温度值与病床号一一对应起来。

当然，为了更准确有效的测量，实现每一个温度计的跟踪管理，本发明对每个温度计进行标识，如图6所示，由于温度计底部玻璃泡上方初始一段水银柱没有参考价值，因此，在玻璃泡上方一段玻璃柱处贴附条形码50，条形码的竖线与水银柱垂直，这样，环形贴附一圈条形码后，该段柱体会被条形码包围，无论如何放置，都会有条形码，在条形码上方位置贴附阿拉伯数字标识，方便医护人员区分。在上盖体上设置条形码扫描器，该条形码扫描器设置在与紫外光源相邻位置、且在上述条形码旋转圆周上，根据承载圆盘的旋转方向，条形码先到达扫描器，扫描器录入该温度计标识，测出的感光图像与该标识一一对应，因此，识别出的温度值便于标识一一对应，然后在计算机中进行存储，医护人员不必关注温度计的收集顺序和排放顺序，大大提高了工作效率。

本发明还提出了一种人体温度采集与识别方法，其原理与上述系统相同，这里不再赘述。

本发明的人体温度采集与识别系统及方法，实现了整个住院病区患者体温的系统化管理，从测量到存档，实现了自动化识别与记录，医护人员只要完成体温计的发放与收集工作即可，体温计的消毒操作与识别过程同步，最后仅需要几十秒的高速离心运动即可将主体结构中所有的温度计甩回，一次操作的温度计的数量可以根据承载圆盘的大小进行增减，大大提高了医院住院系统的工作效率，而且降低了人为的出错可能，提高了温度测量的准确度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。