科创中国

本发明提供一种基于机器视觉的烧伤智能检测识别装置及方法,其由计算机视觉识别部分,机械臂控制系统和末端涂药装置组成;摄像头安装在无菌病房的上部,机械臂及与机械臂相连的末端涂药装置安装在病床的侧面.所述摄像头经线路与计算机内的数字图像采集卡相连,将所拍摄的图像存入计算机并进行图像处理.计算机通过数据线发出信号至机械臂运动控制卡,从而控制机械臂运动,实现控制其末端的涂药装置的姿态和涂抹操作,达到对烧伤区域进行精确无菌处理的目的.

1 .一种基于机器视觉的烧伤智能检测识别装置，其特征在于：该识别装置包括创面图像采集系统及计算机视觉识别系统；所述创面图像采集系统包括摄像头；计算机视觉识别系统包括图像增强子系统和智能识别子系统，图像增强子系统包括高斯滤波模块和图像增强模块，高斯滤波模块用于对摄像头采集的烧伤图像进行降噪处理，图像增强模块用于对经过降噪处理的图像进行直方图均衡化处理，智能识别子系统包括烧伤区域分割模块、烧伤区域位置空间标定模块以及烧伤程度识别模块，烧伤区域分割模块用于提取经过直方图均衡化处理的图像中的烧伤区域像素点信息，烧伤区域位置空间标定模块用于根据烧伤区域像素点信息获取烧伤区域实际空间位置，烧伤程度识别模块用于根据烧伤区域实际空间位置计算烧伤区域面积以及利用烧伤区域面积和烧伤区域像素点信息提取过程中保留的颜色信息对烧伤区域烧伤程度进行分级。

2 .所述烧伤区域实际空间位置包括烧伤区域的重心；所述对烧伤区域烧伤程度进行分级依据预先给定的分级规则。

3 .所述烧伤区域分割模块包括用于对经过直方图均衡化处理的图像依次进行RGB到HSV颜色空间转化、H空间阈值分割及区域增长分割的子模块，区域增长分割的结果输入至烧伤区域位置空间标定模块。

4 .所述H空间阈值分割设定的色调H的阈值为[150 ,180]。

5 .根据权利要求3所述一种基于机器视觉的烧伤智能检测识别装置，其特征在于：所述区域增长分割设定的生长条件为在H空间内一个像素点的8邻域范围内，该点与其邻域内点的值相差小于等于3。

6 .所述子模块对颜色空间转化结果进行高斯滤波后再进行所述H空间阈值分割。

7 .所述识别装置还包括机械臂控制系统，机械臂控制系统包括涂药机械臂、用于根据烧伤区域实际空间位置控制该机械臂的涂药端运动轨迹的模块，以及用于根据烧伤区域烧伤程度分级结果控制涂药端涂药种类的模块。

临床工作中，存在很多烧伤的患者，在烧伤治疗过程中，一个相对无菌的环境对烧伤患者生命体征的维护及创面愈合具有至关重要的作用，而目前绝大多数临床处理都是医护人员手工处理，往往不能保证环境的无菌性。并且对于不同的皮肤烧伤程度，需要涂抹不同的治疗药物。在烧伤治疗过程中，烧伤面积的不同也直接决定了所需涂抹药物的种类和计量。现在测量烧伤面积的主要方法是由医护人员对创面进行目测，然后结合九分法、十分法、手掌法等分类方法进行估算，得出结果，由于医护人员之间存在很大的临床经验差别，所以导致面积的估算结果与实际面积出现较大的误差，所以准确的烧伤面积评估也是烧伤科急需解决的问题。而且即便烧伤面积得到了精确的评估，但治疗用药的处方也需要综合考虑烧伤创面特征(例如颜色)以及愈合情况进行适应性调整。

目前,国内的烧伤整形科手术器械已经相对发展成熟，越来越多的被推广到各个领域,延伸出终端设备、特色服务、增值服务等多种产品及服务,产品系列达20多种类型,可以全面覆盖金融、交通、民生服务、社会福利保障、电子商务及安全等领域，烧伤整形科手术器械的全面应用时代已经到来,机器人用于临床将成为必然趋势，未来应用有巨大的前景。

发明人：要义勇 胡宇涛 于仲海 周中山 周兵。

由西安交通大学机械工程学院要义勇副教授带领研究生团队共同研发实验，曾任西安交大机械工程学院机电一体化研究所所长、陕西土木建筑学会动态雕塑与城市景观专业委员会副主任委员、研究方向：智能控制技术电液伺服系统技术机电液一体化技术、

生产线网络化控制技术生产线先进制造技术、现场总线控制工程技术企业产品质量控制技术现代、质量控制工程技术、质量保障技术、

制造信息工程技术和嵌入式测量与控制技术。总体指导设备研发思路与步骤。周兵负责完成工业设计与产品量化策划。研究生胡宇涛 于仲海 周中山共同完成了：1)利用摄像头采集烧伤图像，得到图像I；2)对图像I进行高斯滤波降噪，然后进行直方图均衡化处理，得到图像II；3)提取图像II中烧伤区域像素点信息，根据烧伤区域像素点信息获取烧伤区域实际空间位置；4)提取图像II中烧伤区域像素点信息具体包括以下步骤：对图像II依次进行RGB到HSV颜色空间转化、H空间阈值分割及区域增长分割；5)提取图像II中烧伤区域像素点信息还包括以下步骤：对颜色空间转化结果进行高斯滤波后再进行所述H空间阈值分割。

目前，医疗机器人分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、医疗服务机器人四大类。根据CCID发布的数据，2019年，国内医疗机器人市场，康复、辅助、手术、医疗服务机器人分别占比47%、17%、23%、13%。此次疫情中，主要投入使用的是医疗服务机器人中的消毒机器人产品。作为烧伤整形外科使用后的护理机器人市场尚为空白。该医疗机器人具有减少误差、更具安全性、可以精准获得皮肤创伤面积，替代护理人员涂药、实现全面护理以及起到降低人力资源的作用，而且机器程序可以设定，耐心、细心以及生理疲惫等方面相比传统医护人员来说具备很大优势。据国际机器人联盟(IFR)统计数据测算，2019年我国智能医疗机器人市场规模达到43.2亿元，预计到2025年，我国智能医疗机器人市场规模将突破百亿元。目前，数字化、智能化成为智能医疗机器人重要发展方向，随着国内产学研合作的逐步深入，以及资本对产业热点的追逐，智能医疗机器人技术研发进展不断加快，产品将向更多应用场景延伸。该医疗机器人产生多层面效益：1、形成专有技能领域中的培训产业，为社会提供技能培训。2、治疗的评估与评价体系形成了量化标准，治疗更精确，疗效更精准。3、替代了传统的人员测量、消毒、涂抹的工作过环节，节约了人员成本与时间。4、促进了多种相适应的耗材使用，避免了耗材浪费。改善人民物质、文化、生活及健康水平等方面所起的作用。5、提高了烧伤整形外科的治疗科技水平，填补了临床应用空白。

基于机器视觉的烧伤智能检测识别装置及方法已获得国家专利局颁发的发明专利证书。初步理论逻辑、识别硬件搭载、软件数据计算等构架均已完善，通过原型机实验测试，各项指标稳定，数据引用正常。先需要将该专利授权使用，与有意向的企业形成市场转化工作。其中合作分两个部分：1、专利发明人对使用者的授权使用，通过授权形成使用者的唯一合法性。2、企业需要投入相应费用完成样机制作，邀请专家评审、协助技术人员编撰相关技术报告。前期合作为一年，样机落地后，与企业共同发起第二次融资计划。发明人与授权人作为联合创始人进行股东配比，利益共享、风险共担。医疗器械的审批是有时间、技术、专业等相关审核的。本发明专利的授权使用是联合企业共同进行市场转化的工作。