一种校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人的制作方法

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1.本实用新型涉及医疗人工智能机器人技术领域，具体涉及一种校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人，在校园儿童发生意外伤害后可以引导第一目击者进行正确救治处理。


背景技术：
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2.儿童的意外伤害已成为世界范围内0-14岁少年儿童的头号“杀手”，是21世纪威胁儿童生命安全和生存质量的主要健康问题；据统计美国每年约40％的儿童死亡是由意外伤害引起的，我国作为全球最大的发展中国家，意外伤害也是我国0-14岁儿童死亡的首位原因；儿童意外伤害主要包括心搏骤停、窒息、溺水、交通事故、烧伤、烫伤、擦伤、切割伤、撕裂伤、刺伤和跌落伤、挤压伤等，当意外伤害到一定的严重程度，患儿的意识、呼吸、循环等出现障碍危及生命时，往往伴有心搏骤停(简称sca)的发生，那么就需要立即拨打急救电话，必要时需要实施心肺复苏(简称cpr)；研究显示，除家庭以外，校园是儿童意外伤害高发的场所，占据所有意外的19％，事实上，校园儿童发生的伤害多数是能够预防和控制的，并不直接威胁患儿生命，但一旦发生支气管异物等致命的伤害或疾病后，及时有效的现场处置不仅会对重症患儿的疾病预后和转归起决定性作用，而且可能为挽回儿童生命赢得宝贵时间。
3.以心搏骤停为例：在美国，sca每年累及死亡人数约45万，我国每年因sca死亡的总人数估算约为54.4万人，sca是国际急救医学领域普遍关注的问题，发生在医院以外的sca，称为院外心搏骤停(简称ohca)，实际上ohca约占该类sca总数的80％，黄金急救时间仅4-6分钟(立即给予cpr)；然而即使在急救网络健全的社区，专业的急救人员也很难确保在4-6分钟内到达现场施救；据调查表明，我国sca患者自主循环复苏成功率仅为0.02％-3.40％，最终脑复苏成功率低至0-0.02％，同样，研究表明，学校工作人员包括老师往往是儿童意外伤害的第一目击者，他们能否及时有效的实施救助对患儿的预后和转归起至关重要的作用，而我国的校园工作人员对sca、支气管异物、骨折等常见意外伤害的急救知识水平普遍较低，即使有经过正规培训的校医，往往在面对第一现场或者心搏骤停的孩子而束手无策，过度的依赖专业人员和救护车，依赖先“送”后“救”的原则，往往导致宝贵黄金急救时间的丧失，能在黄金急救时间内实施cpr是最直接、最有效的方式；针对其他意外伤害如：窒息、溺水、交通事故、烧伤、烫伤、擦伤、切割伤、撕裂伤、刺伤和跌落伤、挤压伤等，如果也能在意外伤害发生后的第一时间内进行正确救治处理，也能对患儿的预后和转归起至关重要的作用。


技术实现要素：
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4.本实用新型的目的是解决上述提到的问题，提供一种通过在校园布置智能机器人，在校园儿童发生意外伤害后通过智能机器人在第一时间引导第一目击者进行正确救治处理的适合于校园应用场景的校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人。
5.本实用新型采用如下技术方案实现其发明目的：一种校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人，包括底座、机器人身体、机器人头部、人机交互模块与数据存储模块，机器人身体安装在底座上，机器人头部安装在机器人身体顶部；所述人机交互模块包括摄像头、触摸显示屏、机器人扬声器与麦克风，摄像头、触摸显示屏与麦克风安装在机器人头部的正面，机器人扬声器安装在机器人身体和/或机器人头部上；所述数据存储模块设置于机器人身体或机器人头部内部，数据存储模块内存储有意外伤害发生后引导第一目击者进行正确救治处理的救治流程信息，所述救治流程信息通过触摸显示屏和/或机器人扬声器进行播报，所述意外伤害对应的救治流程信息可通过触控触摸显示屏进行选择与切换；所述摄像头与麦克风获取第一目击者进行救治处理时的救治现场音视频信息，并将这些救治现场音视频信息存储于数据存储模块内。
6.进一步的，所述人机交互模块还包括基于触摸显示屏、机器人扬声器与麦克风的智能语音交互模块，智能语音交互模块通过麦克风获取第一目击者的语音信息经过语音识别、处理后通过机器人扬声器进行语音回复或通过触摸显示屏和/或机器人扬声器进行救治流程信息的播报。
7.进一步的，所述人机交互模块内还集成有多模态情绪识别深度神经网络。
8.进一步的，所述机器人还包括电源管理模块，电源管理模块设于机器人身体下侧背部，电源管理模块采用12v锂电池供电，用于完成充放电及系统功耗控制。
9.进一步的，所述机器人还包括信息传输模块，信息传输模块通过有线网络和/或无线网络与学校管理平台、医院管理平台及老师管理平台进行意外伤害发生地定位、远程引导第一目击者进行正确救治处理、远程监控、启动应急救治程序、存储于数据存储模块内信息的交互。
10.优选的，所述学校管理平台集成于学校保卫科或医务室的监控设备上，所述医院管理平台集成于120急救控制中心的网络系统上，所述老师管理平台集成于老师的移动终端上。
11.进一步的，所述机器人还包括急救箱，所述急救箱安装在底座或机器人身体上，所述急救箱内分类放置有急救药品与急救物品。
12.进一步的，所述机器人还包括急救设备，所述急救设备安装在底座或机器人身体上，所述急救设备包括心电监护仪、血氧饱和度监测仪与自动体外心脏除颤仪。
13.进一步的，所述心电监护仪与血氧饱和度监测仪通过数据线与数据存储模块连接，将实时监测数据上传到数据存储模块内储存；所述的血氧饱和度监测仪为指夹式血氧饱和度监测仪。
14.进一步的，所述自动体外心脏除颤仪包括主机、连接导线与电极片；两根所述连接导线一端分别连接主机，另一端分别连接两个所述电极片；在主机上设有显示屏、除颤仪扬声器与电击按钮。
15.由于采用了以上技术方案，本实用新型较好的实现了其发明目的，本校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人利用现有的机器人技术，搭载机器人平台进入校园并在意外伤害发生的第一时间内引导第一目击者进行正确救治处理的同时自动启动急救网络自动呼救，使第一目击者能在第一时间获得专业的医学指导并进行正确救治处理，提高儿童意外伤害应急事件的处理能力尤其是校园心搏骤停的第一目击者的cpr的实施率，以挽救生命，
提高治愈率，减少致残率。
附图说明：
16.附图1是本实用新型所述机器人正面的整体结构示意图。
17.附图2是本实用新型所述机器人背面的整体结构示意图。
18.附图3是本实用新型中标记自动体外心脏除颤仪8的平面结构示意图。
19.附图4是本实用新型中智能语音交互模块原理示意图。
20.附图5是本实用新型中多模态情绪识别深度神经网络原理示意图。
21.附图6是本实用新型所述机器人的工作原理流程图。
22.附图标记说明见如下表格。
23.标记名称标记数字标记名称标记数字1底座18自动体外心脏除颤仪82机器人身体281主机813机器人头部3811显示屏8114摄像头4812除颤仪扬声器8125触摸显示屏5813电击按钮8136机器人扬声器682连接导线827麦克风783电极片83
具体实施方式：
24.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，下面结合附图对发明内容作进一步说明：
25.实施例1：
26.参照附图1、2、6，一种校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人，包括底座1、机器人身体2、机器人头部3、人机交互模块与数据存储模块，机器人身体2安装在底座1上，机器人头部3安装在机器人身体2顶部；所述人机交互模块包括摄像头4、触摸显示屏5、机器人扬声器6与麦克风7，摄像头4、触摸显示屏5与麦克风7安装在机器人头部3的正面，机器人扬声器6安装在机器人身体2和/或机器人头部3上；所述数据存储模块设置于机器人身体2或机器人头部3内部，数据存储模块内存储有意外伤害发生后引导第一目击者进行正确救治处理的救治流程信息(包括视频、语音、文字或图片等信息)，所述救治流程信息(包括视频、语音、文字或图片等信息)通过触摸显示屏5和/或机器人扬声器6进行播报，所述意外伤害对应的救治流程信息(包括视频、语音、文字或图片等信息)可通过触控触摸显示屏5进行选择与切换；所述摄像头4与麦克风7获取第一目击者进行救治处理时的救治现场音视频信息(包括视频、语音、文字或图片等信息)，并将这些救治现场音视频信息(包括视频、语音、文字或图片等信息)存储于数据存储模块内。
27.需要说明的是：所述的第一目击者包括伤病员的亲属及其他现场的人，如警察、保安人员、公共场合服务人员、学校工作人员包括老师等。
28.在一种实施方式中，参照附图4，所述人机交互模块还包括基于触摸显示屏5、机器人扬声器6与麦克风7的智能语音交互模块，智能语音交互模块通过麦克风7获取第一目击者的语音信息经过语音识别、处理后通过机器人扬声器6进行语音回复或通过触摸显示屏5和/或机器人扬声器6进行视频、语音、文字或图片等信息的播报；所述的智能语音交互模块包括语音拾取、语音识别、自然语言处理、语音合成与语音播放，其中自然语言处理包括自然语言理解与自然语言生成，通过智能语音交互模块可以实现第一目击者与机器人的人机互动，第一目击者通过语音就能控制机器人进行相关操作，通过智能语音交互，机器人不仅可以向第一目击者详细告知处理流程，同时可以收集整理反馈信息，为后继的方法改进及决策提供重要依据；具体的，智能语音交互模块采用百度语音交互技术，在中文语音交互领域，百度公司具备全球领先的技术水平，并且提供了较为完善的应用程序接口。
29.在一种实施方式中，参照附图5，所述人机交互模块内还集成有多模态情绪识别深度神经网络；充分利用机器人直接或间接获取第一目击者相关的多种类型数据，包括视频、语音、文字或图片等信息等，同时基于深度学习技术，可以构建出一种多模态情绪识别深度神经网络，通过私有层学习到单模态内部信息，再将其与通过共享层学习到的模态之间的交互信息结合起来，去捕捉对情绪识别任务的有效信息，最终可以精准判断出第一目击者的心理状态，并指导第一目击者正确开展儿童意外伤害应急事件的处理。
30.在一种实施方式中，所述机器人还包括电源管理模块，电源管理模块设于机器人身体2下侧背部，电源管理模块采用12v锂电池供电，用于完成充放电及系统功耗控制；充分保障系统运行的可靠性，并提高仪器的续航能力。
31.在一种实施方式中，参照附图6，所述机器人还包括信息传输模块，信息传输模块通过有线网络和/或无线网络与学校管理平台、医院管理平台及老师管理平台进行意外伤害发生地定位、远程引导第一目击者进行正确救治处理、远程监控、启动应急救治程序、存储于数据存储模块内信息的交互，所述学校管理平台集成于学校保卫科或医务室的监控设备上，所述医院管理平台集成于120急救控制中心的网络系统上，所述老师管理平台集成于老师的移动终端上，如手机、平板电脑；信息传输模块实质是通过将传感器技术、rfid技术、无线通信技术、组网技术、数据处理技术、目标识别技术、定位技术等综合应用于整个医疗管理体系中进行信息交换，以实现识别、定位、追踪、监控和管理等功能，从而建立起实时、准确、高效的医疗控制和管理系统；所述有线网络可支持以太网、串口通信和现场总线等，无线网络可支持wi-fi、移动网、rfid和蓝牙等；网关在网络层与感知延伸层之间进行数据存储和协议转换，并通过接入网发送，具有对业务终端的控制管理能力，能使得校园机器人在第一时间内准确启动应急救治程序，并发出定位信号，科学设计处理方案以及最佳转运方式及路线。
32.在一种实施方式中，参照附图6，所述机器人还包括急救箱，所述急救箱安装在底座1或机器人身体2上，所述急救箱内分类放置有急救药品与急救物品；所述急救药品包括尼可刹米、洛贝林、去乙酰毛花苷、毒毛花苷、硝酸甘油、间羟胺、肾上腺素、多巴胺、阿托品、氯化钾、氨茶碱、地塞米松、布洛芬、风油精、云南白药气雾剂、烫伤膏、龙虎人丹、藿香正气水等；所述急救物品包括医用双氧水、医用碘酊、一次性医用酒精棉片、医药棉棒、医用纱布片、医用弹性绷带、创口贴、苯扎氯铵、医用胶带、高分子急救夹板、医用一次性冷敷袋、剪刀、手电筒、镊子、安全别针、医用胶带等。
33.在一种实施方式中，参照附图3、6，所述机器人还包括急救设备，所述急救设备安装在底座1或机器人身体2上，所述急救设备包括心电监护仪、血氧饱和度监测仪与自动体外心脏除颤仪8；所述心电监护仪与血氧饱和度监测仪通过数据线与数据存储模块连接，将实时监测数据上传到数据存储模块内储存；所述的血氧饱和度监测仪为指夹式血氧饱和度监测仪；所述自动体外心脏除颤仪8包括主机81、连接导线82与电极片83；两根所述连接导线82一端分别连接主机81，另一端分别连接两个所述电极片83；在主机81上设有显示屏811、除颤仪扬声器812与电击按钮813。
34.需要说明的是：需要使用心电监护仪时：在机器人视频、图片、语音等引导下解开病人上衣钮扣，暴露胸部，选择左右两侧锁骨中线外下方及左侧腋前线第六肋间为电极贴膜处，按“监护仪设定”键“成人/儿童/婴儿”进行病人类别选择；先用电极膜上的小纱布擦拭皮肤，去脂擦红，擦拭范围与电极膜等大，然后用酒精棉球擦拭贴电极膜的皮肤，贴电极膜，连接监护导线，五个电极安放方法为：右上(ra)右锁骨中点下缘；右下(rl)右锁骨中线与胸廓下缘交接处；左上(la)左锁骨中点下缘；左下(ll)左锁骨中线与胸廓下缘交接处；中间(cf)胸骨左缘第四肋间，避开除颤部位；三个电极安放方法为：右上(ra)右锁骨中点下缘；左上(la)左锁骨中点下缘；左下(ll)左锁骨中线与胸廓下缘交接处。
35.需要使用指夹式血氧饱和度监测仪时：在机器人视频、图片、语音等引导下按下reset键，lcd屏幕显示待机状态，按启夹口，将左手或右手中指，伸入工作仓(可以看见工作仓内的红外线亮灯，注意：手指不能夹歪、不能手湿、不能指甲表面有异物)；待手指和工作仓完全接触后，lcd显示检测进程(注意，进入检测状态，保持受检手指的稳定，不要上下左右的晃动)；其中指夹式血氧饱和度监测仪屏幕上方％spo2为血氧指标，屏幕下方min为脉搏速率。
36.需要使用自动体外心脏除颤仪8时：在机器人视频、图片、语音等引导下开启aed的电源开关，依据机器人或aed自带的视觉和声音的提示操作，给患者贴电极片83，在患者胸部适当的位置(一般的，两块电极板分别贴在右胸上部和左胸左乳头外侧)紧密地贴上电极片83，具体位置可以参考aed主机81上的图样和电极片83上的图片说明，将连接电极片83的连接导线82插头插入aed主机81插孔，除颤仪将会持续检测多功能电极片83的连接情况，并通过显示屏811与除颤仪扬声器812提示是否连接正常，连接正常后aed将会自动开始分析心率(在此过程中请不要接触患者，即使是轻微的触动都有可能影响aed的分析)，分析完毕后，aed将会发出是否进行除颤的建议，当有除颤指征时，不要与患者接触，同时告诉附近的其他任何人远离患者，由操作者按下电击按钮813除颤，一次电击完成后aed会重新开始分析病人的心律，判断电击是否成功，同时会有语音和文本信息提示继续指导完成更多次的电击，或在机器人视频、图片、语音等引导下辅以cpr直至急救人员到来。
37.作为上述的补充，心脏骤停诊断标准为：
①
病人突然晕倒，意识突然丧失；
②
大动脉如颈动脉搏动消失，听诊心音消失；
③
瞳孔由小变大；
④
病人停止了自主呼吸；
⑤
病人的面色由红润转为发甜或苍白。
38.心脏骤停复苏标准为：
①
病人面色由发甜或苍白转为红润，口唇转红润；
②
大动脉如颈动脉可以触及搏动；
③
扩大的瞳孔缩小；
④
恢复自主呼吸；
⑤
肢体出现收缩机恢复一些不自主的运动：
⑥
平均动脉压。
39.该专利所述医疗健康服务机器人的使用方法为：当第一目击者发现意外伤害(如
心脏骤停)发生后，第一目击者将患者移动到机器人摄像头的覆盖范围内或者机器人自动移动到患者附近使患者处于机器人摄像头的覆盖范围内，第一目击者可通过触控触摸显示屏5或通过语音控制机器人通过播报视频、语音、图片等指引第一目击者进行对应意外伤害(如心脏骤停)的正确救治处理，使第一目击者能在第一时间获得专业的医学指导并进行正确救治处理，同时机器人自动启动急救网络向学校管理平台、医院管理平台及老师管理平台自动呼救并发出定位信号(最近的医院科学设计处理方案以及最佳转运方式及路线)，必要时，可在机器人视频、图片、语音等引导下使用急救药物、急救物品与急救设备(心电监护仪、血氧饱和度监测仪、自动体外心脏除颤仪8等)，整个救治过程通过摄像头4与麦克风7录音录像，存储于数据存储模块，同时通过摄像头4、触摸显示屏5、机器人扬声器6与麦克风7还可以实现学校管理平台、医院管理平台及老师管理平台远端的在线指导并进行正确救治处理，提高校园儿童意外伤害应急事件的处理能力(尤其是校园心搏骤停的第一目击者的cpr的实施率)，以挽救生命，提高治愈率，减少致残、致死率。
40.很显然，能够对上述的校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人以及相应的方法进行部件的修改和/或增加，而不脱离本实用新型的领域和范围。
41.同样清楚的是，虽然本实用新型已对该校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人进行详细描述，本领域的技术人员必定能够获得许多校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人的其它等效形式的校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人和相应的方法，该校园儿童意外伤害医疗健康服务机器人和相应的方法具有如权利要求所述的特征，因此都位于由此限定的保护领域范围内。