一种冷热水变温实验系统

技术领域

本发明涉及实验设备领域，特别涉及一种冷热水变温实验系统。

背景技术

眩晕是一种神经系统的疾病，其在严重的时候，会导致人体进入昏迷的状态。在昏迷的状态下，人体的意识水平严重下降，处于一种病理性状态，在该状态下，对疼痛刺激可有躲避反应或无反应，根据人体对有躲避反应或无反应的情况，判断人体的昏迷状态为浅度昏迷、中度昏迷或者深度昏迷。

在进行昏迷判断的时候，人们会通过外接的刺激对人体的反应进行判断，并根据人体的反应程度，得到人体昏迷状态的程度，并且可以根据下表进行判断。

由此可见，对于深度昏迷的患者，就只能通过对其生命体征进行判断。在对生命体征进行判断的时候，往往需要使用专业的仪器，用以测量患者的生命体征数据，进而对患者的昏迷程度进行确定，但是在对于患者在户外突发昏迷的情况下，由于户外的条件简陋，无法对患者的昏迷进行有效的准确判断，因此也就无法根据判断的结果对患者进行后续合理及时的救治。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种冷热水变温实验系统，通过对患者的耳道进行冷热水交替并通过观察患者的眼球的运动，得到患者的生命体征，并且据此作出判断对患者进行及时合理的救治。

为此，本发明提供一种冷热水变温实验系统，包括：两个完全相同的入耳端，每一个所述入耳端分别由调温棒和包裹在所述调温棒表面的液体承装套组成，所述液体承装套内充斥有液体；眼球监测端，其包括上下贯通的眼部撑开器以及设置在所述眼部撑开器上端的透光罩，所述透光罩的内壁均匀的设置有若干个颜色传感器，所述颜色传感器用于检测眼球中的眼珠颜色；以及输出端，其包括程度指示灯和与所述程度指示灯信号连接的处理器，所述处理器还通过数据线与所述颜色传感器信号连接，所述处理器用于根据所述颜色传感器的检测结果得到眼球的运动状态，并根据眼球的运动状态得到昏迷程度，并控制所述程度指示灯指示所述昏迷程度。

进一步，所述调温棒由加热棒和降温棒组成，所述加热棒和所述降温棒的中间设置有隔热片，且所述加热棒、所述隔热片以及所述降温棒依次贴合设置。

进一步，所述调温棒的端头设置有冷热指示灯，所述冷热指示灯位于所述液体承装套的外侧，所述冷热指示灯用于通过颜色指示所述液体承装套内液体的温度。

进一步，所述眼球监测端还包括：承载板，其内设置开设有空腔，其下表面开设有通口，所述通口用于连通所述空腔和外部，其左右两侧分别设置有固定器，通过连接线与所述入耳端连接；补光灯，设置在所述空腔内；所述透光罩位于所述空腔的内部，其开口与所述通口的口壁连接；所述眼部撑开器位于所述承载板的下表面，其上下观察贯通的通道包围所述通口。

进一步，所述眼部撑开器包括两个完全相同的月牙形柱体，两个所述月牙形柱体的两端围绕所述透光罩的开口相对设置，两个所述月牙形柱体的自由端相邻处分别通过弹性件连接。

进一步，所述透光罩为倒置的桶形状，所述颜色传感器均匀的设置在其桶底的内壁上。

在本发明中，本发明提出的一种冷热水变温实验系统，所述处理器上运行有处理系统，所述处理系统用于根据所述颜色传感器的检测结果得到眼球的运动状态，并根据眼球的运动状态得到昏迷程度。

同时，本发明提供的一种冷热水变温实验系统中处理器上运行的处理系统，包括：

数据接收模块，用于接收每一个颜色传感器在各个时间节点所采集到的数据，并将各个时间节点的数据依次进行分隔；

数据预处理模块，分别将每一个时间节点的数据根据其对应的所述颜色传感器对应的位置进行分布，得到每一个时间节点唯一对应的颜色分布矩阵，并将各个所述颜色分布矩阵进行归一化处理；

数据处理模块，将每个归一化处理后的所述颜色分布矩阵进行轮廓的提取，得到每一个时间节点的颜色轮廓，并计算每一个所述颜色轮廓的代表坐标；

数据输出模块，将每一个所述颜色轮廓的代表坐标和与其对应的时间节点依次绘制在坐标系中，得到轮廓移动函数，根据所述轮廓移动函数得到对应的昏迷程度。

进一步，所述数据处理模块在进行轮廓的提取的时候，包括如下步骤：

将归一化处理后的所述颜色分布矩阵进行数字化处理得到处理后的所述颜色分布矩阵，处理后的所述颜色分布矩阵仅由0和1组成，其中1表示眼珠颜色所在的位置，0表示眼白颜色所在的位置；

获取所述颜色分布矩阵中的每一个1所在的位置；

截取全部的1所在位置的坐标的边缘坐标，得到所述颜色轮廓。

更进一步，所述数字化处理包括如下步骤：

设置对比数值；

将所述颜色分布矩阵中各个数值分别与所述对比数值进行比较；

当所述颜色分布矩阵中的数值大于对比数值的时候，更新该数值为0，当所述颜色分布矩阵中的数值小于等于对比数值的时候，更新该数值为1；

遍历所述颜色分布矩阵中的所有数值并输出处理后的所述颜色分布矩阵。

本发明提供的一种冷热水变温实验系统，具有如下有益效果：

本发明通过向患者的两边耳道分别注入温度的水源，并使得两边的水源的温度具有较大的差距，从而通过耳膜的刺激激发出人体生命体征的变化，也就是通过观看眼珠运动的方向对人体的生命体征进行判断，进而得到患者昏迷的程度，从而使得根据患者昏迷的程度对患者的后续进行合理及时的救治；

本发明通过检测眼珠的运动方位以及运动程度，综合的对患者的生命体征进行判断，得到患者的昏迷程度，同时通过特定的计算方式对患者的昏迷程度进行评定，通过结合客观事实的方式综合评定患者的昏迷程度，使得得到的患者的状态与实际更加的吻合，进而方便后续更加快速合理的对患者进行及时的有效救治。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的眼球监测端的纵向结构剖视示意图；

图3为本发明输出端的结构示意图。

附图标记说明：

1、液体承装套；2、加热棒；3、降温棒；4、通口；5、固定器；6、数据线；7、输出端；8、眼部撑开器；9、承载板；10、连接线；11、补光灯；12、空腔；13、透光罩；14、颜色传感器；15、冷热指示灯；16、程度指示灯。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本申请文件中，未经明确的部件型号以及结构，均为本领域技术人员所公知的现有技术，本领域技术人员均可根据实际情况的需要进行设定，在本申请文件的实施例中不做具体的限定。

具体的，如图1-3所示，本发明实施例提供了一种冷热水变温实验系统，包括：两个完全相同的入耳端、眼球监测端以及输出端7。其中，两个完全相同的入耳端中每一个所述入耳端分别由调温棒和包裹在所述调温棒表面的液体承装套1组成，所述液体承装套1内充斥有液体；眼球监测端包括了上下贯通的眼部撑开器8以及设置在所述眼部撑开器8上端的透光罩13，所述透光罩13的内壁均匀的设置有若干个颜色传感器14，所述颜色传感器14用于检测眼球中的眼珠颜色；输出端7包括了程度指示灯16和与所述程度指示灯16信号连接的处理器，所述处理器还通过数据线6与所述颜色传感器14信号连接，所述处理器用于根据所述颜色传感器14的检测结果得到眼球的运动状态，并根据眼球的运动状态得到昏迷程度，并控制所述程度指示灯16指示所述昏迷程度。

上述技术方案所描述的产品在患者昏迷的时候使用，用于检测患者的昏迷程度，通过温度对于患者的耳部的神经进行刺激，将两个完全相同的入耳端分布放到患者的耳朵中，使得液体承装套1位于患者到的耳道中，液体承装套1是使用导热防水的材料支撑，可以是薄橡胶的材质，也可以是塑料材质，本发明中液体为水，或者能够起到明显的导热效果的其他液体。这样就可以及时的将水中的温度导出，这样就可以实现通过温度对于耳朵中神经的刺激。在刺激的时候，使用调温棒将其对应的液体进行加热或者冷却，使得两边的液体之间的温差较大，并且两边均为恒温，例如左耳中的液体的温度为50度，右耳中的液体的温度为2度，这样通过两侧不同温度的刺激，一冷一热可以使得患者的眼球在神经的作用下想温度高的方向运动，此时通过眼球监测端对患者人体的眼球的运动进行检测，并且通过输出端7的处理器处理之后就可以得到昏迷程度，并控制所述程度指示灯16指示所述昏迷程度，这样就可以在任何场景下都可以准确的给到救护人员准确的判断。

对于冷热水可以使得对于患者神经进行刺激，进而使得眼球发生对应的运动，这个是在医疗领域所使用的一种冷热水试验，主要用于检测患者的昏迷程度，如背景技术中所描述的，昏迷是要通过神经刺激的方式得到对应的反射运动，冷热水试验亦是如此，通过一个耳道注入冷水，一个耳道注入热水，所产生的两个刺激是不同的，因此，此时通过刺激耳道的神经(该神经非常敏感)，使得耳道的神经将信息传递到患者的大脑，正常情况下，大脑会根据刺激进行判断，对于眼部的神经发出指示作用，使得眼球运动，眼球就会在神经的刺激下进行运动，也就是我们所可以检测到的眼球运动，这样通过眼球的运动，我们就可以知道大脑的状态，进而得到人体的昏迷程度。

在本发明中，使用颜色传感器14对于人体的眼球的运动状态进行判断，就可以得到人体眼球的运动状态，这样在对于眼球的运动也是非常的精准，即是人体眼球有细微的运动也会很检测出来，相对于人工观察眼球，可以检测出眼球的细微运动，而人工的观察对于眼球的细微运动是无法检测的，这样就会导致对于患者的状态的误判，从而延迟对于患者的救助。

在本发明中，为了使得两侧的入耳端在使用的时候，可以无需区分左右耳朵，在仅仅的状态下使用的时候更加的方便，使得使用者知道自己在哪一侧设置的是高温哪一侧设置的是低温，方便对于眼球运动方向的准确判断。本发明中，所述调温棒由加热棒2和降温棒3组成，所述加热棒2和所述降温棒3的中间设置有隔热片，且所述加热棒2、所述隔热片以及所述降温棒3依次贴合设置。通过结合设置的加热棒2、隔热片以及降温棒3，使得加热棒2和降温棒3分别可以独立工作，也由于隔热片的原因互不影响和干涉，也不会损坏。

同时在本发明中，所述调温棒的端头设置有冷热指示灯15，所述冷热指示灯15位于所述液体承装套1的外侧，所述冷热指示灯15用于通过颜色指示所述液体承装套1内液体的温度。一般的，红色表示温度高，蓝色表示温度低，这样就可以清楚的知道哪一侧是高温，哪一侧是低温，尤其是在判断眼球的时候，通过看眼球的方向和对应的方向耳朵外的指示灯15的颜色即可。

在本发明中，对于眼球监测端进行详细的结构介绍，提供其中一种实施方式，所述眼球监测端还包括：承载板9和补光灯11。其中，承载板9内设置开设有空腔12，其下表面开设有通口4，所述通口4用于连通所述空腔12和外部，其左右两侧分别设置有固定器5，通过连接线10与所述入耳端连接；补光灯11设置在所述空腔12内；所述透光罩13位于所述空腔12的内部开口与所述通口4的口壁连接；所述眼部撑开器8位于所述承载板9的下表面，其上下观察贯通的通道包围所述通口4。

上述技术方案中，补光灯11使得在获取眼球运动的时候，可以使得颜色传感器所检测到的颜色黑白分明，这样就可以完全的检测到眼球的运动，由于黑色和白色的颜色值具有较大的差距，因此使用补光灯11的效果是提升检测的准确率，利于后续的计算。同时，设置透光罩2的目的为了防止灯光对于眼球的刺激，使得神经的刺激单一，仅仅是耳部的刺激，对于眼球的检测，同时还可以使得进入透光罩2的光线均匀柔和。

在本发明中，为了将眼部完全撑开，使得眼球可以完全的被检测，所述眼部撑开器8包括两个完全相同的月牙形柱体，两个所述月牙形柱体的两端围绕所述透光罩13的开口相对设置，两个所述月牙形柱体的自由端相邻处分别通过弹性件连接。月牙形主体可以用于支撑在眼部的周围，在进行眼部支撑的时候，通过由于弹性件连接而相互排斥的两个月牙形柱体将眼睛的上下完全撑开，这样就可以达到将眼部撑开检测眼球的效果。

在本发明中，所述透光罩13为倒置的桶形状，所述颜色传感器14均匀的设置在其桶底的内壁上。倒置的桶的形状不但可以将眼球全部的覆盖，其桶底的内壁上均匀的颜色传感器14在各个时刻所检测到的颜色均为眼球的状态，将各个时刻按照时间顺序依次排列，就是眼球的运动状态。

在本发明中，本发明提出的一种冷热水变温实验系统，所述处理器上运行有处理系统，所述处理系统用于根据所述颜色传感器14的检测结果得到眼球的运动状态，并根据眼球的运动状态得到昏迷程度。

对此，我们对于上述的处理系统进行具体的介绍，本发明提供的一种冷热水变温实验系统中处理器上运行的处理系统，包括：数据接收模块、数据预处理模块、数据处理模块以及数据输出模块。下面是各个模块详细的介绍。

数据接收模块，用于接收每一个颜色传感器14在各个时间节点所采集到的数据，并将各个时间节点的数据依次进行分隔；该模块是获取各个时间节点的数据，由于颜色传感器14是均匀的布置在眼球的上方的，因此，每一个时间节点所检测到的数据尽可以组成一个图像，每一个时间节点的图像均是一个时间节点的眼球的状态。因此，将各个时间节点对应的数据进行分隔。

数据预处理模块，分别将每一个时间节点的数据根据其对应的所述颜色传感器14对应的位置进行分布，得到每一个时间节点唯一对应的颜色分布矩阵，并将各个所述颜色分布矩阵进行归一化处理；该模块是将上述的图像使用矩阵的方式进行表示，为了使得每一个矩阵都不会与其他的相似的矩阵出现混合，影响都行的判断，将每一个颜色分布矩阵进行归一化处理，使得每一个颜色分布矩阵进行归一化处理均具有唯一的特点。

数据处理模块，将每个归一化处理后的所述颜色分布矩阵进行轮廓的提取，得到每一个时间节点的颜色轮廓，并计算每一个所述颜色轮廓的代表坐标；该模块是将带有颜色的部分进行轮廓的提取，即是眼球的部分在颜色分布矩阵中的轮廓的提取，也就是得到眼球在各个时间节点的轮廓。

数据输出模块，将每一个所述颜色轮廓的代表坐标和与其对应的时间节点依次绘制在坐标系中，得到轮廓移动函数，根据所述轮廓移动函数得到对应的昏迷程度。该模块是将上述得到的轮廓进行处理，得到其代表坐标，也就是将眼球的位置使用一个点表示，通过检测这个点的运动得到眼球的运动，并且通过眼球的位置和时间的结合，得到在时间的维度上的眼球的运动，这样可得到眼球运动的快慢，进而得到其昏迷程度。

上述技术方案中，数据接收模块、数据预处理模块、数据处理模块以及数据输出模块依次按照逻辑顺序依次执行。通过数字图像结合的方式，对眼球的运动进行检测，并通过函数的方式对其进行判断，得到对应的昏迷程度，进而使得通过数据的方式对眼球进行检测，不会放过任何细微的变化。

进一步，在上述技术方案中，所述数据处理模块在进行轮廓的提取的时候，包括如下步骤：

(一)将归一化处理后的所述颜色分布矩阵进行数字化处理得到处理后的所述颜色分布矩阵，处理后的所述颜色分布矩阵仅由0和1组成，其中1表示眼珠颜色所在的位置，0表示眼白颜色所在的位置；

(二)获取所述颜色分布矩阵中的每一个1所在的位置；

(三)截取全部的1所在位置的坐标的边缘坐标，得到所述颜色轮廓。

上述技术方案中，步骤(一)到步骤(三)按照逻辑顺序依次进行，通过极值的方式将轮廓进行提取，用于眼球和眼白的分别为黑颜色和白颜色，因此，使用对立的数值0和1进行，这个也是选择使用检测眼球的原因，在数据的选择和处理上具有极大的简便性。使用0和1表示之后，就可以快速的到的原始的黑色区域的边缘坐标，即是1的区域中的最外层的坐标，即是边缘坐标，由此得到颜色轮廓，这样相对于图像处理之后再使用坐标的方式，极大的简化可运算的计算量。

同时，上述技术方案中，更进一步，所述数字化处理包括如下步骤：

(1)设置对比数值；

(2)将所述颜色分布矩阵中各个数值分别与所述对比数值进行比较；

(3)当所述颜色分布矩阵中的数值大于对比数值的时候，更新该数值为0，当所述颜色分布矩阵中的数值小于等于对比数值的时候，更新该数值为1；

(4)遍历所述颜色分布矩阵中的所有数值并输出处理后的所述颜色分布矩阵。

上述技术方案中，步骤(1)到步骤(4)按照逻辑顺序依次进行，根据对比数值将黑色和白色进行区分，由于光线的作用，颜色传感器14所检测到的不一定均为非黑即白的颜色，也有一部分是结余两者之间，因此，根据光线的强度设置对比数值，将其进行区分，也可以使用最接近黑色的颜色值和最接近白色的颜色值对对比数值进行判断，一般为最接近黑色的颜色值和最接近白色的颜色值的平均值的一般作为对比数值，以此作为评价的标准，将两者进行0和1的极值的划分，由此得到的颜色分布矩阵更加准确的得到眼球的位置，表示眼球在各个时间节点的状态。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。