捕获并且使用用于面罩定制中的面部度量
相关申请的交叉引用
本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2017年12月14日递交的美国临时申请US 62/598648的优先权，通过引用将其内容并入本文。
技术领域
本发明涉及用于识别用于将处置气体流接收到患者的气道的用于患者的定制面罩的方法。本发明还涉及用于执行这样的方法的系统。
背景技术
许多个体遭受睡眠期间的呼吸障碍。睡眠呼吸暂停是全世界数百万人遭受的这样的睡眠呼吸障碍的常见范例。一种类型的睡眠呼吸暂停是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)，其是睡眠由归因于气道的阻塞的呼吸的无能力重复中断的状况；通常地上气道和咽部区域。气道的阻塞通常被认为至少部分地归因于将上气道段稳定化的肌肉的一般松弛，从而允许组织使气道塌陷。另一类型的睡眠呼吸暂停综合征是中枢型呼吸暂停，其是归因于来自大脑的呼吸中枢的呼吸信号的缺少的呼吸的停止。阻塞性、中枢性或混合(其是阻塞性和中枢性的组合)的呼吸暂停状况被定义为呼吸的完全或接近停止，例如峰值呼吸气流的90％或较大降低。
患有睡眠呼吸暂停的那些经历睡眠片段化以及睡眠期间间歇地通气的完全或几乎完全停止，具有潜在地严重程度的氧合血红蛋白去饱和。这些症状可以临床上转换为极端白天嗜睡、心律失常、肺动脉高压、充血性心力衰竭和/或认知功能障碍。睡眠呼吸暂停的其他结果包括右心室功能障碍、觉醒期间以及睡眠期间的二氧化碳保留、以及连续的降低的动脉氧张力。睡眠呼吸暂停患者可能处于来自这些因子的过度死亡率的风险中以及在驱动和/或操作潜在危险装备时的事故的升高风险中。
即使患者不遭受气道的完全或几乎完全阻塞，也知道能够发生不利效应，诸如从睡眠觉醒，其中，仅存在气道的部分阻塞。气道的部分梗阻通常导致被称为呼吸不足的浅呼吸。呼吸不足通常被定义为峰值呼吸气流的50％或较大降低。其他类型的睡眠呼吸障碍包括但不限于上气道阻力综合征(UARS)和气道的振动，诸如咽壁的振动(通常被称为打鼾)。
公知地，通过向患者的气道施加持续气道正压(CPAP)来处置睡眠呼吸障碍。该正压有效地“夹板固定”气道，从而维持肺的开放通道。还已知提供正压治疗，其中，递送到患者的气体的压力随着患者的呼吸周期变化或者随着患者的呼吸努力变化以增加患者的舒适性。该压力支持技术被称为双水平压力支持，其中，递送到患者的吸气气道正压(IPAP)高于呼吸气道正压(EPAP)。还已知提供压力基于患者的检测到的状况(诸如患者是否正经历呼吸暂停和/或呼吸不足)自动调节的正压治疗。该压力支持技术被称为自动滴定类型的压力支持，因为压力支持设备试图向患者提供仅与处置呼吸障碍必要的一样高的压力。
如刚才所描述的压力支持治疗涉及将包括具有软柔性密封垫的面罩部件的患者接口设备放置在患者的面部上。面罩部件可以是但不限于覆盖患者的鼻子的鼻罩、覆盖患者的鼻子和嘴的鼻/口罩或覆盖患者的面部的全面罩。这样的患者接口设备还可以采用其他患者接触部件，诸如前额支撑体、脸颊垫和下巴垫。患者接口设备通常通过头网部件固定到患者的头部。患者接口设备被连接到气体递送管或导管并且将压力支持设备与患者的气道进行接合，使得呼吸气体流可以从压力/流生成设备递送到患者的气道。
用于创建用于将处置气体流递送到患者的用于患者的“定制”面罩的当前先进技术系统使用3维(3D)扫描，其是使用昂贵的3D图像捕获设备获得的。作为这样的设备的成本的结果，对这样的设备的访问通常是受限的。
发明内容
作为本发明的一方面，提供了一种用于与电子设备一起使用以捕获所述电子设备的用户的面部度量的装置。电子设备具有面对所述用户的前置相机和背对所述用户的后置相机。所述装置包括：框架，其被构造为被耦合到所述电子设备；以及多个反射表面，其被安装到所述框架，其中，所述多个反射表面被定位并且构造为使得所述前置相机能够捕获所述用户的第一图像，并且所述后置相机能够与所述第一图像同时地捕获所述用户的第二图像。
所述多个反射表面可以包括被安装到所述框架的多个反射镜。
所述框架可以包括固定机构，其被构造为选择性地将所述框架耦合到所述电子设备。
所述框架可以被构造为总体上包围所述电子设备的大部分。
所述多个反射表面可以包括：第一反射表面，其被安装到所述框架，使得所述第一反射表面被构造为当所述装置被定位在所述电子设备上时以关于所述后置相机的第一角度被设置；以及第二反射表面，其以垂直于所述第一角度的第二角度被安装到所述框架。
所述第一反射表面可以是被安装到所述框架的第一反射镜的部分，并且所述第二反射表面可以是被安装到所述框架的第二反射镜的部分。
作为本发明的另一方面，提供了一种用于捕获用户的面部度量的系统。所述系统包括：电子设备，其具有面对所述用户的前置相机和背对所述用户的后置相机；以及装置。所述装置包括：框架，其被耦合到所述电子设备；以及多个反射表面，其被安装到所述框架，其中，所述多个反射表面被定位并且构造为使得所述前置相机能够捕获所述用户的第一图像，并且所述后置相机能够与所述第一图像同时地捕获所述用户的第二图像。
所述电子设备可以包括智能电话或者平板电脑。
所述多个反射表面包括被安装到所述框架的多个反射镜。
所述框架可以包括固定机构，并且所述框架可以通过所述固定机构选择性地耦合到所述电子设备。
所述框架可以总体上包围所述电子设备的大部分。
所述多个反射表面可以包括：第一反射表面，其被安装到所述框架，使得所述第一反射表面被构造为当所述装置被定位在所述电子设备上时以关于所述后置相机的第一角度被设置；以及第二反射表面，其以垂直于所述第一角度的第二角度被安装到所述框架。
所述第一反射表面可以是被安装到所述框架的第一反射镜的部分，并且其中，所述第二反射表面是被安装到所述框架的第二反射镜的部分。
作为本发明的又一方面，提供了一种确定电子设备的用户的面部度量的方法，所述电子设备具有面对所述用户的前置相机和背对所述用户的后置相机。所述方法包括：使得所述前置相机和所述后置相机两者能够同时或者接近同时捕获图像；使用所述前置相机或者所述后置相机中的一个来捕获所述用户的第一图像；在不相对于所述用户移动所述电子设备的情况下使用所述前置相机或者所述后置相机中的另一个来捕获所述用户的第二图像；并且通过分析所述第一图像和所述第二图像来确定所述用户的面部度量。
在参考附图考虑以下描述和权利要求书后，本公开的这些和其他目的、特征及特性，以及操作的方法和相关结构元件的功能以及各部分的组合及制造的经济性将变得更加显而易见，所有附图形成了本说明书的部分，其中，类似的附图标记在各个附图中指代对应的部分。然而，应明确理解，附图仅是出于说明和描述的目的，而不旨在作为对本发明的限制的定义。
附图说明
图1A和1B分别是根据本发明的一个范例实施例的智能电话的形式的电子设备的等距前和后视图；
图2A和2B分别是用于确定用户的面部度量中的系统的等距前和后视图，该系统包括图1A和1B的电子设备，其示出有耦合到电子设备的用于确定根据本发明的一个范例实施例的电子设备的用户的面部度量中的装置；
图3是沿着图2A和2B的线3-3取得的图2A和图2B的装置的截面视图；并且
图4A和4B分别是用于确定用户的面部度量中的另一系统的等距前和后视图，该系统包括图1A和1B的电子设备，其示出有设置在电子设备附近并且总体上包围电子设备大部分的用于确定根据本发明的另一范例实施例的电子设备的用户的面部度量中的装置。
具体实施方式
根据需要，在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应理解到，所公开的实施例对本发明仅仅是示范性的，本发明可以以各种形式实现。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为权利要求的基础并且作为教导本领域技术人员在实际上任何适当的详细结构中不同地采用本发明的代表性基础。
如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括复数参考，除非上下文另行明确说明。如本文所用，两个或更多个部分或部件“耦合”的表述应意指所述部分被直接或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起运行，只要发生链接。如本文所使用的，“直接耦合”意指两个元件直接彼此接触。如本文所使用的，“固定地耦合”或“固定的”意指两个部件被耦合从而作为一体移动，同时维持相对于彼此的恒定取向。
如在本文中所使用的，词语“单式”意指将部件创建为单件或单元。即，包括单独创建并且然后耦合在一起作为单元的件的部件不是“单式”部件或体。如在本文中所使用的，两个或更多个部分或部件彼此“接合”的表述应当意指所述部分直接地或通过一个或多个中间部分或部件而对彼此施力。如在本文中所使用的，术语“数量”应意指一或大于一的整数(即，多个)。
本文中所使用的方向性用语，例如而非限制性的，顶部、底部、左、右、上、下、前、后以及它们的衍生词，涉及附图中示出的元件的取向，而非限制权利要求，除非其中明确记载。
如本文所使用的，术语“图像”应当是指人的形状的表示并且可以以描述形状的电子信息的形式。
本发明的实施例利用具有前置相机和后置相机两者的容易可用电子设备(诸如例如但不限于大多数蜂窝智能电话和电子平板电脑)上的相机，以捕获通常同时捕获的人/患者的多幅图像。这样的图像然后使用已知技术采用以确定患者的面部度量，所述面部度量然后采用在确定并且进一步识别由患者在接收压力支持治疗中使用的定制面罩中。
图1A和1B分别示出了可以与根据本发明的范例实施例一起采用或者作为其元件的智能电话的形式的范例电子设备10的前和后视图。电子设备10包括具有各种电子部件的壳体12，包括设置在其中的适合的处理设备14(在图1B中以隐线示意性示出)。电子设备10还包括以触摸屏18的形式定位在壳体12的前面16上的输入/输出设备，以用于向处理设备14提供数据或者从处理设备14接收输出。另外的输入设备(例如，侧按钮18A和18B)也可以被提供为与处理设备14电学通信，以用于向用于处理设备提供用于执行其预定功能的指示。电子设备10还包括：前置相机20的形式的第一图像捕获设备，其定位在前面16上在第一方向D1上背对壳体12；以及后置相机22的形式的第二图像捕获设备，其定位在与前面16相对的壳体12的后面24上在与第一方向D1相对的第二方向D2上背对壳体12。前置相机20和后置相机22电连接到处理设备14，使得相机20和相机22两者由处理设备14控制并且将捕获的图像数据传递到处理设备14。如下文将进一步描述的，处理设备14被构造为要么同时要么大体同时选择性地致动相机20和22之一或两者(即，按顺序足够接近从而在没有图像之间由对象造成的移动的情况下捕获后续图像对象)。
处理设备14包括：处理部分，其可以是例如微处理器、微控制器或一些其他适合的处理设备；以及存储器部分，其可以在处理部分的内部或操作地耦合到处理部分并且为由用于控制电子设备10的操作的处理部分可执行的数据和软件提供存储介质。存储器部分可以是各种类型的内部和/或外部存储介质中的任何一个或多个，诸如但不限于RAM、ROM、(一个或多个)EPROM、(一个或多个)EEPROM、FLASH等，其为数据存储提供存储寄存器(即，机器可读介质)(诸如以计算机的内部存储区域的方式)并且可以是易失性存储器或非易失性存储器。
图2A和2B分别是图1A和1B的电子设备10的前和后等距视图，其示出有装置30，因此形成用于捕获根据本发明的一个示范性实施例的电子设备10的用户的面部度量中的系统100。装置30包括框架32，其被构造为经由任何适合的耦合模块(例如但不限于摩擦安装、粘合剂、弹簧加载夹紧机构、或任何其他适合的固定机构)耦合到电子设备10。如图3的截面视图所示，装置30包括安装到框架32的多个(在范例实施例中利用两个)反射表面34A、34B，其被定位并且构造为使得后置相机22有效瞄准，诸如在与前置相机20相同的方向(即，第一方向D1)上由箭头D2’所示。因此，装置30因此提供前置相机20来捕获装备有装置30的电子设备10的用户的第一图像，同时还允许后置相机22如论如何在不移动电话的情况下与第一图像同时或者大约同时捕获用户的第二图像。尽管两个反射表面34A和34B被采用在所图示的范例实施例中，但是应意识到，可以采用任何数量的表面，而不改变本发明的范围。
在图3中所图示的范例实施例中，反射表面34A和34B是安装到框架32的反射镜的部分。在这样的范例中，反射表面34A被安装到框架32，使得当装置30被定位在电子设备10上时，反射表面34A以关于后置相机22的第一角度φ被设置。在这样的范例实施例中，第二反射表面34B以垂直于第一角度的第二角度(未标记)安装到框架32。
图4A和4B分别是图1A和1B的电子设备10的前和后等距视图，其示出有装置130，因此形成用于捕获根据本发明的一个示范性实施例的电子设备10的用户的面部度量中的系统100’。除了装置130经由类似于总体上包围电子设备10的大部分的保护性智能电话壳体形成的耦合部分150固定到电子设备10之外，装置130包括具有与结合图2A、2B和3先前地讨论的装置30类似的布局。
因此已经描述了装置30和130的范例实施例，并且系统100和100’包括这样的装置和相关联的电子设备10，将简要描述利用这样的系统确定用户的面部度量中的这样的系统的使用。作为初始步骤，电子设备10的用户将选择将使得前置相机20和后置相机22两者能够同时或者接近同时捕获图像的程序。接下来，用户的第一图像随后或者同时使用前置相机20或者后置相机22中的一个来捕获，用户的第二图像使用前置相机20或者后置相机22中的另一个来捕获，而不相对于用户移动电子设备。最后，用户的面部度量通过分析第一图像和第二图像来确定。在这样的分析期间，第一和第二图像可以拼贴在一起并且成三角形以构建针对用户的定制CPAP面罩可以制造或者以其他方式向用户识别的3D几何结构。备选地，2D图像可以被用于使用本领域技术人员已知的任何数量的其他技术创建3D空间模型，诸如通过外极平面、体积深度神经网络(DNN)、或生成性对抗网络相关性中的视差图的使用。
从前述内容，应意识到，本发明的实施例提供在不需要昂贵3D成像设备的情况下通过使用诸如智能电话、平板电脑、或类似设备的容易可用电子设备获得用户的面部度量。
尽管为了说明的目的已经基于当前被认为是最实用和优选的实施例详细描述了本发明，但是应该理解，这样的细节仅仅出于该目的并且本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖落在权利要求的精神和范围内的修改和等价布置。例如，应理解，本发明预期，在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合。还应意识到，本文所描述的结构的总体和/或截面形状仅出于示范性目的提供并且这样的形状可以在不脱离本发明的范围的情况下变化。
在权利要求中，括号内的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。词语“包括”或“包含”不排除除了权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在列举了若干模块的设备权利要求中，这些模块中的若干个可以由同一项硬件来实现。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在列举了若干模块的任何设备权利要求中，这些模块中的若干单元可以由同一项硬件来实现。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定元件，但是这并不指示不能组合使用这些元件。
