[發明專利]智能化生理參數檢測系統

在審

• 申請號: 201610002131.2
• 申請日: 2016-01-02
• 公開（公告）號: CN105662372A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫桑尼安科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/0402;A61B5/1455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種智能化生理參數檢測系統，所述檢測系統包括脈搏參數提取 設備、心電圖參數提取設備、靜態存儲設備和飛思卡爾MC9S12芯片，所 述靜態存儲設備預先存儲了不同人種的各個生理參數閾值，所述脈搏參數 提取設備基于被測人員匹配的人種的脈搏參數閾值對被測人員脈搏狀態 進行監控，所述心電圖參數提取設備基于被測人員匹配的人種的心電圖參 數閾值對被測人員心電圖狀態進行監控，所述飛思卡爾MC9S12芯片用于 實現被測人員的人種匹配。

2.如權利要求1所述的智能化生理參數檢測系統，其特征在于，所 述檢測系統包括：

靜態存儲設備，預先存儲了黑白閾值和像素數閾值，所述黑白閾值用 于對圖像執行二值化處理，所述靜態存儲設備還預先存儲了四種灰度化面 部模版，所述四種灰度化面部模版為通過對基準白色人種面部、基準黃色 人種面部、基準棕色人種面部和基準黑色人種面部分別進行拍攝所得到的 面部圖像執行灰度化處理而獲得，所述靜態存儲設備還用于預先存儲人種 生理參數對照表，所述人種生理參數對照表保存了白色人種、黃色人種、 棕色人種和黑色人種四種類型中的每一種類型對應的基準脈搏范圍、基準 竇性心率范圍、基準PR間隔范圍、基準QT間期范圍、基準血糖上限濃 度、基準血糖下限濃度、基準血氧飽和度上限濃度和基準血氧飽和度下限 濃度；

高清攝像頭，用于對被測人員面部進行拍攝，以獲得被測人員面部圖 像；

面部識別設備包括圖像預處理子器件、二值化處理子器件、列邊緣檢 測子器件、行邊緣檢測子器件、目標分割子器件和目標識別子器件，所述 圖像預處理子器件與所述高清攝像頭連接，以對所述被測人員面部圖像依 次執行自適應邊緣增強和小波濾波處理，以獲得預處理面部圖像；所述二 值化處理子器件與所述圖像預處理子器件和所述靜態存儲設備分別連接， 將所述預處理面部圖像的每一個像素的亮度與所述黑白閾值分別比較，當 像素的亮度大于所述黑白閾值時，將像素記為白色像素，當像素的亮度小 于所述黑白閾值時，將像素記為黑色像素，從而獲得二值化面部圖像；所 述列邊緣檢測子器件與所述二值化處理子器件和所述靜態存儲設備分別 連接，用于對所述二值化面部圖像，計算每列黑色像素的數目，將黑色像 素的數目大于等于所述像素數閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測子器 件與所述二值化處理子器件和所述靜態存儲設備分別連接，用于對所述二 值化面部圖像，計算每行黑色像素的數目，將黑色像素的數目大于等于所 述像素數閾值的行記為邊緣行；所述目標分割子器件與所述列邊緣檢測子 器件和所述行邊緣檢測子器件分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區域作 為目標存在區域，并從所述二值化面部圖像中分割出所述目標存在區域以 作為面部子圖像輸出，以將面部子圖像從被測人員面部圖像的背景處分 開；所述目標識別子器件與所述目標分割子器件和所述靜態存儲設備分別 連接，將所述面部子圖像與四種灰度化面部模版匹配，輸出匹配度最高的 灰度化面部模板所對應的人種類型作為被測人員的人種類型；

第一電阻，一端與5V電源連接，另一端與紅外接收二極管的正端連 接；

第二電阻，一端與5V電源連接，另一端與第三電阻的一端連接；

第三電阻，另一端接地，并具有與第二電阻相同的阻值；

第一雙路運算放大器，用于產生2.5V的基準電壓，其正端與第二電阻 的另一端連接，負端與第一電容的一端連接，輸出端與紅外發射二極管的 負端連接，負端還與紅外發射二極管的負端連接；

第一電容，另一端接地；

第四電阻，一端與紅外發射二極管的負端連接；

第二雙路運算放大器，正端與第四電阻的另一端連接，負端與紅外接 收二極管的正端連接，輸出端作為脈搏電壓；

第五電阻，并聯在第二雙路運算放大器負端和第二雙路運算放大器輸 出端之間；

第二電容，并聯在第二雙路運算放大器負端和第二雙路運算放大器輸 出端之間；

紅外發射二極管，設置在被測人員耳部毛細血管位置，用于發射紅外 光，紅外發射二極管的負端與紅外接收二極管的正端連接；

紅外接收二極管，設置在被測人員耳部毛細血管位置，位于所述紅外 發射二極管的相對位置，用于接收透射被測人員耳部毛細血管后的紅外 光；

信號采集設備，包括多個醫用電極和多個運動軌跡傳感器，所述多個 醫用電極分別設置在被測人員體表處的多個固定位置，用于提取被測人員 心電場在體表處的多個固定位置分別產生的多個電壓，每一個運動軌跡傳 感器緊鄰一個醫用電極放置，用于提取對應位置處被測人員因為呼吸和人 體運動而產生的漂移心電電壓信號；

運動軌跡消除設備，與所述多個醫用電極和所述多個運動軌跡傳感器 別連接，將每一個醫用電極產生的每一個電壓與對應運動軌跡傳感器產生 的漂移心電電壓信號求和，以獲得對應的目標電壓；

導聯電路，與所述運動軌跡消除設備連接，用于接收多個目標電壓， 基于所述多個目標電壓計算心電電壓差并輸出；

信號放大電路，與所述導聯電路連接，用于接收所述心電電壓差并對 所述心電電壓差放大；

帶通濾波電路，與所述信號放大電路連接，用于濾除放大后的心電電 壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差；

模數轉換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對濾波電壓差進行模 數轉換，以獲得數字化電壓差；

心電圖參數提取電路，與所述模數轉換器連接，基于所述數字化電壓 差提取被測人員的竇性心率和PR間隔；

飛思卡爾MC9S12芯片，與所述第二雙路運算放大器的輸出端和所述 心電圖參數提取電路分別連接以獲得所述脈搏電壓、所述竇性心率和所述 PR間隔，當所述脈搏電壓在預設脈搏范圍之外時，發出脈搏異常識別信號， 當所述竇性心率在預設竇性心率范圍之外時，發出竇性心率異常識別信 號，當所述PR間隔在預設PR間隔范圍之外時，發出PR間隔異常識別信 號；

其中，所述心電電壓差包括多個電壓差；

其中，當紅外發射二極管和紅外接收二極管之間無脈搏時，脈搏電壓 為2.5V，當紅外發射二極管和紅外接收二極管之間存在跳動的脈搏時，血 脈使耳部透光性變差，脈搏電壓大于2.5V；

其中，第一雙路運算放大器和第二雙路運算放大器都為TI公司的雙路 運算放大器；

其中，飛思卡爾MC9S12芯片還與面部識別設備和靜態存儲設備分別 連接，基于面部識別設備輸出的被測人員的人種類型在所述人種生理參數 對照表中確定基準脈搏范圍、基準竇性心率范圍、基準PR間隔范圍、基 準QT間期范圍、基準血糖上限濃度、基準血糖下限濃度、基準血氧飽和 度上限濃度和基準血氧飽和度下限濃度，并作為預設脈搏范圍、預設竇性 心率范圍、預設PR間隔范圍、預設QT間期范圍、預設血糖上限濃度、 預設血糖下限濃度、預設血氧飽和度上限濃度和預設血氧飽和度下限濃 度。