[發明專利]基于年齡段檢測的人員生理狀態預警系統

在審

• 申請號: 201610002371.2
• 申請日: 2016-01-02
• 公開（公告）號: CN105640518A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 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;A61B5/024;A61B5/145;A61B5/1171;A61B5/1455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于年齡段檢測的人員生理狀態預警系統，所述預警系統包 括脈搏監控子系統、血氧監控子系統、年齡段檢測子系統和主控制器，所 述脈搏監控子系統基于所述年齡段檢測子系統的檢測結果對被測人員血 脈搏參數進行提取，所述血氧監控子系統基于所述年齡段檢測子系統的檢 測結果對被測人員血氧飽和度進行監控，所述主控制器基于所述脈搏監控 子系統和所述血氧監控子系統的監控結果對被測人員的生理狀態進行預 警。

2.如權利要求1所述的基于年齡段檢測的人員生理狀態預警系統， 其特征在于，所述預警系統包括：

FLASH存儲器，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FLASH存儲器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幼兒年齡段面部、基準 兒童年齡段面部、基準成人年齡段面部和基準老人年齡段面部分別進行拍 攝所得到的面部圖像執行灰度化處理而獲得，所述FLASH存儲器還用于 預先存儲年齡段生理參數對照表，所述年齡段生理參數對照表保存了幼兒 年齡段、兒童年齡段、成人年齡段和老年年齡段四種年齡段中的每一種年 齡段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FLASH存儲器分別連接， 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FLASH存儲器分別 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FLASH存儲器分別連接，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FLASH存儲器分 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年齡段作為被測人員的年齡段；

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；

近紅外光發射器，設置在被測人員手指指尖毛細血管位置，與光源驅 動電路連接，用于基于光源驅動電路發送的發光控制信號，發射近紅外光；

光源驅動電路，與所述近紅外光發射器連接，用于向所述近紅外光發 射器發送發光控制信號；

近紅外光接收器，設置在被測人員手指指尖上，位于所述發光二極管 的相對位置，用于接收透射被測人員手指指尖毛細血管后的近紅外光；

參數提取設備，與所述近紅外光發射器和所述近紅外光接收器分別連 接，基于發射的近紅外光與透射的近紅外光的光線衰減程度，計算被測人 員血液中的氧合血紅蛋白含量和還原血紅蛋白含量；

主控制器，與所述參數提取設備連接，基于氧合血紅蛋白含量和還原 血紅蛋白含量計算被測人員的血氧飽和度；所述主控制器還與所述第二雙 路運算放大器的輸出端連接以獲得所述脈搏電壓，并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，當所述血氧飽和度在預設血 氧飽和度上限濃度時，發出血氧飽和度過高識別信號，當所述血氧飽和度 在預設血氧飽和度下限濃度時，發出血氧飽和度過低識別信號；

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 為基準脈搏電壓閾值，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，脈搏電壓大于基準脈搏電壓閾值；

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，主控制器還與面部識別設備和FLASH存儲器分別連接，基于 面部識別設備輸出的被測人員的年齡段在所述年齡段生理參數對照表中 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。