[發明專利]一種基于年齡段檢測的生理參數檢測方法

在審

• 申請號: 201610002421.7
• 申請日: 2016-01-02
• 公開（公告）號: CN105662364A
• 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: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;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生理參數檢測方法，該方法包括：

1)提供一種基于年齡段檢測的生理參數檢測平臺，所述檢測平臺包 括脈搏監控設備、血氧監控設備、年齡段檢測設備和數字信號處理器，所 述數字信號處理器與所述年齡段檢測設備連接，基于所述年齡段檢測設備 輸出的被測人員的年齡段信息確定各項生理參數閾值，所述脈搏監控設備 基于脈搏閾值對被測人員脈搏狀態進行監控，所述血氧監控設備基于血氧 飽和度閾值對被測人員血氧飽和度狀態進行監控；

2)使用所述檢測平臺。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測平臺包括：

圖像采集設備，用于對被測人員面部進行拍攝，以獲得被測人員面部 圖像；

對比度增強設備，與所述圖像采集設備連接，用于接收所述被測人員 面部圖像并對其進行對比度增強處理，以獲得增強圖像；

中值濾波設備，與所述對比度增強設備連接，用于對所述增強圖像執 行像素窗口5×5的中值濾波，以濾除所述增強圖像中的點噪聲，獲得中值 濾波圖像；

低通濾波設備，與所述中值濾波設備連接，用于去除所述中值濾波圖 像中的隨機噪聲，獲得低通濾波圖像；

同態濾波設備，與所述低通濾波設備連接，用于對所述低通濾波圖像 執行壓縮亮度范圍處理，以獲得同態濾波圖像；

特征提取設備，與所述同態濾波設備連接，包括圖像分割子設備和特 征向量識別子設備，所述圖像分割子設備用于將所述同態濾波圖像中的面 部目標從拍攝背景處識別并分割出來以獲得面部子圖像；所述特征向量識 別子設備與所述圖像分割子設備連接，基于所述面部子圖像確定被測人員 面部的8個幾何特征：歐拉孔數、圓度、角點數、凸凹度、光滑度、長徑 比、緊密度和主軸角度，并將所述8個幾何特征組成特征向量；

年齡段識別設備，與所述特征提取設備連接，采用8輸入4輸出的單 隱層BP神經網絡，以被測人員面部的8個幾何特征作為輸入層神經元， 輸出層為被測人員的年齡段，所述被測人員的年齡段為幼兒年齡段、兒童 年齡段、成人年齡段和老人年齡段四種類型中的一種；

存儲設備，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、成人年齡段和老人年齡段四種 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；

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；

發光二極管，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，交替發射紅外光和 紅光；

光源驅動電路，內置定時器，用于向所述發光二極管發送發光控制信 號；

光電轉換器，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紅外光和紅光，并 將透射紅外光和透射紅光分別轉換為模擬電流信號，以獲得模擬紅外光電 流和模擬紅光電流；

電流電壓轉換電路，與所述光電轉換器連接，用于對模擬紅外光電流 和模擬紅光電流分別進行電流電壓轉換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模 擬紅光電壓；

信號放大器，與所述電流電壓轉換電路連接，用于對模擬紅外光電壓 和模擬紅光電壓分別進行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放 大電壓；

信號檢測電路，與所述信號放大器連接，包括直流信號檢測子電路和 交流信號檢測子電路，用于檢測模擬紅外光電壓中的直流成分和交流成 分，以作為第一直流電壓和第一交流電壓輸出，還用于檢測模擬紅光電壓 中的直流成分和交流成分，以作為第二直流電壓和第二交流電壓輸出；

模數轉換器，與所述信號檢測電路連接，用于對第一直流電壓、第一 交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別進行模數轉換，以獲得第一 數字化直流電壓、第一數字化交流電壓、第二數字化直流電壓和第二數字 化交流電壓；

數字信號處理器，與所述模數轉換器連接，將第二數字化交流電壓與 第二數字化直流電壓的比值除以第一數字化交流電壓與第一數字化直流 電壓的比值以獲得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子計算血氧飽和 度，其中，血氧飽和度與吸收光比值因子成線性關系；所述數字信號處理 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，所述光電轉換器為一光電二極管；

其中，所述發光二極管發射的紅外光的波長為940nm，所述發光二極 管發射的紅光的波長為660nm；

其中，在所述信號放大器和所述信號檢測電路之間還設置信號濾波電 路，用于濾除模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓中的噪聲成分；

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，數字信號處理器還與年齡段識別設備和存儲設備分別連接，基 于年齡段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。