[發明專利]一種基于智能設備的便攜非侵入式生命體征監測方法

在審

• 申請號: 201710408843.9
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107095659A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 余長泉;徐偉;吳舒;張娜
• 申請（專利權）人: 蘇州安萊光電科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發明涉及生命體征監測領域，特別是涉及一種基于智能設備的便攜非侵入式生命體征監測方法。

背景技術

生命體征監測對于人類的工作學習及身體健康有重要意義，特別是對于存在安全隱患的人群，實時監測、防患于未然就更顯得意義重大。

通常情況下，生命體征的檢測有賴于醫院的權威設備或價格昂貴、體積較大的監測設備，且大多數生命體征的監測設備均為病患準備，一般來說體積較大、不方便攜帶或者價格昂貴不方便經常使用等。

目前的生命體征監測設備中，大多數為侵入式設備，即設備或設備部件需與皮膚直接接觸，然而侵入式設備在履行監測職責的同時卻也為被檢測者帶來苦惱，如交叉感染、佩戴不舒服等，需要改進。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于智能設備的便攜非侵入式生命體征監測方法，提升攜帶和使用的便利性，避免侵入式檢測，降低成本。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于智能設備的便攜非侵入式生命體征監測方法，包括以下步驟：

在智能設備上安裝并打開生命體征監測程序，所述智能設備內置 3軸加速度傳感器或3軸陀螺儀傳感器，所述智能設備內置攝像頭或者圖像傳感器；

打開生命體征監測程序的數據采集功能，利用3軸加速度傳感器或者3軸陀螺儀傳感器采集使用者胸口或者心臟位置跳動的原始數據，利用攝像頭或者圖像傳感器采集指端的圖像數據；

生命體征監測程序利用智能設備進行實時的數據處理，對3軸加速度傳感器或者3軸陀螺儀的信號質量評估，優選出最能反映呼吸和心率的信號數據，對攝像頭或者圖像傳感器采集到的視頻信號進行處理，對每一幀進行RGB、HSV統計，計算得到指端脈搏波信號；

生命體征監測程序利用智能設備的屏幕顯示生命體征監測結果。

在本發明一個較佳實施例中，所述數據采集功能開啟時，使用者手持智能設備并貼緊胸口或者心臟位置，以便得到最接近心臟的心跳和呼吸信息，但無需直接接觸皮膚，允許在站著、坐著或者躺著的狀態下進行。

在本發明一個較佳實施例中，所述數據采集功能開啟時，使用者需將某一根手指的端部蓋住攝像頭，以便獲取原始指端視頻數據。

在本發明一個較佳實施例中，所述智能設備的屏幕顯示的生命體征監測結果包含但不限于呼吸、心率、血壓的實時曲線和瞬時數據。

在本發明一個較佳實施例中，所述智能設備包括但不限于智能手機和平板電腦。

在本發明一個較佳實施例中，所述生命體征監測程序利用使用者 呼吸、心跳帶來的胸腔起伏及振動，影響3軸加速度轉感器或3軸陀螺儀中的某一軸或某幾軸的數據，通過對這些方向上的數據的采集及解調，提取得到呼吸及心率信號；同時利用攝像頭記錄指端的脈搏波，結合加速度傳感器或者陀螺儀傳感器記錄的心臟處的心率信號，得到脈搏傳導時間PTT；

由PTT推導得出血壓的理論依據如下：

動脈血管的彈性與脈搏傳播速度建立起來的Moens-Korteweg方程如下：

其中PWV為脈搏傳播速度，E為彈性模量，非常數，h為血管厚度，D為血管內部直徑，ρ為血液密度；

彈性模量E與血管跨壁壓之間的關系如下：

E＝E₀e^rp 式2

E₀為壓力為零時的彈性模量，P是血壓，r是表征血管的一個相關系數；

脈搏傳播速度與脈搏傳導時間有近似的關系：

其中L為兩動脈監測點之間的距離；

綜合式1、式2及式3，Moens-Korteweg方程變化為：

由式4可知，通過測量PTT即可得到血壓值。

本發明的有益效果是：本發明指出的一種基于智能設備的便攜非侵入式生命體征監測方法，主要利用智能手機的3軸(x軸、y軸、z軸)加速度傳感器、3軸(x軸、y軸、z軸)陀螺儀和攝像頭，通過生命體征監測程序(APP)對加速度傳感器、陀螺儀和攝像頭數據進行原始數據采集、數據分析，并顯示在智能手機的屏幕上，實現呼吸、心率、血壓、血氧飽和度、血液粘度等血液、血管參數的監測，利用手機為載體，具有便攜性強、使用簡便、非穿戴式、成本低、無交叉感染等優點，其適用場合非常廣泛，幾乎涵蓋日常生活及工作的所有場景，解決了傳統監測設備專為病患設計而忽略對正常人群的健康監測等問題。

附圖說明