[發明專利]一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置及方法

有效

• 申請號: 201711384476.X
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107961008B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 王遠;何子軍;葉小燦;汪錫;孫怡寧;許楊;徐玉兵;馬祖長;陳焱焱;周旭;楊先軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: A61B5/0496
• 分類號: A61B5/0496;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置，其特征在于：包括柔性陣列力傳感器模塊（10）、眼電（EOG）電極一（21）、眼電（EOG）電極二（22）、眼電（EOG）電極三（23）、采集控制模塊（20）、顯示器一（31）、顯示器二（32）、語音播放模塊（40）、支架（50）和USB數據接口（60），眼電（EOG）電極一（21）、眼電（EOG）電極二（22）和眼電（EOG）電極三（23）采集眼電信號傳入采集控制模塊（20），柔性陣列力傳感器模塊（10）平鋪測試床（1）上面，采集的人體與床面接觸壓力信息傳入采集控制模塊（20），采集控制模塊（20）固定在支架（50），可監測提取測試過程的眼電、壓力特征，并顯示在顯示器二（32）上，且可同時輸出到位于采集控制模塊（20）一側的USB數據接口（60），語音播放模塊（40）安裝在支架（50）橫桿靠床一側末端，一個用于顯示文字圖片信息的顯示器一（31）安裝在支架（50）橫桿，位于測試床頭正上方，采集控制模塊（20）通過控制語音播放模塊（40）和顯示器一（31）提醒與引導糾正受試者的不正確測試狀態；

該裝置對受試者的狀態判斷與最佳的提醒與引導方式的選擇工作方式如下：

a. 靜息代謝率測量開始前進行儀器布置，包括柔性陣列力傳感器模塊（10）布置，支架（50）高度調節，顯示器一（31）與語音播放模塊（40）角度調節；

b. 系統上電初始化，并進行自檢，主要檢查EOG信號與壓力傳感器陣列的壓力信號，如有異常，通過語音播放模塊(40)進行報警提示，如果無異常，繼續下述步驟；

c. 采集控制模塊（20）內微處理器實時獲取EOG信號以及柔性陣列傳感器模塊采集的壓力信號，根據EOG信號提取眨眼特征，判斷受試者是否可能睡著；同時，根據柔性陣列力傳感器模塊（10）的壓力信號，提取肢體動作特征，并基于動作特征對肢體動作進行分級；由上述是否可能睡著的特征和肢體動作特征組成人體的整體狀態信息，并據此對人體整體狀態進行分類，得到相應的類別編碼；

d. 基于上述類別編碼，根據一定的映射機制，得到相應的提醒與引導類別編碼，如果生成的提醒與引導類別編碼對應的是無需任何提醒與引導，則不做任何干預措施，繼續監測，反之，則執行類別編碼對應的提醒與引導措施，由采集控制模塊（20）內微控制器控制顯示器一（31）和語音播放模塊（40）執行；

e. 如果不是第一次提醒與引導，則結合上次的狀態的分類與時間間隔，若兩次提醒的時間間隔較短，并且有非穩定狀態位交集，則將原始的狀態交集部分提高一個等級，再按照正常的映射機制得到最終的提醒與引導類別編碼，并最終實施提醒與引導措施；

f. 完成上述提醒與引導后，等待30s，如果正在測量，則繼續監測，如果測量結束，則初始化該裝置；

通過對受試者進行狀態的判斷與分類，映射最佳的提醒與引導方式，并以此實施提醒與引導，既能確保提醒與引導能為受試者所接收到，又能對其穩定的狀態干擾盡可能小，避免產生較大的狀態波動。

2.根據權利要求1所述的一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置，其特征在于：所述眼電（EOG）電極一（21）、眼電（EOG）電極二（22）、眼電（EOG）電極三（23）和采集控制模塊（20）中的眼電調理電路構成了單極導聯眼電測量單元，主要記錄垂直方向的EOG信號。

3.根據權利要求1所述的一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置，其特征在于：所述支架（50）可手動調節高度，具體高度由測試環境中測試床（1）的高度確定，使支架（50）的橫桿與躺床受試者距離合適。

4.根據權利要求1所述的一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置，其特征在于：包括一個USB數據接口（60），間接能量測試儀可以通過此數據接口查詢人體的實時狀態，也可以通過此接口控制輔助裝置的開始與結束。

5.根據權利要求1所述的一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置，其特征在于：顯示單元包括一個面向受試者的顯示器一（31）和一個面向操作者的顯示器二（32），面向受試者的顯示器一（31）顯示輔助裝置自動產生的提醒與引導信息，面向操作者的顯示器二（32）顯示受試者的狀態信息。

6.根據權利要求1所述的一種靜息代謝率快速獲取的輔助裝置，其特征在于：通過基于EOG信號獲得的眨眼特征以及基于壓力傳感器信號獲得的動作特征，對受試者進行自動狀態判斷與分類。