[發明專利]一種生理參數測量系統及配備該測量系統的智能座椅

有效

• 申請號: 201810833110.4
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108888271B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 賈振華;張午陽;張智杰;安寧;林曉東;理查德-霍華德;許辰人;張燕詠
• 申請（專利權）人: 佛山市丈量科技有限公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

一種生理參數測量系統，數據采集單元按照非接觸式的方式采集由人體生理活動引起的第一信號，中央處理單元至少按照如下步驟對第一信號進行運算處理以獲得人體的呼吸頻率參數：按照濾除特定頻段的信號的方式對第一信號進行濾波處理以得到第二信號，并基于自相關函數對第二信號進行運算處理并對運算結果中的峰值點沿時間軸按照設定順序進行確定；按照占峰值點總量比例為f的方式選取n個最靠近時間軸坐標原點的峰值點以計算呼吸頻率的平均值。一種智能座椅，采用前述的生理參數測量系統。本發明的生理參數測量系統和智能座椅能夠通過非接觸的方式采集人體的呼吸頻率，增大了使用便捷性。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，尤其涉及一種生理參數測量系統及配備該測量系統的智能座椅。

背景技術

呼吸率作為重要人體體征參數，如何通過非接觸式的測量方式實現該參數的準確測量一直是生物醫學工程及儀器領域研究的熱點之一。成像式光電容積描記技術是在PPG基礎上發展起來的一種非接觸生理參數檢測技術，該技術利用成像設備對包含被測部位的信息進行視頻采集，通過對視頻圖像的敏感區域進行處理，實現心率、呼吸率、血氧飽和度等生理參數提取的一種生物醫學檢測方法。IPPG技術具有成本低、非接觸、安全、能夠連續測量、操作簡單等多種優勢，為非接觸式生理信號測量及遠程醫療監控的研究提供了一種新的解決途徑和方案。

現有技術中，基于IPPG技術提取人體心率指標的研究方面，主要是心率和呼吸率的提取方法為研究思路的直接應用或改進優化。主要為從面部視頻生成的觀測信號的G通道中提取心率，或者通過基于JADE等經典ICA算法進行三通道盲源分離以提取心率，進一步從心率的頻譜分析中提取出呼吸率。此外，部分方法中融入了面部視頻跟蹤算法以克服噪聲干擾問題。在多數情況下，當干擾噪聲較少時，使用G通道方法的效果的確很好，但較多干擾噪聲時該方法存在缺陷，并且，較多的噪聲源會影響三通道ICA算法的分離效果。上述基于面部視頻跟蹤算法雖然可以一定程度上解決受試者面部運動問題，但對于面部局部細微變化以及光線微弱變化等因素造成的噪聲干擾無法做到很好地克服。同時，現有的方法對于ICA分離后源信號通道的判別基本依據FFT后的功率譜，同樣也面臨噪聲源的干擾問題，在分離通道較多的情況下，源通道的判別準確性對于算法的穩健性來說同樣顯得十分重要。此外，現有的方法中沒有能夠實現心率和呼吸信號的同步提取，進而實現心率和呼吸的同步測量。

公開號為CN105147293A的專利文獻公開了一種實現呼吸頻率測量的系統及方法，包括血流變化采集模塊，用以使用白色LED燈照射皮膚表面并采集人體心臟跳動引起的血流變化信號；呼吸波信號獲取模塊，用以從所述的血流波變化信號處理獲取呼吸波信號；呼吸頻率計算模塊，用以對所述的呼吸波信號進行處理得到呼吸頻率。采用該種結構實現呼吸頻率測量的系統及方法，可以將上述功能模塊應用于人體多種適合測量的位置，通過白光光學照射和血流變化監測得到實時的呼吸頻率。在上述測量呼吸頻率的過程中，需要用戶通過佩戴的方式固定數據采集模塊于身體的指定位置，操作復雜且易受環境的影響。

發明內容

如本文所用的詞語“模塊”描述任一種硬件、軟件或軟硬件組合，其能夠執行與“模塊”相關聯的功能。

針對現有技術之不足，本發明提供一種生理參數測量系統，至少包括通信地耦合至中央處理單元的數據采集單元，所述數據采集單元按照非接觸式的方式基于至少一個傳感器采集由人體生理活動引起的第一信號，其中，所述中央處理單元至少按照如下步驟對所述第一信號進行運算處理以獲得人體的呼吸頻率參數：按照濾除特定頻段的信號的方式對所述第一信號進行濾波處理以得到第二信號，并基于自相關函數對所述第二信號進行運算處理并對運算結果中的峰值點沿時間軸按照設定順序進行確定；按照占峰值點總量百分比例為f的方式選取n個最靠近時間軸坐標原點的峰值點以計算呼吸頻率的平均值其中，D是第一個峰值點和第n個峰值點之間的總間距。