[發明專利]一種基于圖像的人體呼吸狀態監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201911053630.4
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110960218A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 李瑋;謝龍躍;袁雙虎;韓毅;馬志祥;孟祥偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;G08B21/02;G08B21/24;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊曉冰

本發明公開了一種基于圖像的人體呼吸狀態監測裝置及方法，實現了對人體呼吸狀態實時監測；該裝置包括：呼吸狀態檢測模塊，用于檢測人體呼吸狀態的光偏移圖像，并傳輸給圖像處理模塊；圖像處理模塊，用于對人體呼吸狀態的光偏移圖像進行處理，生成呼吸信號波形，計算人體呼吸頻率，將人體呼吸頻率與設定的閾值進行比較，異常時進行報警。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于圖像的人體呼吸狀態監測裝置及方法。

背景技術

隨著科技發展，圖像處理技術開始應用于各個領域，不僅可以節省人力，而且可以實時監測，并發出預警。

光敏傳感器是基于光點檢測的放大器與AD轉換技術，它利用感光二極管進行光與電的轉換，將光學信息轉換為數字信息，獲得高分辨率的數字圖像數據。

發明人在研發過程中發現，胸腹部腫瘤靶區的呼吸運動位移會對放療靶區精確定位構成較大的不利影響,而傳統肺癌放射治療過程中，利用呼吸控制機控制人體呼吸狀態時無法進行實時監測，導致需要人工監測判斷病人呼吸狀態，存在效率低，監測不準確的不足。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于圖像的人體呼吸狀態監測裝置及方法，實現了對人體呼吸狀態實時監測。

本發明一方面提供的一種基于圖像的人體呼吸狀態監測裝置的技術方案是：

一種基于圖像的人體呼吸狀態監測裝置，該裝置包括：

呼吸狀態檢測模塊，用于檢測人體呼吸狀態的光偏移圖像，并傳輸給圖像處理模塊；

圖像處理模塊，用于對人體呼吸狀態的光偏移圖像進行處理，生成呼吸信號波形，計算人體呼吸頻率，將人體呼吸頻率與設定的閾值進行比較，異常時進行報警。

進一步的，所述呼吸狀態檢測模塊包括光發射器、位于人體腹部的反射板、接收板以及設置在接收板上的光敏圖像傳感器；

所述光發射器發射光至反射板上，光經過反射板反射到接收板上，在接收板表面形成一個光點，通過光敏傳感器實時采集接收板上的光點隨呼吸運動的偏移信號，并發送給圖像處理模塊。

進一步的，所述圖像處理模塊包括圖像采集卡和上位機，所述圖像采集卡接收光敏圖像傳感器采集的光偏移信號，并將其轉換為數字信號，形成光偏移圖像，傳輸給上位機，上位機對接收的每幀光偏移圖像進行處理和分析，檢測出光點位置，形成光點位置序列，根據光點位置序列生成呼吸信號波形，計算人體呼吸頻率，包括單次呼吸胸腔位置和單次呼吸時長，設置呼吸幅度預警值和呼吸周期預警值，當單次呼吸胸腔位置低于設置的呼吸幅度預警值時，進行預警；當單次呼吸時長高于設置的呼吸周期預警值，進行預警，否則判斷為呼吸狀態正常。

本發明另一方面提供的一種基于圖像的人體呼吸狀態監測方法的技術方案是：

一種基于圖像的人體呼吸狀態監測方法，該方法包括以下步驟：

采集人體呼吸狀態的光偏移圖像；

對人體呼吸狀態的光偏移圖像進行處理，生成呼吸信號波形，計算人體呼吸頻率，將人體呼吸頻率與設定的閾值進行比較，異常時進行報警。

進一步的，所述采集人體呼吸狀態的光偏移圖像的步驟包括：

通過光發射器發射光至位于人體腹部的反射板上，光經過反射板反射到接收板上，在接收板表面形成一個光點，通過光敏傳感器實時采集接收板上的光點隨呼吸運動的偏移信號。

進一步的，所述對人體呼吸狀態的光偏移圖像進行處理的步驟包括：

通過圖像采集卡接收光敏圖像傳感器采集的光偏移信號，并將其轉換為數字信號，形成光偏移圖像，傳輸給上位機；