[發明專利]抗干擾的生理參數遙測方法及系統

在審

• 申請號: 202010015576.0
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111243739A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 鄭秀娟;向成豪;陳輝;淳新益;劉凱;楊曉梅
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G16H50/30
• 分類號: G16H50/30;G06K9/00;G06K9/32;G06K9/46;A61B5/0205;A61B5/145;A61B5/024
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 王茜;陳益思

本發明涉及一種抗干擾的生理參數遙測方法及系統，該方法包括步驟：通過視頻采集設備采集人面視頻圖像；對采集人面視頻圖像進行預處理，選擇出感興趣區域；采用歐拉視頻放大率算法分別對所述感興趣區域的R通道、G通道、B通道進行時域濾波；根據檢測的生理參數選擇時域濾波后對應通道的信號作為輸入信號，并基于變分模態分解對輸入信號進行重構，得到K個固有模態函數分量；基于得到的所述K個固有模態函數分量計算得到所述生理參數。通過本發明方法或系統進行生理參數檢測，例如心率和血氧飽和度檢測，具有更強的抗干擾能力，可以進一步提高檢測結果準確度。

技術領域

本發明涉及生理信息檢測技術領域，特別涉及一種抗干擾的生理參數遙測方法及系統。

背景技術

心率(HR)和血氧飽和度(SpO2)可以大致反映出人體的健康狀況。在實際的醫務檢測中，醫務人員的檢測方法是接觸式的，但是此操作設備不適合日常生活或特殊情況(例如嬰兒測試或燒傷患者)，所以非接觸式測量是日常生活中或特殊情況下非常重要的手段，它為檢測用戶提供了非常便利且直接的途徑。

此外，由于環境和地域等的限制，人們在進行生理參數檢查時存在諸多不方便因素(如離醫院太遠，沒有時間等)。而通過在家里簡簡單單的按照一定原則拍攝一段視頻或者在和他人進行視頻通話時提取到的視頻序列來分析生理參數，在非接觸測量的條件下達到遠距離監測的目的，也是非常亟需的應用領域。

在生物醫學工程領域中，通過非接觸方法進行人體生理學計算的研究一直是熱門話題。其原理是心血管容量的變化會影響皮膚的色素沉著，并且通過分析三通道像素可以實時監測生理信號。成像式光電容積脈搏波描記法(imaging photoplethysmography,iPPG)就是一種利用遠距離非接觸拍攝的視頻獲取PPG信號的方法。大多數研究表明，在正常環境下，可以從數碼相機錄制的視頻中提取光電容積脈搏波描記(PPG)信號。這種信號的產生是因為皮膚的光學屬性主要是由皮下水分、血紅蛋白、黑色素等對光的吸收所引起，相比之下，血液對光的吸收高于其他吸收因子。當光線進入皮下組織時，血液的周期性灌注會影響光線反射的強度，其中血液灌注形成光信號的交流成分，周圍組織、血管反射的光線形成直流成分。通過成像設備對光線的捕捉，可觀察到毛細血管網反射的光信號變化，分析其中的交流成分，可以得到血容量脈沖信號BVP(Blood Volume Pulse,BVP)，進一步可獲取人體相關的生理參數，如心率、血壓等。

然而，這種生理參數的獲取的準確度會受到偽影誤差的影響。偽影干擾信號可能為照明偽影如不規則閃光、自然光等以及運動偽影如頭部晃動等，這種偽影干擾使得從視頻中獲取的BVP信號是非平穩、非線性信號?，F有的經驗模態分解方法(Emporical modedecomposition,EMD)把通過成像設備采集的人體表面部位的視頻信號所獲得血容量脈沖(Blood volume pulse,BVP)信號分解成一系列的本征模態函數(IMF)，可以自適應地處理非平穩和非線性信號。一些研究人員在2016年通過篩選有效的本征模式函數(IMF)并重新組合滿足心率條件的波形來應用此方法，但EMD方法仍然存在信號混疊問題。變分模態分解(Variable Mode Decomposition,VMD)算法可以自適應地分解頻域中每個中心頻率對應的分量，對低頻特征提取具有更好的精度和穩定性，解決了EMD引起的信號混疊問題，且能更好地對噪聲信號進行預處理。然而，經過研究發現，生理參數的檢測結果還可以進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗干擾的生理參數遙測方法及系統，以進一步提高檢測結果的準確性。

為了實現上述發明目的，本發明實施例提供了以下技術方案：

一種抗干擾的生理參數遙測方法，包括以下步驟：

通過視頻采集設備采集人面部的視頻信息；

對采集到的人面視頻圖像進行預處理，選擇出裸露肌膚部分的感興趣區域；