[發明專利]一種人體體征信息監測方法及系統

在審

• 申請號: 202010432078.6
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111568400A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 李瑋;陳財;雷晟暄;袁雙虎;孟祥偉;馬志祥;孫海航;趙宇航
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本發明公開了一種人體體征信息監測方法及系統，包括：獲取由體征監測傳感器采集的原始呼吸信號，對原始呼吸信號進行增益放大和小波濾波后，輸出呼吸信號；對呼吸信號采用梅爾頻率倒譜系數特征提取方法和矢量量化模型匹配方法依次進行特征提取和模式匹配，得到個體當前狀態的呼吸率和心率。基于非接觸式體征監測，對非接觸的體征監測傳感器采集的呼吸信號經預處理、特征提取和模式匹配后，得到個體當前狀態下的呼吸率和心率，適合長時間呼吸狀況監測。

技術領域

本發明涉及醫療信息數據處理技術領域，特別是涉及一種人體體征信息監測方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

呼吸是人體最基本的一項生命活動，也是反映人體健康狀態的重要生理特征，呼吸信號所呈現的頻率、強度和節律等信息能夠間接反映人體生理狀態。當前人體體征監測多是接觸式監測方法或有創監測方法，接觸式監測方法是基于接觸式傳感器與人體直接接觸，測量呼吸運動引起的人體物理參數變化，例如呼吸聲音變化、呼吸氣流變化、溫度變化、胸部或腹部壓力變化等，同時根據傳感器測量的物理參數不同，還分為多種傳感器，例如溫度傳感器、聲音傳感器等。

但是，發明人發現，該方法需要將傳感器與人體直接接觸，人體某些不經意的活動可能會導致傳感器脫落和移動，導致檢測不準確，甚至檢測失敗；同時，對于一些特殊患者，例如嚴重的燒傷患者，接觸式監測會加重病人的痛苦；另外，由于和被測量介質直接發生接觸，所以需要考慮被接觸介質的自身物理特性是否會對傳感器造成損害，例如粘附、腐蝕、磨損等，受空間局限性較大。

而有創監測需要在醫院等地點在專業的醫護人員操作下進行，不僅使用不方便，而且還會對人體造成損傷。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種人體體征信息監測方法及系統，基于非接觸式體征監測，對非接觸的體征監測傳感器采集的呼吸信號經預處理、特征提取和模式匹配后，得到個體當前狀態下的呼吸率和心率，適合長時間呼吸狀況監測。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種人體體征信息監測方法，包括：

獲取由體征監測傳感器采集的原始呼吸信號，對原始呼吸信號進行增益放大和小波濾波后，輸出呼吸信號；

對呼吸信號采用梅爾頻率倒譜系數特征提取方法和矢量量化模型匹配方法依次進行特征提取和模式匹配，得到個體當前狀態的呼吸率和心率。

第二方面，本發明提供一種人體體征信息監測系統，包括：體征監測傳感器、信號預處理模塊和信號分析模塊；

所述信號預處理模塊接收由體征監測傳感器采集的原始呼吸信號，對原始呼吸信號進行增益放大和小波濾波后，輸出呼吸信號；

所述信號分析模塊對呼吸信號采用梅爾頻率倒譜系數特征提取方法和矢量量化模型匹配方法依次進行特征提取和模式匹配，得到個體當前狀態的呼吸率和心率。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明利用電感式傳感器作為體征監測傳感器，進行非接觸檢測，該檢測過程不與人體直接接觸，傳感器與人體間隔一定的距離和介質，在對人體無約束的情況下檢測人體的呼吸信號，能夠避免接觸檢測的缺點，適合長時間呼吸狀況監測。

本發明對呼吸信號進行放大和濾波處理，能夠消除抖動、說話、等非呼吸運動導致的干擾，提高呼吸檢測的準確度和抗干擾能力。

本發明在對呼吸信號采用梅爾頻率倒譜系數特征提取方法和矢量量化模型匹配方法依次進行特征提取和模式匹配，得到與原始呼吸信號對應的呼吸率和心率。即可實現產時間呼吸狀況監測，又因為個體在呼吸信號頻率、振幅、相位等存在差異，個體之間呼吸信號具有獨特性，通過呼吸信號的特征值對個體身份進行綁定與識別。