本發(fā)明涉及生理信息監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、生理信息監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂谑褂枚喾N傳感器和設(shè)備，實(shí)時(shí)采集和分析人體生理參數(shù)，包括體溫、心率、脈搏、呼吸、血壓、血氧水平多種生命體征，應(yīng)用于醫(yī)療健康監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)科學(xué)、康復(fù)治療和個(gè)人健康管理多個(gè)領(lǐng)域，通過對(duì)個(gè)體的健康狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)健康問題、調(diào)整治療方案或優(yōu)化運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練計(jì)劃，結(jié)合數(shù)據(jù)處理和分析，包括信號(hào)處理、模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果更加實(shí)用和有指導(dǎo)意義。

2、其中，非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法旨在實(shí)現(xiàn)不需要與被監(jiān)測(cè)者的身體直接接觸，遠(yuǎn)程采集生命體征數(shù)據(jù)，利用紅外傳感器、雷達(dá)、聲波傳感器、視頻攝像頭，在一定距離外捕捉并分析生理信號(hào)，應(yīng)用于醫(yī)院監(jiān)護(hù)病人的生命體征、居家健康管理、老年人健康監(jiān)測(cè)、傳染病區(qū)及其它復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行無風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)。通過非接觸式的監(jiān)測(cè)方法減少感染的風(fēng)險(xiǎn)，提高病人的舒適度，為醫(yī)療提供者提供連續(xù)且準(zhǔn)確的健康數(shù)據(jù)。

3、傳統(tǒng)非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和環(huán)境適應(yīng)性不佳，是在動(dòng)態(tài)或復(fù)雜環(huán)境中，缺乏足夠的環(huán)境適應(yīng)調(diào)整機(jī)制，不能有效調(diào)整傳感器靈敏度以應(yīng)對(duì)環(huán)境光變化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度下降，難以充分考慮個(gè)體差異，包括年齡、性別多種生理特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)異常檢測(cè)閾值時(shí)缺乏必要的個(gè)性化配置，使系統(tǒng)的適用性和靈敏度受限，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果的不穩(wěn)定性，影響健康狀況的判斷，導(dǎo)致對(duì)患者健康狀況監(jiān)控的盲點(diǎn)，限制非接觸式監(jiān)測(cè)技術(shù)在更廣泛醫(yī)療及家庭健康管理場(chǎng)景下的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

3、s1：基于毫米波雷達(dá)傳感器，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)個(gè)體的胸腔微動(dòng)數(shù)據(jù)，分離心跳和呼吸引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)，識(shí)別呼吸的頻率和變化，得到呼吸模式數(shù)據(jù)；

4、s2：基于所述呼吸模式數(shù)據(jù)，通過對(duì)心跳引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，評(píng)估目標(biāo)個(gè)體心跳數(shù)據(jù)的變化模式，識(shí)別心跳的速度、頻率，生成心跳模式分析結(jié)果；

5、s3：基于所述心跳模式分析結(jié)果，利用紅外傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)個(gè)體發(fā)出的紅外輻射數(shù)據(jù)并計(jì)算體溫，輸出體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果；

6、s4：基于所述體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果，根據(jù)目標(biāo)個(gè)體的年齡、性別、身高、體重和實(shí)時(shí)活動(dòng)狀態(tài)，調(diào)整心率和呼吸頻率的異常檢測(cè)閾值，生成監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄；

7、s5：基于所述監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄，通過對(duì)目標(biāo)個(gè)體的心率、呼吸、體溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別目標(biāo)個(gè)體的異常狀態(tài)，生成異常狀態(tài)識(shí)別記錄；

8、s6：基于所述異常狀態(tài)識(shí)別記錄，對(duì)目標(biāo)個(gè)體進(jìn)行健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估，并計(jì)算健康指數(shù)，結(jié)合時(shí)間序列分析，預(yù)測(cè)目標(biāo)個(gè)體健康狀態(tài)的變化趨勢(shì)，生成生理狀態(tài)評(píng)估信息。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述呼吸模式數(shù)據(jù)包括呼吸頻率數(shù)據(jù)、呼吸循環(huán)持續(xù)時(shí)間信息、呼吸波形的振幅變化數(shù)據(jù)，所述心跳模式分析結(jié)果包括心跳速度、心跳頻率的均值和方差、心跳引起的胸腔運(yùn)動(dòng)的時(shí)間序列特征，所述體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果包括目標(biāo)個(gè)體的實(shí)時(shí)體溫值、體溫的時(shí)間序列變化數(shù)據(jù)、環(huán)境光對(duì)體溫測(cè)量影響的補(bǔ)償數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄包括心率異常檢測(cè)閾值、異常呼吸頻率監(jiān)測(cè)閾值、體溫異常報(bào)警閾值，所述異常狀態(tài)識(shí)別記錄包括目標(biāo)個(gè)體的異常心率事件、異常呼吸模式識(shí)別結(jié)果、體溫異常事件記錄，所述生理狀態(tài)評(píng)估信息包括目標(biāo)個(gè)體的健康指數(shù)、健康狀態(tài)變化趨勢(shì)信息、生理狀態(tài)評(píng)估數(shù)據(jù)。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，基于毫米波雷達(dá)傳感器，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)個(gè)體的胸腔微動(dòng)數(shù)據(jù)，分離心跳和呼吸引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)，識(shí)別呼吸的頻率和變化，得到呼吸模式數(shù)據(jù)的步驟具體為：

11、s101：基于毫米波雷達(dá)傳感器，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)個(gè)體胸腔的微動(dòng)數(shù)據(jù)，記錄胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)和時(shí)間戳信息，得到胸腔運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；

12、s102：基于所述胸腔運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過高通濾波和低通濾波，分離心跳和呼吸引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)，識(shí)別引起胸腔運(yùn)動(dòng)的呼吸信號(hào)，得到呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)；

13、s103：基于所述呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)，通過對(duì)呼吸數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列分析，識(shí)別目標(biāo)個(gè)體呼吸的頻率和變化模式，生成呼吸模式數(shù)據(jù)。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，基于所述呼吸模式數(shù)據(jù)，通過對(duì)心跳引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，評(píng)估目標(biāo)個(gè)體心跳數(shù)據(jù)的變化模式，識(shí)別心跳的速度、頻率，生成心跳模式分析結(jié)果的步驟具體為：

15、s201：基于所述呼吸模式數(shù)據(jù)，通過對(duì)心跳引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，利用時(shí)間延遲嵌入將時(shí)間序列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多維空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行相空間重構(gòu)，得到重構(gòu)空間數(shù)據(jù)；

16、s202：基于所述重構(gòu)空間數(shù)據(jù)，計(jì)算多個(gè)維度上的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，包括方差和均值，分析心跳信號(hào)的變化模式，得到變化模式信息；

17、s203：基于所述變化模式信息，識(shí)別目標(biāo)個(gè)體心跳的速度和頻率，并根據(jù)變化模式對(duì)心跳類型進(jìn)行分類，生成心跳模式分析結(jié)果。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，基于所述心跳模式分析結(jié)果，利用紅外傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)個(gè)體發(fā)出的紅外輻射數(shù)據(jù)并計(jì)算體溫，輸出體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果的步驟具體為：

19、s301：基于所述心跳模式分析結(jié)果，利用紅外傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境光強(qiáng)度，調(diào)整紅外傳感器的靈敏度補(bǔ)償參數(shù)，優(yōu)化數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，得到補(bǔ)償參數(shù)配置；

20、s302：基于所述補(bǔ)償參數(shù)配置，采集目標(biāo)個(gè)體發(fā)出的紅外輻射數(shù)據(jù)，記錄紅外光譜中多個(gè)波長(zhǎng)的強(qiáng)度，生成紅外數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果；

21、s303：基于所述紅外數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果，通過紅外數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)個(gè)體的體溫，生成體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，基于所述體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果，根據(jù)目標(biāo)個(gè)體的年齡、性別、身高、體重和實(shí)時(shí)活動(dòng)狀態(tài)，調(diào)整心率和呼吸頻率的異常檢測(cè)閾值，生成監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄的步驟具體為：

23、s401：基于所述體溫監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)個(gè)體的年齡、性別、身高、體重和活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，得到個(gè)體生理和狀態(tài)數(shù)據(jù)；

24、s402：基于所述個(gè)體生理和狀態(tài)數(shù)據(jù)，考慮活動(dòng)強(qiáng)度和個(gè)體差異，為目標(biāo)個(gè)體計(jì)算心率異常檢測(cè)閾值，生成檢測(cè)參數(shù)計(jì)算結(jié)果；

25、s403：基于所述檢測(cè)參數(shù)計(jì)算結(jié)果，根據(jù)個(gè)體的生理和實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)整呼吸模式和體溫的異常檢測(cè)閾值，包括呼吸頻率隨活動(dòng)變化的敏感度、體溫正常波動(dòng)范圍，得到監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄。

26、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，基于所述監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄，通過對(duì)目標(biāo)個(gè)體的心率、呼吸、體溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別目標(biāo)個(gè)體的異常狀態(tài)，生成異常狀態(tài)識(shí)別記錄的步驟具體為：

27、s501：基于所述監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整記錄，對(duì)目標(biāo)個(gè)體的心率、呼吸、體溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間戳對(duì)齊，生成生命體征數(shù)據(jù)集；

28、s502：基于所述生命體征數(shù)據(jù)集，通過將多種生理參數(shù)與異常檢測(cè)閾值進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別超出正常范圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)，生成生理數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果；

29、s503：基于所述生理數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果，分析并識(shí)別目標(biāo)個(gè)體的異常狀態(tài)，包括心率過快、呼吸不規(guī)則、體溫異常，生成異常狀態(tài)識(shí)別記錄。

30、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，基于所述異常狀態(tài)識(shí)別記錄，對(duì)目標(biāo)個(gè)體進(jìn)行健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估，并計(jì)算健康指數(shù)，結(jié)合時(shí)間序列分析，預(yù)測(cè)目標(biāo)個(gè)體健康狀態(tài)的變化趨勢(shì)，生成生理狀態(tài)評(píng)估信息的步驟具體為：

31、s601：接收所述異常狀態(tài)識(shí)別記錄，分析多項(xiàng)異常狀態(tài)對(duì)目標(biāo)個(gè)體健康的影響，評(píng)估目標(biāo)個(gè)體的健康狀態(tài)，生成健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果；

32、s602：基于所述健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，計(jì)算目標(biāo)個(gè)體的健康指數(shù)，量化目標(biāo)個(gè)體的生命體征狀態(tài)，生成健康狀態(tài)評(píng)分；

33、s603：基于所述健康狀態(tài)評(píng)分，結(jié)合時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析，預(yù)測(cè)目標(biāo)個(gè)體健康狀態(tài)的變化趨勢(shì)，生成生理狀態(tài)評(píng)估信息。

34、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述計(jì)算目標(biāo)個(gè)體的健康指數(shù)的具體公式為：其中，為健康指數(shù)，代表綜合評(píng)估后的健康狀態(tài)數(shù)值，為實(shí)際心率，測(cè)量的當(dāng)前心率值，為實(shí)際呼吸頻率，測(cè)量的當(dāng)前呼吸頻率值，為實(shí)際體溫，測(cè)量的當(dāng)前體溫值，為標(biāo)準(zhǔn)心率，理想健康狀態(tài)下的心率標(biāo)準(zhǔn)值，為標(biāo)準(zhǔn)呼吸頻率，理想健康狀態(tài)下的呼吸頻率標(biāo)準(zhǔn)值，為標(biāo)準(zhǔn)體溫，理想健康狀態(tài)下的體溫標(biāo)準(zhǔn)值，為截距項(xiàng)，模型中的常數(shù)項(xiàng)，表示在沒有任何偏差時(shí)的基本健康指數(shù)，為心率偏差的權(quán)重系數(shù)，表示心率偏離標(biāo)準(zhǔn)值的影響程度對(duì)健康指數(shù)的貢獻(xiàn)，為呼吸頻率偏差的權(quán)重系數(shù)，表示呼吸頻率偏離標(biāo)準(zhǔn)值的影響程度對(duì)健康指數(shù)的貢獻(xiàn)，為體溫偏差的權(quán)重系數(shù)，表示體溫偏離標(biāo)準(zhǔn)值的影響程度對(duì)健康指數(shù)的貢獻(xiàn)。

35、一種非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于執(zhí)行上述非接觸式生命體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法，所述系統(tǒng)包括：

36、胸腔微動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊利用毫米波雷達(dá)傳感器，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)個(gè)體的胸腔微動(dòng)數(shù)據(jù)，分離心跳和呼吸引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)，并識(shí)別目標(biāo)個(gè)體的呼吸模式，生成呼吸數(shù)據(jù)分析結(jié)果；

37、心跳數(shù)據(jù)分析模塊基于所述呼吸數(shù)據(jù)分析結(jié)果，分析心跳引起的胸腔運(yùn)動(dòng)信號(hào)，評(píng)估心跳數(shù)據(jù)的變化模式，包括心跳的速度和頻率，生成心跳數(shù)據(jù)變化模式信息；

38、體溫測(cè)量模塊基于所述心跳數(shù)據(jù)變化模式信息，使用紅外傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)個(gè)體發(fā)出的紅外輻射數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境光變化調(diào)整傳感器的靈敏度，計(jì)算并修正體溫讀數(shù)，生成體溫讀數(shù)記錄；

39、閾值參數(shù)調(diào)整模塊基于所述體溫讀數(shù)記錄，采集目標(biāo)個(gè)體的年齡、性別、身高、體重和實(shí)時(shí)活動(dòng)狀態(tài)，調(diào)整心率和呼吸頻率的異常檢測(cè)閾值，生成檢測(cè)閾值配置；

40、健康指數(shù)計(jì)算模塊基于所述檢測(cè)閾值配置，分析目標(biāo)個(gè)體的心率、呼吸、體溫?cái)?shù)據(jù)并與異常檢測(cè)閾值進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別異常狀態(tài)，對(duì)目標(biāo)個(gè)體進(jìn)行健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估，計(jì)算健康指數(shù)，結(jié)合時(shí)間序列分析預(yù)測(cè)健康狀態(tài)的變化趨勢(shì)，生成生理狀態(tài)評(píng)估信息。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

42、本發(fā)明中，通過利用毫米波雷達(dá)傳感器和紅外傳感器實(shí)時(shí)采集和分析目標(biāo)個(gè)體的胸腔微動(dòng)及紅外輻射數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生命體征的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，結(jié)合個(gè)體的生理狀態(tài)，調(diào)整異常檢測(cè)閾值，使監(jiān)測(cè)結(jié)果貼合個(gè)體的實(shí)際健康狀況，通過對(duì)多個(gè)生命體征的聯(lián)合分析，實(shí)現(xiàn)健康狀態(tài)的全面評(píng)估，結(jié)合健康趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為預(yù)防性健康管理和早期疾病診斷提供數(shù)據(jù)支持，提升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用性，擴(kuò)展非接觸式監(jiān)測(cè)技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用范圍。