一種基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器件領(lǐng)域，尤其涉及一種基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不同年齡段的人其各個生理參數(shù)所分布的區(qū)間不同，如果采用具有相同參數(shù)閾值的檢測儀器對不同年齡段的人進(jìn)行生理狀態(tài)檢測，可能會得到完全不同的檢測結(jié)果，其間極有可能會發(fā)生誤診，嚴(yán)重的會導(dǎo)致過度醫(yī)療或者耽誤病情。然而，現(xiàn)有技術(shù)中并不存在能夠基于不同年齡段選擇不同生理參數(shù)閾值的醫(yī)療器件，甚至缺乏人工識別年齡段、在識別結(jié)果上人工調(diào)整生理參數(shù)閾值的技術(shù)方案。
[0003]同時，現(xiàn)有技術(shù)中的各種生理參數(shù)檢測儀器都存在檢測機(jī)制單一，每一個儀器一般只用于檢測一項(xiàng)生理參數(shù)；以及檢測機(jī)制落后，檢測儀器的結(jié)構(gòu)冗余度不高，精度不夠精確的缺陷，導(dǎo)致即使對于同一年齡段的人進(jìn)行檢測，檢測精度也難以滿足醫(yī)療要求，儀器運(yùn)行的功耗比也較高，性價比不夠合理。
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，將脈搏檢測設(shè)備和血氧檢測設(shè)備集中在一個檢測儀器內(nèi)同時工作，優(yōu)化現(xiàn)有的檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)，更關(guān)鍵的是，對于劃分的四個年齡段的待測人員，采用高精度圖像識別的技術(shù)進(jìn)行年齡段識別，并根據(jù)年齡段識別的結(jié)果自適應(yīng)地設(shè)置不同的生理參數(shù)預(yù)警閾值，從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)療儀器的智能化檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，將脈搏檢測設(shè)備和血氧檢測設(shè)備集中在一個檢測儀器內(nèi)同時工作，優(yōu)化現(xiàn)有的檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)，更關(guān)鍵的是，對于劃分的四個年齡段的待測人員，采用高精度圖像識別的技術(shù)進(jìn)行年齡段識別，并根據(jù)年齡段識別的結(jié)果自適應(yīng)地設(shè)置各個不同的生理參數(shù)預(yù)警閾值，從而避免誤診情況發(fā)生。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)包括脈搏監(jiān)控子系統(tǒng)、血氧監(jiān)控子系統(tǒng)、年齡段檢測子系統(tǒng)和主控制器，所述脈搏監(jiān)控子系統(tǒng)基于所述年齡段檢測子系統(tǒng)的檢測結(jié)果對被測人員血脈搏參數(shù)進(jìn)行提取，所述血氧監(jiān)控子系統(tǒng)基于所述年齡段檢測子系統(tǒng)的檢測結(jié)果對被測人員血氧飽和度進(jìn)行監(jiān)控，所述主控制器基于所述脈搏監(jiān)控子系統(tǒng)和所述血氧監(jiān)控子系統(tǒng)的監(jiān)控結(jié)果對被測人員的生理狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。
[0007]更具體地，在所述基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)中，包括:FLASH存儲器，預(yù)先存儲了黑白閾值和像素數(shù)閾值，所述黑白閾值用于對圖像執(zhí)行二值化處理，所述FLASH存儲器還預(yù)先存儲了四種灰度化面部模版，所述四種灰度化面部模版為通過對基準(zhǔn)幼兒年齡段面部、基準(zhǔn)兒童年齡段面部、基準(zhǔn)成人年齡段面部和基準(zhǔn)老人年齡段面部分別進(jìn)行拍攝所得到的面部圖像執(zhí)行灰度化處理而獲得，所述FLASH存儲器還用于預(yù)先存儲年齡段生理參數(shù)對照表，所述年齡段生理參數(shù)對照表保存了幼J L年齡段、兒童年齡段、成人年齡段和老年年齡段四種年齡段中的每一種年齡段對應(yīng)的基準(zhǔn)脈搏范圍、基準(zhǔn)竇性心率范圍、基準(zhǔn)PR間隔范圍、基準(zhǔn)QT間期范圍、基準(zhǔn)血糖上限濃度、基準(zhǔn)血糖下限濃度、基準(zhǔn)血氧飽和度上限濃度和基準(zhǔn)血氧飽和度下限濃度;高清攝像頭，用于對被測人員面部進(jìn)行拍攝，以獲得被測人員面部圖像;面部識別設(shè)備包括圖像預(yù)處理子器件、二值化處理子器件、列邊緣檢測子器件、行邊緣檢測子器件、目標(biāo)分割子器件和目標(biāo)識別子器件，所述圖像預(yù)處理子器件與所述高清攝像頭連接，以對所述被測人員面部圖像依次執(zhí)行自適應(yīng)邊緣增強(qiáng)和小波濾波處理，以獲得預(yù)處理面部圖像;所述二值化處理子器件與所述圖像預(yù)處理子器件和所述FLASH存儲器分別連接，將所述預(yù)處理面部圖像的每一個像素的亮度與所述黑白閾值分別比較，當(dāng)像素的亮度大于所述黑白閾值時，將像素記為白色像素，當(dāng)像素的亮度小于所述黑白閾值時，將像素記為黑色像素，從而獲得二值化面部圖像;所述列邊緣檢測子器件與所述二值化處理子器件和所述FLASH存儲器分別連接，用于對所述二值化面部圖像，計算每列黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素數(shù)閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測子器件與所述二值化處理子器件和所述FLASH存儲器分別連接，用于對所述二值化面部圖像，計算每行黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素數(shù)閾值的行記為邊緣行；所述目標(biāo)分割子器件與所述列邊緣檢測子器件和所述行邊緣檢測子器件分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區(qū)域作為目標(biāo)存在區(qū)域，并從所述二值化面部圖像中分割出所述目標(biāo)存在區(qū)域以作為面部子圖像輸出，以將面部子圖像從被測人員面部圖像的背景處分開;所述目標(biāo)識別子器件與所述目標(biāo)分割子器件和所述FLASH存儲器分別連接，將所述面部子圖像與四種灰度化面部模版匹配，輸出匹配度最高的灰度化面部模板所對應(yīng)的年齡段作為被測人員的年齡段;第一電阻，一端與5V電源連接，另一端與紅外接收二極管的正端連接;第二電阻，一端與5V電源連接，另一端與第三電阻的一端連接;第三電阻，另一端接地，并具有與第二電阻相同的阻值;第一雙路運(yùn)算放大器，用于產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓，其正端與第二電阻的另一端連接，負(fù)端與第一電容的一端連接，輸出端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接，負(fù)端還與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接;第一電容，另一端接地;第四電阻，一端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接;第二雙路運(yùn)算放大器，正端與第四電阻的另一端連接，負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接，輸出端作為脈搏電壓;第五電阻，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間；第二電容，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間；紅外發(fā)射二極管，設(shè)置在被測人員耳部毛細(xì)血管位置，用于發(fā)射紅外光，紅外發(fā)射二極管的負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接;紅外接收二極管，設(shè)置在被測人員耳部毛細(xì)血管位置，位于所述紅外發(fā)射二極管的相對位置，用于接收透射被測人員耳部毛細(xì)血管后的紅外光;近紅外光發(fā)射器，設(shè)置在被測人員手指指尖毛細(xì)血管位置，與光源驅(qū)動電路連接，用于基于光源驅(qū)動電路發(fā)送的發(fā)光控制信號，發(fā)射近紅外光;光源驅(qū)動電路，與所述近紅外光發(fā)射器連接，用于向所述近紅外光發(fā)射器發(fā)送發(fā)光控制信號;近紅外光接收器，設(shè)置在被測人員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對位置，用于接收透射被測人員手指指尖毛細(xì)血管后的近紅外光；參數(shù)提取設(shè)備，與所述近紅外光發(fā)射器和所述近紅外光接收器分別連接，基于發(fā)射的近紅外光與透射的近紅外光的光線衰減程度，計算被測人員血液中的氧合血紅蛋白含量和還原血紅蛋白含量;主控制器，與所述參數(shù)提取設(shè)備連接，基于氧合血紅蛋白含量和還原血紅蛋白含量計算被測人員的血氧飽和度;所述主控制器還與所述第二雙路運(yùn)算放大器的輸出端連接以獲得所述脈搏電壓，并當(dāng)所述脈搏電壓在預(yù)設(shè)脈搏范圍之外時，發(fā)出脈搏異常識別信號，當(dāng)所述血氧飽和度在預(yù)設(shè)血氧飽和度上限濃度時，發(fā)出血氧飽和度過高識別信號，當(dāng)所述血氧飽和度在預(yù)設(shè)血氧飽和度下限濃度時，發(fā)出血氧飽和度過低識別信號;其中，當(dāng)紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管之間無脈搏時，脈搏電壓為基準(zhǔn)脈搏電壓閾值，當(dāng)紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管之間存在跳動的脈搏時，血脈使耳部透光性變差，脈搏電壓大于基準(zhǔn)脈搏電壓閾值;其中，第一雙路運(yùn)算放大器和第二雙路運(yùn)算放大器都為TI公司的雙路運(yùn)算放大器;其中，主控制器還與面部識別設(shè)備和FLASH存儲器分別連接，基于面部識別設(shè)備輸出的被測人員的年齡段在所述年齡段生理參數(shù)對照表中確定基準(zhǔn)脈搏范圍、基準(zhǔn)竇性心率范圍、基準(zhǔn)PR間隔范圍、基準(zhǔn)QT間期范圍、基準(zhǔn)血糖上限濃度、基準(zhǔn)血糖下限濃度、基準(zhǔn)血氧飽和度上限濃度和基準(zhǔn)血氧飽和度下限濃度，并作為預(yù)設(shè)脈搏范圍、預(yù)設(shè)竇性心率范圍、預(yù)設(shè)PR間隔范圍、預(yù)設(shè)QT間期范圍、預(yù)設(shè)血糖上限濃度、預(yù)設(shè)血糖下限濃度、預(yù)設(shè)血氧飽和度上限濃度和預(yù)設(shè)血氧飽和度下限濃度。
[0008]更具體地，在所述基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)中:所述高清攝像頭包括CMOS圖像傳感器或C⑶傳感器中的一種。
[0009]更具體地，在所述基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)中:所述基準(zhǔn)脈搏電壓閾值為2.5V。
[0010]更具體地，在所述基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)中，所述預(yù)警系統(tǒng)還包括:無線通信接口，用于無線發(fā)送脈搏異常識別信號、血氧飽和度過高識別信號或血氧飽和度過低識別信號。
[0011]更具體地，在所述基于年齡段檢測的人員生理狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)中:所述無線通信接口為ZIGBEE通信接口，與所述主控制器連接。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附