CN102319060B - 体温异常检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人体生理参数检测技术，具体公开一种体温异常检测方法与检测系统。该检测方法包括：实时检测人体待测部位的体温数据；根据预设算法计算某一预警窗口内的体温数据统计量，将体温数据统计量与预设阈值相比较，若体温数据统计量超出预设阈值，生成报警提示信号；根据报警提示信号，进行报警。该检测系统包括：体温探头，用于实时检测人体待测部位的体温数据；控制器，根据预设算法，计算某一预警窗口内的体温数据统计量，将体温数据统计量与预设阈值相比较，若体温数据统计量超出预设阈值，生成报警提示信号；报警器，用于根据报警提示信号，进行声、光或电信号报警。本发明采用相对体温测量方式，可真实地反映当前被测体的综合体温状态。

Description

体温异常检测系统

技术领域

本发明涉及人体生理参数检测技术，尤其涉及一种体温异常检测方法与检测系统。 

背景技术

体温是人类生命活动的一种重要表现，也是人体新陈代谢的重要生理参数。研究发现，人体的温度是相对恒定的，正常人在24小时内体温略有波动，一般相差不超过1度。在一昼夜之中，人体体温呈周期性波动，清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高，波动的幅值一般不超过1℃，这种昼夜周期性波动称为昼夜节律或日周期。在医学术语中，将体表最外层即皮肤表面的温度称为皮肤温。机体各部位的皮肤温相差很大，在环境温度为23℃时测定，额部的皮肤温为33～34℃，躯干为32℃，手为30℃，足为27℃。在寒冷的环境中，随着气温下降，四肢末梢(手和足)的皮肤温度显著降低，而头部皮肤温的变动相对比较少。由于皮肤内含有丰富的血管，凡能影响皮肤血管舒缩的因素都能改变皮肤的温度。 

众所周知，人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，临床上对病人检查体温，观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预后有重要意义。因此，体温测量既有重要的生理学意义，又有重要的临床医学意义，是临床诊断的一个重要指标。目前体温测量以体温计测量为主，主要通过测量人体口腔、腋下或者肛门处的温度来反映人体的体温状态。例如，专利号为“93212202.7”的“婴儿体温异常监测告警装置”为了对婴儿实现直接、连续、有效的体温测试，提出了在婴儿身体温度比较敏感的部位，如腹部、腋下粘上附有温度探测器的体温探头，通过后端电路的读书，显示，报警等方式，对婴儿的实时体温绝对值进行监测，从而实现婴儿体温异常检测 告警目的。 

也有采用体表温度测量的，其测量十分方便快捷，但测量结果易受环境温度影响。例如，在环境温度较低的情况下，人体体表会感觉很冷，若以此时的体表温度来反映人体的体温状态，往往不准确；此外，不同人体的代谢状况，不同的体表血液循环状况，也会影响到人体的体表温度。因此，体表温度测量法虽然能够较方便地实现长时间、便利地进行温度测量，同时相比口腔、腋下、肛门等有更多的测量位置，但是因为体表温度的绝对值易受多种因素影响，不能准确地反映当前被测体的真实体温状态。 

总体而言，以往的绝对体温测量方法往往需要在特定的部位(腋下、口腔、肛门等)进行测量，非常不适合用于长期的体温检测；而基于体表的绝对体温检测虽然能较好地实现采集部位的问题，但是由于不同的人体、同一人体不同部位的体表温度都不一样，而且到目前也没有公开文献阐明体表温度与人体实际体温间的关系模型，因此很难通过被测体某处的体表温度的绝时值来反映其真实体温。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种体温异常检测方法与检测系统，可以客观地反映当前被测体的真实体温状态。 

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：一种体温异常检测方法，包括：

实时检测人体待测部位的体温数据； 

根据预设算法，计算某一预警窗口内的体温数据统计量；并将体温数据统计量与预设阈值相比较，获得一比较结果；若比较结果表征体温数据统计量超出预设阈值，生成报警提示信号； 

根据报警提示信号，进行报警。 

较优地，体温数据统计量包括预警周期内体温数据最大变化值和预警周期内体温数据均方差。 

较优地，预警周期内体温数据最大变化阈值为正负值2±0.5℃，预警周期内体温数据均方差阈值为正负值1±0.5℃。 

较优地，采用平均值法计算预警周期内每个时间窗内的体温数据，之后再计算预警周期内体温数据最大变化值和预警周期内体温数据均方差。 

较优地，采用平均值法计算预警周期内每个时间窗内的体温数据，并采用最小二乘拟合法对每个时间窗内的体温数据进行预处理，之后再计算预警周期内体温数据最大变化值和预警周期内体温数据均方差。 

较优地，针对预警周期内的所有数据，计算预警周期内体温数据最大变化值和预警周期内体温数据均方差。 

较优地，实时检测体表的体温数据。 

较优地，实时检测指尖、手臂皮肤或腹部的体温数据。 

在此基础上，本发明相应提供一种体温异常检测系统，包括： 

体温探头，用于实时检测人体待测部位的体温数据； 

控制器，根据预设算法，计算某一预警窗口内的体温数据统计量；并将体温数据统计量与预设阈值相比较，获得一比较结果；若比较结果表征体温数据统计量超出预设阈值，生成报警提示信号； 

报警器，用于根据报警提示信号，进行声、光或电信号报警。 

较优地，所述体温探头设置于指尖、手臂皮肤或腹部。 

与现有技术相比，本发明提出了相对体温测量(体温变化量)反映被测体的体温状态的方法，其以体温变化量ΔT等统计量为主要指标，可真实地反映当前被测体的综合体温状态。本发明通过对被测体某处体温的周期观察，判定其上升或者下降的幅度，并且判定周期内所有体温数据的离散程度，以此反映被测体真实的体温变化情况，可适用于长期的体表温度监护。 

附图说明

图1是本发明体温异常检测方法的流程图； 

图2是本发明体温异常检测系统的原理框图。 

具体实施方式

如前所述，被测体在正常状态下，某处的体温在较长时间内应当处于相对稳定状态，正常人在24小时内体温略有波动，一般相差不超过1度。在一昼夜之中，人体体温呈周期性波动。清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高。波动的幅值一般不超过1℃。基于该体温变化规律，本发明提出一种基于温度变化检测值反映被测体体温状态的方法，能够适应不同环境温度、不同被测体、不同测量部位等情况下的体温状态进行预警，其关键点在于： 

1、基于体温变化值而非体温绝对值检测的体温异常预警方法，它适用于不同部位体表温度测量。这是因为被测体不同处的体表温度差异较大，加之受到环境温度，不同被测体的体表血液循环及代谢差异等因素，用某处的绝对体表温度来反映被测体的实际体温状态，往往容易造成较大的偏差。而基于体温变化值检测的体温异常预警方法，较之以往以绝对体温值反映被测体体温状态的方法，具有更广泛的实际意义。 

2、体温变化值ΔT的计算方法，具体如下：首先，为了减小体温传感装置的测量误差对本方法的影响，采用多个体温数据均值作为测量值。例如，在指定时间窗内，温度传感器测量得到的k个温度数据ti(i＝1，2，3......，k)，则该时间窗内的温度测量值Tj可以用如下公式得到： 

$T_j=\frac{1}{k}\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i---\left(1\right)$

通过以上方法，在指定的体温预警周期内，共测得m个温度测量值Tj(j＝1，2，3，......，m)，然后取m个温度测量值的最小值Tmin(Tmin＝min(Tj)，j＝1，2，3，......，m)及最大值Tmax(Tmax＝max(Tj)，j＝1，2，3，......，m)，则体温预警周期内的体温变化值ΔT＝Tmax-Tmin。 

3、不同体温变化值ΔT所反映的被测体体温状态变化情况： 

若体温变化量ΔT大于零(体温升高)，且当ΔT＞thr _diff时，产生体温状态报警，有如下三种情况： 

发热状态下升高ΔT	表明在原本发热状态下体温进一步升高，体温异常，需要报警。
		正常状态下升高ΔT	表明被测体可能从正常状态变成体温发热状态，需要报警。
低温状态下升高ΔT	表明被测体由低体温状态进入正常体温状态，需要报警告知。

同理，若当体温变化量ΔT小于零(体温下降)，其当ΔT＞-thr时，也产生体温报警，有如下三种情况：

发热状态下降低ΔT	表明在原本发热状态下体温有所下降，需要报警告知。
		正常状态下降低ΔT	表明被测体可能从正常状态变成本温过低状态，需要报警。
低温状态下降低ΔT	表明被测体在低体温状态下体温进一步下降，需要报警。

4、体温数据的均方差Tmse代表了体温测量数据的离散程度，若Tmse大于设定阈值thrmse，则代表测量过程中数据变化大，可能由于测试传感器误差，环境温 度等因素引起，需要报警。Tmse可以用以下公式计算： 

$T_{\mathrm{mse}}=\sqrt{\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(T_j-T)}^2}{n-1}},$ 其中 $T=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_j---\left(2\right)$

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 

参见图1，为本发明体温异常检测方法。该流程图表示一种基于体温变化值的体温异常预警方法，具体过程如下所述： 

S1、初始化。 

S2、体温探头采集体温数据。 

S3、判断时间窗是否已满，若是，进入步骤S4；若否，返回步骤S2。 

S4、计算出时间窗内所有数据的均值Tj，具体按前述公式(1)计算。 

S5、判断是否达到预警周期，若是，进入步骤S6；若否，返回步骤S2。 

S6、计算体温变化值ΔT及均方差Tmse，具体按前述公式(2)计算。 

S7、判断是否达到预警条件，若是，进入步骤S8；若否，返回步骤S1。 

S8、预警，并返回步骤S1。 

该实施例提出一种基于体温变化值的体温异常预警方法，较之传统的绝对体温测试方法，特别适用于受环境问题、测量部位影响较大的体表温度测量方法。比如，人的指尖、手臂皮肤、腹部等都是非常便利的连续体温测量部位，但是受血液分布及循环、环境温度等因素影响，往往这些部位的绝对体温值范围从十几摄氏度到三十几摄氏度；并且目前还没有理论计算或者经实践检验的算法能够建立起人体不同体表处温 度与真实人体体温间的关系模型；因此，如果用体表处的绝对体温值，很难准确地反映被测体的体温状态；而本发明利用体温的变化值来反映预警周期内的测量部位的温度变化情况，通过与给定的阈值对比，反映预警周期内的体表温度上升或者下降的幅度。 

具体来说，上述实施例通过两个统计量来反映这种变化：一是预警周期内的体温最大值与最小值间的差值，这个变化值ΔT可以反映周期内测量部位的温度变化最大值，如果超过一定阈值，说明被测体体温有可能发生了一定程度的变化；二是预警周期内所有体温测试数据的均方差值Tmse，它可以反映测试数据的抖动程度，如果抖动程度过高(即Tmse＞thrmse)，说明可能是由于体温探头接触或者环境因素等引起，进而产生预警信息。 

在此基础上，以下对本发明体温异常检测系统进行简要说明。 

参见图2，表示本发明体温异常检测系统的原理框图，包括体温探头1、控制器2及报警器3，其中控制器2为远程计算机或微处理芯片，它与温度探头1及报警器3之间可分别为有线或无线连接，各部件功能分别为： 

体温探头1设置于体表上适于测试部位，用于实时采集体温数据； 

控制器2用于根据预设算法，计算预警周期内体温数据最大变化值ΔT及体温数据的均方差Tmse，若ΔT和/或Tmse超出预设阈值，生成预警提示信号； 

报警器3，为声、光、电报警器，用于根据所述预警提示信号进行声、光或电信号报警，提示医护人员采取相应处理措施。 

以上体温异常检测系统实施例中，关键点在于： 

1、对多个体温测试值进行统计分析结果，并且比对相应的阈值设定条件，以发 出体温异常预警信息。 

2、为了消除体温测试探头的测试误差，以及环境温度变化等因素引起的体温测试数据抖动，在给定时间窗内，采用平均值的方法计算预警周期内的单个时间窗内体温数据值。 

3、体温测试值的统计分析主要包括体温变化值ΔT和预警周期内的体温数据的均方差Tmse，具体计算方法见上。 

4、体温变化阈值thrdiff和体温均方差阈值thrmse分别设为正负2℃和正负1℃。 

顺便说明的是，本发明在计算相对体温变化时，预警周期内的绝对变化最大量ΔT，目前采用在做均值滤波处理后的体温数据中，直接寻找最小值、最大值，然后计算两者的差值的方法。也还有其他的替代方法——比如对均值滤波处理后的体温数据Tj，可以通过拟合最小二乘拟合的方法进行预处理后，再寻找最大值、最小值，以去除体温探头采集过程中的噪声数据。 

此外，第二个体温预警数据Tmse是基于预警周期内的所有数据的均方差结果，这个统计量反映的是周期内所有采集到体温数据的离散程度。还可以用诸如预警周期内的所有温度数据的“方差”等其他的统计量来描述。 

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (2)

1.一种体温异常检测系统，包括：体温探头、控制器以及报警器，所述报警器用于根据报警提示信号，进行声、光或电信号报警，其特征在于， 

所述体温探头，用于实时检测人体不同部位体表的体温数据； 

所述控制器，用于根据预设算法，计算某一预警周期内的体温数据统计量；并将体温数据统计量与预设阈值相比较，获得一比较结果；若比较结果表征体温数据统计量超出预设阈值，生成报警提示信号；所述体温数据统计量包括：预警周期内体温数据最大变化值和预警周期内体温数据的均方差； 

所述根据预设算法，计算某一预警周期内的体温数据统计量包括：采用平均算法计算预警周期内每个时间窗内的温度测量值，之后根据温度测量值计算预警周期内体温数据最大变化值和预警周期内体温数据均方差。

2.如权利要求1所述的体温异常检测系统，其特征在于，所述体温探头设置于指尖、手臂皮肤或腹部。 

Images