CN105433941A - 智能化多参数检测平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能化多参数检测平台,所述检测平台包括血氧饱和度提取设备、心电图参数提取设备、年龄段信息采集设备、静态存储设备和AVR32芯片,所述静态存储设备预先存储了不同年龄段的各个生理参数阈值,AVR32芯片与所述血氧饱和度提取设备、所述心电图参数提取设备、所述年龄段信息采集设备和所述静态存储设备分别连接,基于所述年龄段信息采集设备的采集结果在所述静态存储设备中查询到被测人员所在年龄段的各个生理参数阈值,以用于所述血氧饱和度提取设备和所述心电图参数提取设备。通过本发明,能够提高对被测人员的监护效果。
Description
技术领域
本发明涉及生理监护领域,尤其涉及一种智能化多参数检测平台。
背景技术
在医疗检测中,对应被测人员,不同的年龄段在各项生理参数分布范围上也各不相同,如果对不同年龄段采用相同的生理参数阈值进行监控,监控的结果可能离正确值相差甚远。如果出现误诊现象,例如过度医疗甚至耽误病情,都是被测人员不能承受的。
现有技术中缺乏基于年龄段识别的生理参数检测机制,同时,现有技术中的每一种生理参数仪一般只检测单一的生理参数,无法进行综合检测,以及现有的生理参数仪结构冗余度高,检测精度偏低,需要对其结构进行一定的优化。
为此,本发明搭建了一种智能化多参数检测平台,将经过结构优化的高精度的心电图监控设备和血氧监控设备集成在一个检测仪器中,同时采用有针对性的年龄段识别设备对被测人员进行识别,在此基础上,完成对被测人员的生理状态的准确检测和识别,提供医疗诊断的准确性。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题,本发明提供了一种智能化多参数检测平台,将心电图检测设备和血氧检测设备集中在一个检测仪器内同时工作,优化现有的检测设备的结构,更关键的是,对于划分的四个年龄段的待测人员,采用高精度图像识别的技术进行年龄段识别,并根据年龄段识别的结果自适应地设置各个不同的生理参数预警阈值。
根据本发明的一方面,提供了一种智能化多参数检测平台,所述检测平台包括血氧饱和度提取设备、心电图参数提取设备、年龄段信息采集设备、静态存储设备和AVR32芯片,所述静态存储设备预先存储了不同年龄段的各个生理参数阈值,AVR32芯片与所述血氧饱和度提取设备、所述心电图参数提取设备、所述年龄段信息采集设备和所述静态存储设备分别连接,基于所述年龄段信息采集设备的采集结果在所述静态存储设备中查询到被测人员所在年龄段的各个生理参数阈值,以用于所述血氧饱和度提取设备和所述心电图参数提取设备。
更具体地,在所述智能化多参数检测平台中,包括:静态存储设备,预先存储了黑白阈值和像素数阈值,所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理,所述静态存储设备还预先存储了四种灰度化面部模版,所述四种灰度化面部模版为通过对基准幼儿年龄段面部、基准儿童年龄段面部、基准成人年龄段面部和基准老人年龄段面部分别进行拍摄所得到的面部图像执行灰度化处理而获得,所述静态存储设备还用于预先存储年龄段生理参数对照表,所述年龄段生理参数对照表保存了幼儿年龄段、儿童年龄段、成人年龄段和老年年龄段四种年龄段中的每一种年龄段对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度;高清摄像头,用于对被测人员面部进行拍摄,以获得被测人员面部图像;面部识别设备包括图像预处理子器件、二值化处理子器件、列边缘检测子器件、行边缘检测子器件、目标分割子器件和目标识别子器件,所述图像预处理子器件与所述高清摄像头连接,以对所述被测人员面部图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理,以获得预处理面部图像;所述二值化处理子器件与所述图像预处理子器件和所述静态存储设备分别连接,将所述预处理面部图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较,当像素的亮度大于所述黑白阈值时,将像素记为白色像素,当像素的亮度小于所述黑白阈值时,将像素记为黑色像素,从而获得二值化面部图像;所述列边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化面部图像,计算每列黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列;所述行边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化面部图像,计算每行黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行;所述目标分割子器件与所述列边缘检测子器件和所述行边缘检测子器件分别连接,将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域,并从所述二值化面部图像中分割出所述目标存在区域以作为面部子图像输出,以将面部子图像从被测人员面部图像的背景处分开;所述目标识别子器件与所述目标分割子器件和所述静态存储设备分别连接,将所述面部子图像与四种灰度化面部模版匹配,输出匹配度最高的灰度化面部模板所对应的年龄段作为被测人员的年龄段;信号采集设备,包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器,所述多个医用电极分别设置在被测人员体表处的多个固定位置,用于提取被测人员心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压,每一个运动轨迹传感器紧邻一个医用电极放置,用于提取对应位置处被测人员因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号;运动轨迹消除设备,与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器别连接,将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生的漂移心电电压信号求和,以获得对应的目标电压;导联电路,与所述运动轨迹消除设备连接,用于接收多个目标电压,基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出;信号放大电路,与所述导联电路连接,用于接收所述心电电压差并对所述心电电压差放大;带通滤波电路,与所述信号放大电路连接,用于滤除放大后的心电电压差中的噪声成分以获得滤波电压差;第一模数转换电路,与所述带通滤波电路连接,用于对滤波电压差进行模数转换,以获得数字化电压差;心电图参数提取电路,与所述第一模数转换器连接,基于所述数字化电压差提取被测人员的窦性心率和QT间期;发光二极管,设置在被测人员手指指尖毛细血管位置,与光源驱动电路连接,用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号,交替发射红外光和红光;光源驱动电路,内置定时器,用于向所述发光二极管发送发光控制信号;光电转换器,设置在被测人员手指指尖上,位于所述发光二极管的相对位置,用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的红外光和红光,并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号,以获得模拟红外光电流和模拟红光电流;电流电压转换电路,与所述光电转换器连接,用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换,以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压;信号放大器,与所述电流电压转换电路连接,用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大,以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压;信号检测电路,与所述信号放大器连接,包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路,用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分,以作为第一直流电压和第一交流电压输出,还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分,以作为第二直流电压和第二交流电压输出;第二模数转换器,与所述信号检测电路连接,用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换,以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压;AVR32芯片,与所述心电图参数提取电路和所述第二模数转换器分别连接,接收被测人员的窦性心率和QT间期,还将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子,并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度,其中,血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系;其中,所述AVR32芯片当所述窦性心率在预设窦性心率范围之外时,发出窦性心率异常识别信号,当所述QT间期在预设QT间期范围之外时,发出QT间期异常识别信号,当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度上限浓度时,发出血氧饱和度过高识别信号,当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度下限浓度时,发出血氧饱和度过低识别信号;其中,AVR32芯片还与面部识别设备和静态存储设备分别连接,基于面部识别设备输出的被测人员的年龄段在所述年龄段生理参数对照表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度,并作为预设脉搏范围、预设窦性心率范围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度;其中,所述心电电压差包括多个电压差;其中,所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm,所述发光二极管发射的红光的波长为660nm;其中,在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路,用于分别滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分。
更具体地,在所述智能化多参数检测平台中,所述检测平台还包括:无线通信电路,与AVR32芯片连接,用于发送窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号。
更具体地,在所述智能化多参数检测平台中:无线通信电路为GPRS移动通信接口、3G移动通信接口和4G移动通信接口中的一种。
更具体地,在所述智能化多参数检测平台中:无线通信电路将窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号发送到医疗云服务器处。
更具体地,在所述智能化多参数检测平台中:所述光电转换器为一光电二极管。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:
图1为本发明的智能化多参数检测平台的第一实施例的结构方框图。
附图标记:1血氧饱和度提取设备;2心电图参数提取设备;3年龄段信息采集设备;4静态存储设备;5AVR32芯片
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的智能化多参数检测平台的实施方案进行详细说明。
不同年龄段的人其各个生理参数所分布的区间不同,如果采用具有相同参数阈值的检测仪器对不同年龄段的人进行生理状态检测,可能会得到完全不同的检测结果,其间极有可能会发生误诊,严重的会导致过度医疗或者耽误病情。然而,现有技术中并不存在能够基于不同年龄段选择不同生理参数阈值的医疗器件,甚至缺乏人工识别年龄段、在识别结果上人工调整生理参数阈值的技术方案。
同时,现有技术中的各种生理参数检测仪器都存在检测机制单一,每一个仪器一般只用于检测一项生理参数;以及检测机制落后,检测仪器的结构冗余度不高,精度不够精确的缺陷,导致即使对于同一年龄段的人进行检测,检测精度也难以满足医疗要求,仪器运行的功耗比也较高,性价比不够合理。
为此,本发明提出了一种智能化多参数检测平台,将心电图检测设备和血氧检测设备集中在一个检测仪器内同时工作,优化现有的检测设备的结构,更关键的是,对于划分的四个年龄段的待测人员,采用高精度图像识别的技术进行年龄段识别,并根据年龄段识别的结果自适应地设置不同的生理参数预警阈值,从而实现医疗仪器的智能化检测,大概率地避免误诊情况发生。
图1为本发明的智能化多参数检测平台的第一实施例的结构方框图,所述检测平台包括血氧饱和度提取设备、心电图参数提取设备、年龄段信息采集设备、静态存储设备和AVR32芯片,所述静态存储设备预先存储了不同年龄段的各个生理参数阈值,AVR32芯片与所述血氧饱和度提取设备、所述心电图参数提取设备、所述年龄段信息采集设备和所述静态存储设备分别连接,基于所述年龄段信息采集设备的采集结果在所述静态存储设备中查询到被测人员所在年龄段的各个生理参数阈值,以用于所述血氧饱和度提取设备和所述心电图参数提取设备。
接着,继续对本发明的智能化多参数检测平台的第二实施例的具体结构进行进一步的说明。
所述检测平台包括:静态存储设备,预先存储了黑白阈值和像素数阈值,所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理,所述静态存储设备还预先存储了四种灰度化面部模版,所述四种灰度化面部模版为通过对基准幼儿年龄段面部、基准儿童年龄段面部、基准成人年龄段面部和基准老人年龄段面部分别进行拍摄所得到的面部图像执行灰度化处理而获得,所述静态存储设备还用于预先存储年龄段生理参数对照表,所述年龄段生理参数对照表保存了幼儿年龄段、儿童年龄段、成人年龄段和老年年龄段四种年龄段中的每一种年龄段对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度。
所述检测平台包括:高清摄像头,用于对被测人员面部进行拍摄,以获得被测人员面部图像。
所述检测平台包括:面部识别设备,包括图像预处理子器件、二值化处理子器件、列边缘检测子器件、行边缘检测子器件、目标分割子器件和目标识别子器件,所述图像预处理子器件与所述高清摄像头连接,以对所述被测人员面部图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理,以获得预处理面部图像;所述二值化处理子器件与所述图像预处理子器件和所述静态存储设备分别连接,将所述预处理面部图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较,当像素的亮度大于所述黑白阈值时,将像素记为白色像素,当像素的亮度小于所述黑白阈值时,将像素记为黑色像素,从而获得二值化面部图像;所述列边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化面部图像,计算每列黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列;所述行边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化面部图像,计算每行黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行;所述目标分割子器件与所述列边缘检测子器件和所述行边缘检测子器件分别连接,将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域,并从所述二值化面部图像中分割出所述目标存在区域以作为面部子图像输出,以将面部子图像从被测人员面部图像的背景处分开;所述目标识别子器件与所述目标分割子器件和所述静态存储设备分别连接,将所述面部子图像与四种灰度化面部模版匹配,输出匹配度最高的灰度化面部模板所对应的年龄段作为被测人员的年龄段。
所述检测平台包括:信号采集设备,包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器,所述多个医用电极分别设置在被测人员体表处的多个固定位置,用于提取被测人员心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压,每一个运动轨迹传感器紧邻一个医用电极放置,用于提取对应位置处被测人员因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号;运动轨迹消除设备,与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器别连接,将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生的漂移心电电压信号求和,以获得对应的目标电压。
所述检测平台包括:导联电路,与所述运动轨迹消除设备连接,用于接收多个目标电压,基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出;信号放大电路,与所述导联电路连接,用于接收所述心电电压差并对所述心电电压差放大;带通滤波电路,与所述信号放大电路连接,用于滤除放大后的心电电压差中的噪声成分以获得滤波电压差;第一模数转换电路,与所述带通滤波电路连接,用于对滤波电压差进行模数转换,以获得数字化电压差;心电图参数提取电路,与所述第一模数转换器连接,基于所述数字化电压差提取被测人员的窦性心率和QT间期。
所述检测平台包括:发光二极管,设置在被测人员手指指尖毛细血管位置,与光源驱动电路连接,用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号,交替发射红外光和红光;光源驱动电路,内置定时器,用于向所述发光二极管发送发光控制信号;光电转换器,设置在被测人员手指指尖上,位于所述发光二极管的相对位置,用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的红外光和红光,并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号,以获得模拟红外光电流和模拟红光电流。
所述检测平台包括:电流电压转换电路,与所述光电转换器连接,用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换,以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压;信号放大器,与所述电流电压转换电路连接,用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大,以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压。
所述检测平台包括:信号检测电路,与所述信号放大器连接,包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路,用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分,以作为第一直流电压和第一交流电压输出,还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分,以作为第二直流电压和第二交流电压输出。
所述检测平台包括:第二模数转换器,与所述信号检测电路连接,用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换,以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压。
所述检测平台包括:AVR32芯片,与所述心电图参数提取电路和所述第二模数转换器分别连接,接收被测人员的窦性心率和QT间期,还将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子,并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度,其中,血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系。
其中,所述AVR32芯片当所述窦性心率在预设窦性心率范围之外时,发出窦性心率异常识别信号,当所述QT间期在预设QT间期范围之外时,发出QT间期异常识别信号,当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度上限浓度时,发出血氧饱和度过高识别信号,当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度下限浓度时,发出血氧饱和度过低识别信号。
其中,AVR32芯片还与面部识别设备和静态存储设备分别连接,基于面部识别设备输出的被测人员的年龄段在所述年龄段生理参数对照表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度,并作为预设脉搏范围、预设窦性心率范围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度;其中,所述心电电压差包括多个电压差;其中,所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm,所述发光二极管发射的红光的波长为660nm。
其中,在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路,用于分别滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分。
可选地,在所述智能化多参数检测平台中,所述检测平台还包括:无线通信电路,与AVR32芯片连接,用于发送窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号;无线通信电路为GPRS移动通信接口、3G移动通信接口和4G移动通信接口中的一种;无线通信电路将窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号发送到医疗云服务器处;以及所述光电转换器可选为一光电二极管。
另外,滤波器,顾名思义,是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念,在电子技术领域,“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用,被转换为电压或电流的时间函数,称之为各种物理量的时间波形,或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的,所以称之为连续时间信号,又习惯地称之为模拟信号。
随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展,为了便于计算机对信号进行处理,产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说,可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息,波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化,自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播,靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变,甚至是在相当多的情况下,这种畸变还很严重,导致信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。为了滤除这些噪声,恢复原本的信号,需要使用各种滤波器进行滤波处理。
采用本发明的智能化多参数检测平台,针对现有技术中被测人员生理参数检测单一、结构不够优化以及缺乏基于年龄段识别的智能化检测机制的技术问题,将去冗余度后的高精度的心电图监控设备和血氧监控设备汇集在一个检测仪器中,采用图像识别技术对被测人员年龄段进行有针对性的检测,并在年龄段识别的基础上完成对被测人员的生理状态的检测和预警。
可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种智能化多参数检测平台,所述检测平台包括血氧饱和度提取设备、心电图参数提取设备、年龄段信息采集设备、静态存储设备和AVR32芯片,所述静态存储设备预先存储了不同年龄段的各个生理参数阈值,AVR32芯片与所述血氧饱和度提取设备、所述心电图参数提取设备、所述年龄段信息采集设备和所述静态存储设备分别连接,基于所述年龄段信息采集设备的采集结果在所述静态存储设备中查询到被测人员所在年龄段的各个生理参数阈值,以用于所述血氧饱和度提取设备和所述心电图参数提取设备。
2.如权利要求1所述的智能化多参数检测平台,其特征在于,所述检测平台包括:
静态存储设备,预先存储了黑白阈值和像素数阈值,所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理,所述静态存储设备还预先存储了四种灰度化面部模版,所述四种灰度化面部模版为通过对基准幼儿年龄段面部、基准儿童年龄段面部、基准成人年龄段面部和基准老人年龄段面部分别进行拍摄所得到的面部图像执行灰度化处理而获得,所述静态存储设备还用于预先存储年龄段生理参数对照表,所述年龄段生理参数对照表保存了幼儿年龄段、儿童年龄段、成人年龄段和老年年龄段四种年龄段中的每一种年龄段对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度;
高清摄像头,用于对被测人员面部进行拍摄,以获得被测人员面部图像;
面部识别设备包括图像预处理子器件、二值化处理子器件、列边缘检测子器件、行边缘检测子器件、目标分割子器件和目标识别子器件,所述图像预处理子器件与所述高清摄像头连接,以对所述被测人员面部图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理,以获得预处理面部图像;所述二值化处理子器件与所述图像预处理子器件和所述静态存储设备分别连接,将所述预处理面部图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较,当像素的亮度大于所述黑白阈值时,将像素记为白色像素,当像素的亮度小于所述黑白阈值时,将像素记为黑色像素,从而获得二值化面部图像;所述列边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化面部图像,计算每列黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列;所述行边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化面部图像,计算每行黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行;所述目标分割子器件与所述列边缘检测子器件和所述行边缘检测子器件分别连接,将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域,并从所述二值化面部图像中分割出所述目标存在区域以作为面部子图像输出,以将面部子图像从被测人员面部图像的背景处分开;所述目标识别子器件与所述目标分割子器件和所述静态存储设备分别连接,将所述面部子图像与四种灰度化面部模版匹配,输出匹配度最高的灰度化面部模板所对应的年龄段作为被测人员的年龄段;
信号采集设备,包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器,所述多个医用电极分别设置在被测人员体表处的多个固定位置,用于提取被测人员心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压,每一个运动轨迹传感器紧邻一个医用电极放置,用于提取对应位置处被测人员因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号;
运动轨迹消除设备,与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器别连接,将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生的漂移心电电压信号求和,以获得对应的目标电压;
导联电路,与所述运动轨迹消除设备连接,用于接收多个目标电压,基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出;
信号放大电路,与所述导联电路连接,用于接收所述心电电压差并对所述心电电压差放大;
带通滤波电路,与所述信号放大电路连接,用于滤除放大后的心电电压差中的噪声成分以获得滤波电压差;
第一模数转换电路,与所述带通滤波电路连接,用于对滤波电压差进行模数转换,以获得数字化电压差;
心电图参数提取电路,与所述第一模数转换器连接,基于所述数字化电压差提取被测人员的窦性心率和QT间期;
发光二极管,设置在被测人员手指指尖毛细血管位置,与光源驱动电路连接,用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号,交替发射红外光和红光;
光源驱动电路,内置定时器,用于向所述发光二极管发送发光控制信号;
光电转换器,设置在被测人员手指指尖上,位于所述发光二极管的相对位置,用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的红外光和红光,并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号,以获得模拟红外光电流和模拟红光电流;
电流电压转换电路,与所述光电转换器连接,用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换,以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压;
信号放大器,与所述电流电压转换电路连接,用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大,以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压;
信号检测电路,与所述信号放大器连接,包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路,用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分,以作为第一直流电压和第一交流电压输出,还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分,以作为第二直流电压和第二交流电压输出;
第二模数转换器,与所述信号检测电路连接,用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换,以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压;
AVR32芯片,与所述心电图参数提取电路和所述第二模数转换器分别连接,接收被测人员的窦性心率和QT间期,还将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子,并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度,其中,血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系;
其中,所述AVR32芯片当所述窦性心率在预设窦性心率范围之外时,发出窦性心率异常识别信号,当所述QT间期在预设QT间期范围之外时,发出QT间期异常识别信号,当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度上限浓度时,发出血氧饱和度过高识别信号,当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度下限浓度时,发出血氧饱和度过低识别信号;
其中,AVR32芯片还与面部识别设备和静态存储设备分别连接,基于面部识别设备输出的被测人员的年龄段在所述年龄段生理参数对照表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度,并作为预设脉搏范围、预设窦性心率范围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度;
其中,所述心电电压差包括多个电压差;
其中,所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm,所述发光二极管发射的红光的波长为660nm;
其中,在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路,用于分别滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分。
3.如权利要求2所述的智能化多参数检测平台,其特征在于,所述检测平台还包括:
无线通信电路,与AVR32芯片连接,用于发送窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号。
4.如权利要求3所述的智能化多参数检测平台,其特征在于:
无线通信电路为GPRS移动通信接口、3G移动通信接口和4G移动通信接口中的一种。
5.如权利要求3所述的智能化多参数检测平台,其特征在于:
无线通信电路将窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号发送到医疗云服务器处。
6.如权利要求2所述的智能化多参数检测平台,其特征在于:
所述光电转换器为一光电二极管。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110441923A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-12 | 北京易孚泽科技有限公司 | 一种应用于智能眼镜设备上的防沉迷方法、装置、智能眼镜设备以及计算机存储介质 |
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2016
- 2016-01-02 CN CN201610002132.7A patent/CN105433941A/zh active Pending
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