CN109009020A - 一种健康监测系统和健康监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗技术领域，公开了一种健康监测系统和健康监测方法，监测系统包括：心率检测模块、血压检测模块、体重检测模块、听力检测模块、身体体成分(BMI值)模块、骨密度模块、人体平衡能力模块、亚健康模块、糖基化检测模块、动脉硬化检测模块、运动心肺功能检测模块、中央处理模块、气色检查模块、健康评估模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过设置听力检测模块，大大提高了听力检测的精度；通过设置健康评估模块，提高了用户健康评估的准确性。

Description

一种健康监测系统和健康监测方法
技术领域
本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种健康监测系统和健康监测方法。
背景技术
健康是指一个人在身体、精神和社会等方面都处于良好的状态。健康包括两个方面的内容：一是主要脏器无疾病，身体形态发育良好，体形均匀，人体各系统具有良好的生理功能，有较强的身体活动能力和劳动能力，这是对健康最基本的要求；二是对疾病的抵抗能力较强，能够适应环境变化，各种生理刺激以及致病因素对身体的作用。然而，现有健康监测系统对听力的检测不准确；同时对用户健康评估误差大。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有健康监测系统对听力的检测不准确；同时对用户健康评估误差大；现有的心率检测装置在患者进行移动时的检测误差较大，血压检测仪的精确度不高，显示器的分辨率较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种健康监测系统和健康监测方法。
本发明是这样实现的，一种健康监测方法，所述健康监测方法包括以下步骤：
步骤一，通过心率检测模块检测患者的心率数据信息；通过血压检测模块检测患者的血压数据信息；通过体重检测模块检测患者的体重数据信息；通过听力检测模块检测患者的听力数据信息；
动态人脸检测的心率检测方法通过人脸视频图像来提取心率成为可能，主要处理：
(1)对输入的视频进行预处理；
(2)对检测到的人脸使用Camshift方法进行实时跟踪，同时对人脸的位置进行Kalman滤波处理，实现对动态对象的脸部区域的稳定跟踪；
(3)对检测到的人脸区域采用高维的数学理论，皮肤分割处理；
(4)计算感兴趣的皮肤区域的像素值的变化，进行时频转换，在频率域进行带通滤波处理，截取感兴趣的频率成分，即心率大小，获取检测对象的心率值；
所述血压的测量算法为改进的趋势平均的差分求极值点法包括：E(xn)，P(xn)分别为滤波后ECG和PPG的第xn时刻的采样信号.对每点进行下列改进的差分运算，解析式为：
其中：
Δei(xn)＝E(xn+k)-E(xn-k)，i＝1，2，…，t
Δpi(xn)＝P(xn+k)-P(xn-k)，i＝1，2，…，t；
式中：k为每段采样数据的个数；t为经验值，随着采样频率的变化，t取值也随之变化，大小不是恒定不变的，根据实际需要和实践经验确定；在确定求极值点的方法后，从靠近HECG和HPPG值的每个点(xi，E(xi))和(xj，P(xj))开始，沿着上升沿向右利用差分运算寻找极大值点，即找到满足下列条件的点(xi，E2(xi))，(xj，P2(xj))：
ΔE(xn)≥0，ΔE(xn+1)≤0，4≤n≤k-4
ΔP(xn)≥0，ΔP(xn+1)≤0，4≤n≤k-4；
判断每个波峰值点是否属于ECG的R波或脉搏波主波；
步骤二，中央处理模块调度气色检查模块根据对被测者进行面部舌部观察、声音辨识和脉象分析，确认被测者的中医体质信息；
步骤三，通过健康评估模块综合检测的信息对患者健康进行评估；
步骤四，通过数据存储模块存储患者的检测信息；通过显示模块显示患者的检测信息。
进一步，所述显示模块采用四面体插值算法具体为：沿着插值点所在的立方体的对角轴线，将其划为6个四面体，插值点位于四面体中，插值运算为：
P(x，y，z)＝P1+x(P2-P1)+y(P3-P2)+z(P4-P3)；
四面体插值算法每次插值仅需读取4个数据点，进行了3次乘法运算。
进一步，听力检测模块的检测方法包括：
首先，确定指定频率的声音信息对应的标准声压级，并以标准声压级输出指定频率的声音信息；
其次，接收用户根据标准声压级输入的指令，并根据用户输入的指令调节声压级，以确定基准声压级；
然后，在基准声压级的基础上以第一预设值逐渐降低声压级，直至接收到用户输入的第一指令，再以第二预设值逐渐提高声压级，直至接收到用户输入的第二指令，并将接收到第二指令前的声压级确定为第一声压级，第一预设值大于第二预设值；
最后，根据第一声压级确定用户在指定频率的听力水平。
进一步，健康评估模块的评估方法如下：
首先，获取用户信息，用户信息包括与健康有关的多个特征信息，以及与健康无关的多个特征信息；
其次，对用户信息进行预处理得到样本数据集；将样本数据集划分为训练集和测试集；
然后，根据训练集中的数据和预设的算法构建健康模型；
最后，根据测试集的数据优化健康模型，以根据优化的健康模型对当前用户的健康进行评估得到当前用户的健康评估结果。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述健康监测方法的健康监测系统，所述健康监测系统包括：
心率检测模块、血压检测模块、体重检测模块、听力检测模块、中央处理模块、气色检查模块、健康评估模块、数据存储模块、显示模块；
心率检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的心率数据信息；
血压检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的血压数据信息；
体重检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的体重数据信息；
听力检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的听力数据信息；
身体成分模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的身体体成分数据信息；
骨密度模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的骨质数据信息；
人体平衡能力模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的平衡能力数据信息；
亚健康模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的亚健康状况数据信息；
糖基化检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的患糖尿病风险数据信息；
动脉硬化检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的动脉硬化数据信息；
运动心肺功能检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的运动时心肺功能数据信息；
中央处理模块，与心率检测模块、血压检测模块、体重检测模块、听力检测模块、气色检查模块、健康评估模块、数据存储模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；
气色检查模块，与中央处理模块连接，用于根据对被测者进行面部舌部观察、声音辨识和脉象分析，确认被测者的中医体质信息；
健康评估模块，与中央处理模块连接，用于综合检测的信息对患者健康进行评估；
数据存储模块，与中央处理模块连接，用于存储患者的检测信息；
显示模块，与中央处理模块连接，用于显示患者的检测信息；
本发明的另一目的在于提供一种应用所述健康监测方法的信息数据处理终端。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过听力检测模块以标准声压级输出指定频率的声音信息的基础上，根据用户输入的指令调节声压级以确定基准声压级，并在基准声压级的基础上以第一预设值和第二预设值逐渐调节声压级以确定用户在指定频率的听力水平，由此自动化地完成听力检测，并确定用户在各个频率的听力水平，从而大大提高了听力检测的精度；同时通过健康评估模块对用户信息进行预处理以得到完整度高的样本数据集，将样本数据集划分为训练集和测试集，以根据训练集中的数据和预设的算法构建健康模型，以根据测试集的数据优化健康模型，使得使用优化后的健康模型对用户健康评估的准确性更高，通过动态人脸检测的心率检测方法使患者在移动时仍然具有准确地测量值，血压检测具有更高效率、精准度更好的特征点提取算法，显示器的插值算法达到了所要求的高清分辨率下动态影像的实时性要求并可在像素时钟下稳定运行。
附图说明
图1是本发明实施提供的健康监测方法流程图。
图2是本发明实施提供的健康监测系统结构框图。
图2中：1、心率检测模块；2、血压检测模块；3、体重检测模块；4、听力检测模块；5、中央处理模块；6、气色检查模块；7、健康评估模块；8、数据存储模块；9、显示模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例提供的健康监测方法包括以下步骤：
S101：通过心率检测模块检测患者的心率数据信息；通过血压检测模块检测患者的血压数据信息；通过体重检测模块检测患者的体重数据信息；通过听力检测模块检测患者的听力数据信息；
S102：中央处理模块调度气色检查模块根据对被测者进行面部舌部观察、声音辨识和脉象分析，确认被测者的中医体质信息；
S103：通过健康评估模块综合检测的信息对患者健康进行评估；
S104：通过数据存储模块存储患者的检测信息；通过显示模块显示患者的检测信息。
如图2所示，本发明提供的健康监测系统包括：心率检测模块1、血压检测模块2、体重检测模块3、听力检测模块4、中央处理模块5、气色检查模块6、健康评估模块7、数据存储模块8、显示模块9。
心率检测模块1，与中央处理模块5连接，用于检测患者的心率数据信息；
血压检测模块2，与中央处理模块5连接，用于检测患者的血压数据信息；
体重检测模块3，与中央处理模块5连接，用于检测患者的体重数据信息；
听力检测模块4，与中央处理模块5连接，用于检测患者的听力数据信息；
中央处理模块5，与心率检测模块1、血压检测模块2、体重检测模块3、听力检测模块4、气色检查模块6、健康评估模块7、数据存储模块8、显示模块9连接，用于调度各个模块正常工作；
气色检查模块6，与中央处理模块5连接，用于根据对被测者进行面部舌部观察、声音辨识和脉象分析，确认被测者的中医体质信息；
健康评估模块7，与中央处理模块5连接，用于综合检测的信息对患者健康进行评估；
数据存储模块8，与中央处理模块5连接，用于存储患者的检测信息；
显示模块9，与中央处理模块5连接，用于显示患者的检测信息。
本发明提供的听力检测模块4检测方法如下：
首先，确定指定频率的声音信息对应的标准声压级，并以所述标准声压级输出所述指定频率的声音信息；
其次，接收用户根据所述标准声压级输入的指令，并根据所述用户输入的指令调节声压级，以确定基准声压级；
然后，在所述基准声压级的基础上以第一预设值逐渐降低声压级，直至接收到所述用户输入的第一指令，再以第二预设值逐渐提高声压级，直至接收到所述用户输入的第二指令，并将接收到所述第二指令前的所述声压级确定为第一声压级，所述第一预设值大于所述第二预设值；
最后，根据所述第一声压级确定所述用户在所述指定频率的听力水平。
本发明提供的健康评估模块7评估方法如下：
首先，获取用户信息，所述用户信息包括与健康有关的多个特征信息，以及与健康无关的多个特征信息；
其次，对所述用户信息进行预处理得到样本数据集；将所述样本数据集划分为训练集和测试集；
然后，根据所述训练集中的数据和预设的算法构建健康模型；
最后，根据所述测试集的数据优化所述健康模型，以根据优化的健康模型对当前用户的健康进行评估得到当前用户的健康评估结果。
动态人脸检测的心率检测方法通过人脸视频图像来提取心率成为可能，主要处理：
(1)对输入的视频进行预处理；
(2)对检测到的人脸使用Camshift方法进行实时跟踪，同时对人脸的位置进行Kalman滤波处理，实现对动态对象的脸部区域的稳定跟踪；
(3)对检测到的人脸区域采用高维的数学理论，皮肤分割处理；
(4)计算感兴趣的皮肤区域的像素值的变化，进行时频转换，在频率域进行带通滤波处理，截取感兴趣的频率成分，即心率大小，获取检测对象的心率值；
所述血压的测量算法为改进的趋势平均的差分求极值点法包括：E(xn)，P(xn)分别为滤波后ECG和PPG的第xn时刻的采样信号.对每点进行下列改进的差分运算，解析式为：
其中：
Δei(xn)＝E(xn+k)-E(xn-k)，i＝1，2，…，t
ΔPi(xn)＝P(xn+kk)-P(xn-k)，i＝1，2，…，t；
式中：k为每段采样数据的个数；t为经验值，随着采样频率的变化，t取值也随之变化，大小不是恒定不变的，根据实际需要和实践经验确定；在确定求极值点的方法后，从靠近HECG和HPPG值的每个点(xi，E(xi))和(xj，P(xj))开始，沿着上升沿向右利用差分运算寻找极大值点，即找到满足下列条件的点(xi，E2(xi))，(xj，P2(xj))：
ΔE(xn)≥0，ΔE(xn+1)≤0，4≤n≤k-4
ΔP(xn)≥0，ΔP(xn+1)≤0，4≤n≤k-4；
判断每个波峰值点是否属于ECG的R波或脉搏波主波；
进一步，所述显示模块采用四面体插值算法具体为：沿着插值点所在的立方体的对角轴线，将其划为6个四面体，插值点位于四面体中，插值运算为：
P(x，y，z)＝P1+x(P2-p1)+y(P3-P2)+z(P4-P3)；
四面体插值算法每次插值仅需读取4个数据点，进行了3次乘法运算。
进一步，听力检测模块的检测方法包括：
首先，确定指定频率的声音信息对应的标准声压级，并以标准声压级输出指定频率的声音信息；
其次，接收用户根据标准声压级输入的指令，并根据用户输入的指令调节声压级，以确定基准声压级；
然后，在基准声压级的基础上以第一预设值逐渐降低声压级，直至接收到用户输入的第一指令，再以第二预设值逐渐提高声压级，直至接收到用户输入的第二指令，并将接收到第二指令前的声压级确定为第一声压级，第一预设值大于第二预设值；
最后，根据第一声压级确定用户在指定频率的听力水平。
进一步，健康评估模块的评估方法如下：
首先，获取用户信息，用户信息包括与健康有关的多个特征信息，以及与健康无关的多个特征信息；
其次，对用户信息进行预处理得到样本数据集；将样本数据集划分为训练集和测试集；
然后，根据训练集中的数据和预设的算法构建健康模型；
最后，根据测试集的数据优化健康模型，以根据优化的健康模型对当前用户的健康进行评估得到当前用户的健康评估结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种健康监测方法，其特征在于，所述健康监测方法包括以下步骤：
步骤一，通过心率检测模块检测患者的心率数据信息；通过血压检测模块检测患者的血压数据信息；通过体重检测模块检测患者的体重数据信息；通过听力检测模块检测患者的听力数据信息；
动态人脸检测的心率检测方法通过人脸视频图像来提取心率成为可能，主要处理：
(1)对输入的视频进行预处理；
(2)对检测到的人脸使用Camshift方法进行实时跟踪，同时对人脸的位置进行Kalman滤波处理，实现对动态对象的脸部区域的稳定跟踪；
(3)对检测到的人脸区域采用高维的数学理论，皮肤分割处理；
(4)计算感兴趣的皮肤区域的像素值的变化，进行时频转换，在频率域进行带通滤波处理，截取感兴趣的频率成分，即心率大小，获取检测对象的心率值；
所述血压的测量算法为改进的趋势平均的差分求极值点法包括：E(xn)，P(xn)分别为滤波后ECG和PPG的第xn时刻的采样信号.对每点进行下列改进的差分运算，解析式为：
其中：
Δei(xn)＝E(xn+k)-E(xn-k)，i＝1，2，…，t
Δpi(xn)＝P(xn+k)-P(xn-k)，i＝1，2，…，t；
式中：k为每段采样数据的个数；t为经验值，随着采样频率的变化，t取值也随之变化，大小不是恒定不变的，根据实际需要和实践经验确定；在确定求极值点的方法后，从靠近HECG和HPPG值的每个点(xi，E(xi))和(xj，P(xj))开始，沿着上升沿向右利用差分运算寻找极大值点，即找到满足下列条件的点(xi，E2(xi))，(xj，P2(xj))：
ΔE(xn)≥0，ΔE(xn+1)≤0，4≤n≤k-4
ΔP(xn)≥0，ΔP(xn+1)≤0，4≤n≤k-4；
判断每个波峰值点是否属于ECG的R波或脉搏波主波；
步骤二，中央处理模块调度气色检查模块根据对被测者进行面部舌部观察、声音辨识和脉象分析，确认被测者的中医体质信息；
步骤三，通过健康评估模块综合检测的信息对患者健康进行评估；
步骤四，通过数据存储模块存储患者的检测信息；通过显示模块显示患者的检测信息。
2.如权利要求1所述的健康监测方法，其特征在于，所述显示模块采用四面体插值算法具体为：沿着插值点所在的立方体的对角轴线，将其划为6个四面体，插值点位于四面体中，插值运算为：
P(x，y，z)＝P1+x(P2—P1)+y(P3-P2)+
z(P4-P3)；
四面体插值算法每次插值仅需读取4个数据点，进行了3次乘法运算。
3.如权利要求1所述的健康监测方法，其特征在于，听力检测模块的检测方法包括：
首先，确定指定频率的声音信息对应的标准声压级，并以标准声压级输出指定频率的声音信息；
其次，接收用户根据标准声压级输入的指令，并根据用户输入的指令调节声压级，以确定基准声压级；
然后，在基准声压级的基础上以第一预设值逐渐降低声压级，直至接收到用户输入的第一指令，再以第二预设值逐渐提高声压级，直至接收到用户输入的第二指令，并将接收到第二指令前的声压级确定为第一声压级，第一预设值大于第二预设值；
最后，根据第一声压级确定用户在指定频率的听力水平。
4.如权利要求1所述的健康监测方法，其特征在于，健康评估模块的评估方法如下：
首先，获取用户信息，用户信息包括与健康有关的多个特征信息，以及与健康无关的多个特征信息；
其次，对用户信息进行预处理得到样本数据集；将样本数据集划分为训练集和测试集；
然后，根据训练集中的数据和预设的算法构建健康模型；
最后，根据测试集的数据优化健康模型，以根据优化的健康模型对当前用户的健康进行评估得到当前用户的健康评估结果。
5.一种实现权利要求1所述健康监测方法的健康监测系统，其特征在于，所述健康监测系统包括：
心率检测模块、血压检测模块、体重检测模块、听力检测模块、中央处理模块、气色检查模块、健康评估模块、数据存储模块、显示模块；
心率检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的心率数据信息；
血压检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的血压数据信息；
体重检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的体重数据信息；
听力检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的听力数据信息；
身体成分模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的身体体成分数据信息；
骨密度模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的骨质数据信息；
人体平衡能力模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的平衡能力数据信息；
亚健康模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的亚健康状况数据信息；
糖基化检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的患糖尿病风险数据信息；
动脉硬化检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的动脉硬化数据信息；
运动心肺功能检测模块，与中央处理模块连接，用于检测患者的运动时心肺功能数据信息；
中央处理模块，与心率检测模块、血压检测模块、体重检测模块、听力检测模块、气色检查模块、健康评估模块、数据存储模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；
气色检查模块，与中央处理模块连接，用于根据对被测者进行面部舌部观察、声音辨识和脉象分析，确认被测者的中医体质信息；
健康评估模块，与中央处理模块连接，用于综合检测的信息对患者健康进行评估；
数据存储模块，与中央处理模块连接，用于存储患者的检测信息；
显示模块，与中央处理模块连接，用于显示患者的检测信息。
6.一种应用权利要求1～4任意一项所述健康监测方法的信息数据处理终端。
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