CN116747450A - 一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法及系统，包括：获取理疗人的皮肤表面温度时序数据和微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。使得理疗过程中，理疗人的皮肤表面温度始终处于设定的温度阈值范围内，保证微波理疗的效果，并提升微波理疗的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
现有用于微波理疗仪的温度监测装置通常采用接触式温度测量方法，例如体表贴片式温度计或者热敏电阻温度计等，这些方法需要与人体接触，容易受到环境温度、外界干扰等因素的影响，且与人体接触进行皮肤表面温度测量的方法，会对微波辐射产生干扰，从而影响微波理疗的效果。
此外，现有的微波理疗仪，只能根据实时测量的皮肤表面温度对微波辐射功率进行调节，当实时测量的皮肤表面温度超出设定温度范围时，才会对微波辐射功率进行调整，导致微波辐射功率调节不及时或者不准确，影响微波理疗的效果，甚至出现理疗人被烫伤的风险。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法及系统，通过对理疗人皮肤表面温度进行预测，进而根据皮肤表面温度预测值对微波辐射功率进行调整，使得理疗过程中，理疗人的皮肤表面温度始终处于设定的温度阈值范围内，保证微波理疗的效果，并提升微波理疗的安全性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，提出了一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，包括：
获取理疗人的皮肤表面温度时序数据和微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；
根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；
当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
第二方面，提出了一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控系统，包括：
皮肤表面温度获取模块，用于获取理疗人的皮肤表面温度时序数据；
微波辐射数据获取模块，用于获取微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；
控制模块，用于根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；
微波辐射调节模块，用于当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法所述的步骤。
第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法所述的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过对理疗人皮肤表面温度进行预测，进而根据皮肤表面温度预测值对微波辐射功率进行调整，使得理疗过程中，理疗人的皮肤表面温度始终处于设定的温度阈值范围内，保证微波理疗的效果，并提升微波理疗的安全性。
2、本发明根据皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，能够利用到更多的数据信息，提高了皮肤表面温度预测的准确性。
3、本发明还在获取的理疗人的皮肤表面温度大于设定的温度极限值时，控制微波理疗仪停止工作，防止理疗过程中将理疗人烫伤。
4、本发明采用非接触式测量的方式获取理疗人的皮肤表面温度，不会对微波辐射产生干扰，不会影响微波理疗的效果。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例1公开方法的流程图；
图2为实施例2公开系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1
在该实施例中，公开了一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，如图1所示，包括：
获取理疗人的皮肤表面温度时序数据和微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；
根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；
当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
其中，采用非接触式测量的方式，获取理疗过程中，理疗人的皮肤表面温度，该种皮肤表面温度测量方式，不会对微波辐射产生干扰，不会影响微波理疗的效果。
在具体实施时，可以采用红外传感器或热像仪等设备，获取理疗人的皮肤表面温度。
红外传感器主要是通过测量皮肤表面的红外辐射能量，来获取皮肤表面温度。人体表面的温度越高，所发出的红外辐射能量就越大。因此，可以使用红外传感器来测量人体表面的红外辐射能量，从而间接地确定皮肤表面温度。具体实现上，红外传感器包括红外探测器、信号处理电路和光学滤波器。光学滤波器，用于接收皮肤表面的光信号，并将光信号中其他频段的光信号过滤掉，仅保留红外线信号，红外探测器是红外线传感器模块的核心组成部分，用于接收光学滤波器过滤出的红外线信号，并将红外线信号转换成电信号，信号处理电路，用于对红外探测器转换成的电信号进行放大、滤波和去噪等处理，进而根据处理后电信号，获得皮肤表面温度。
热像仪可以检测人体表面辐射出的红外线能量并转换成对应的温度值，与红外传感器原理类似，也可以用于实时监测人体表面的温度变化。
采用机器学习算法，根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测。
为了能够使用皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据中更多的数据信息，本实施例先计算皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征；然后根据皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测。
在具体实施时，可以采用机器学习算法中的线性回归算法、岭回归算法和支持向量回归算法等，进行下一时刻理疗人的皮肤表面温度的预测。
数据的统计特征包括数据的均值、标准差、最大值和最小值。
以其中的线性回归算法为例，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度的预测过程进行说明。
构建线性回归模型，该线性模型以皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征为输入，以下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值为输出。
获取理疗人的历史皮肤表面温度时序数据和微波理疗仪微波辐射的历史相关信息时序数据；
对历史皮肤表面温度时序数据和历史相关信息时序数据，进行窗口划分，计算每个窗口中皮肤表面温度时序数据的统计特征和相关信息时序数据的统计特征，作为训练数据，训练数据中还包含每个窗口数据对应的下一时刻的皮肤表面温度真实值。
将训练数据划分为训练集和测试集。
通过训练集中数据对构建的线性回归模型进行训练，通过测试集中数据对训练后线性回归模型进行验证，训练完成，获得训练好的线性回归模型，作为皮肤表面温度预测模型。
其中，训练集和测试集进行交叉验证，选择最优的模型参数，防止模型出现过拟合或欠拟合的情况。
在模型训练过程中，通过最小化下一时刻的皮肤表面温度预测值与皮肤表面温度真实值之间的差异来调整模型参数。
当训练完成获得皮肤表面温度预测模型后，将皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征代入皮肤表面温度预测模型中，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值。
获取到下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值后，将下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值与设定的温度阈值范围进行比较，当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
设定的温度阈值范围为当皮肤表面温度位于该范围内时，理疗效果最好。
具体的，当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值大于温度阈值范围上限值时，降低微波辐射功率；当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值小于温度阈值范围下限值时，提高微波辐射功率。以保证理疗人的皮肤表面温度始终位于温度阈值范围内，保证理疗效果。
为了防止理疗人烫伤，本实施例还限定当获取的理疗人的皮肤表面温度大于设定的温度极限值时，控制微波理疗仪停止工作。从而防止理疗人烫伤。
本实施例公开方法通过对理疗人皮肤表面温度进行预测，进而根据皮肤表面温度预测值对微波辐射功率进行调整，使得理疗过程中，理疗人的皮肤表面温度始终处于设定的温度阈值范围内，保证微波理疗的效果，并提升微波理疗的安全性。
实施例2
在该实施例中，公开了一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控系统，如图2所示，包括：
皮肤表面温度获取模块，用于获取理疗人的皮肤表面温度时序数据；
微波辐射数据获取模块，用于获取微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；
控制模块，用于根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；
微波辐射调节模块，用于当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
实施例3
在该实施例中，公开了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1公开的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法所述的步骤。
实施例4
在该实施例中，公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1公开的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法所述的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，包括：
获取理疗人的皮肤表面温度时序数据和微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；
根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；
当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
2.如权利要求1所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，采用非接触式测量的方式，获取理疗人的皮肤表面温度。
3.如权利要求1所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，采用机器学习算法，根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测。
4.如权利要求1所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，计算皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征；
根据皮肤表面温度时序数据的统计特征和微波辐射的相关信息时序数据的统计特征，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测。
5.如权利要求1所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值大于温度阈值范围上限值时，降低微波辐射功率。
6.如权利要求1所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值小于温度阈值范围下限值时，提高微波辐射功率。
7.如权利要求1所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法，其特征在于，当获取的理疗人的皮肤表面温度大于设定的温度极限值时，控制微波理疗仪停止工作。
8.一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控系统，其特征在于，包括：
皮肤表面温度获取模块，用于获取理疗人的皮肤表面温度时序数据；
微波辐射数据获取模块，用于获取微波理疗仪微波辐射的相关信息时序数据；
控制模块，用于根据皮肤表面温度时序数据和微波辐射的相关信息时序数据，对下一时刻理疗人的皮肤表面温度进行预测，获得下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值；
微波辐射调节模块，用于当下一时刻理疗人的皮肤表面温度预测值不在设定的温度阈值范围内时，对微波辐射功率进行调整，使得采用调整后的微波辐射功率对理疗人进行理疗时，理疗人的皮肤表面温度位于设定的温度阈值范围内。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的一种用于微波理疗仪的人体表面安全温度监控方法的步骤。
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|---|---|---|---|---|
| CN117894429A (zh) * | 2024-03-15 | 2024-04-16 | 陕西省中医医院 | 一种用于艾灸装置控制的用户基准温度智能评估方法 |
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2023
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| CN117894429B (zh) * | 2024-03-15 | 2024-05-24 | 陕西省中医医院 | 一种用于艾灸装置控制的用户基准温度智能评估方法 |
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