CN117281484B - 一种监护装置的佩戴位置的标识方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种监护装置的佩戴位置的标识方法，配置移动监护设备，移动监护设备配置多个可替换的监护装置，所述监护装置具有传感器/电极，包括如下步骤：步骤1、移动监护设备识别监护装置的种类，获取该监护装置的传感器/电极的佩戴位置；步骤2、移动监护设备调用摄像头识别人体外观结构和人体内部结构；步骤3、将监护装置的传感器/电极佩戴位置与人体外观结构和人体内部结构进行融合，提高在真实人体中标识佩戴位置的准确度；步骤4、根据识别结果融合模块的输出结，在真实人体中标识出该监护装置在真实人体中的佩戴位置。本发明的有益效果是：自动评估监护装置佩戴的规范性和准确性，佩戴不准确时提醒，协助用户将监护装置的传感器/电极佩戴在正确位置。

Description

一种监护装置的佩戴位置的标识方法

技术领域

本发明涉及无线监护技术领域，特别是一种监护装置的佩戴位置的标识方法。

背景技术

目前专业的监护设备是医院中的各种监护仪，这类设备体积大、不容易携带、而且操作专业，非专业人士难以操作。随着技术的革新，监护仪也向无线监护的方向发展，具有便携化强和适合院外（如家庭）使用，即移动监护设备。移动监护设备通常指的是使用无线技术，如Wi-Fi、蓝牙或移动数据连接，来实时监测用户的健康数据，包括生命体征、疾病指标等，可以在医院、临床、远程医疗等环境中使用。

而移动监护设备在院外使用的两大难点，一是设备成本，二是佩戴的专业性。成本方面，移动监护设备的价格越来越便宜，能够被家庭所接受。专业性方面，对于普通人群来说，移动监护设备的所有传感器/电极佩戴的都依靠说明书或者视频教程，理解困难，也无法判断是否佩戴正确，限制了用户的依从性。移动监护设备的中的监护装置，具有传感器/电极，其佩戴是否正确对用户的生理体征数据的监测结果具有极大的影响。以12导联心电贴为例，其贴合位置需要专业人员经过培训，了解左右胸骨线，肋间水平线等贴合位置，反复训练合格后才能上岗，对于非专业人士而言，参考说明书也不一定能贴合准确。

目前移动监护设备中用于佩戴的且具有传感器/电极的监护装置一般需要由医疗专业人员来安装、佩戴。对于普通人群，由于缺乏专业的医学知识，当监护装置发生脱落或者医护人员不在旁边时，只能根据说明书或者相关视频进行摸索佩戴，其无法确定是否佩戴准确，从而影响监测效果。

发明内容

本发明提出了一种监护装置的佩戴位置的标识方法，该方法可以指导普通人群精准地佩戴监护装置的传感器/电极，并自动评估佩戴的规范性和准确性，是通过如下技术方案实现的。

一种监护装置的佩戴位置的标识方法，配置移动监护设备，移动监护设备配置多个可替换的监护装置，所述监护装置具有传感器/电极，包括如下步骤：

步骤1、移动监护设备识别监护装置的种类，获取该监护装置的传感器/电极的佩戴位置；

步骤2、移动监护设备识别人体外观结构和人体内部结构；

步骤3、将监护装置的传感器/电极的佩戴位置与人体外观结构和人体内部结构进行融合，所述融合模块的融合过程可表示如下：

其中为基于人体外观结构的位置识别单元所标识的在真实人体(x, y,z)三个方向的佩戴位置坐标，/>为基于人体内部结构的位置识别单元所标识的在真实人体(x, y, z)三个方向的佩戴位置坐标，/>为上述两个位置识别单元融合后的输出结果；/>为/>的权重值，/>为/>的权重值，且满足/>+/>=1；

步骤4、根据识别结果融合模块的输出结果，在真实人体中标识出该监护装置的传感器/电极在真实人体中的佩戴位置。

进一步的，还包括如下步骤：步骤5、对佩戴的监护装置的传感器/电极位置的规范性进行评估，并给出评估结果，根据结果提醒用户佩戴位置是否正确。

本发明的有益效果是：通过移动监护设备识别不同种类型号的监护装置，并自动评估监护装置佩戴的规范性和准确性，佩戴不准确时提醒，协助用户将监护装置的传感器/电极佩戴在正确位置。

附图说明

图1是本发明实施例中的监护装置佩戴识别方法流程图。

图2是本发明实施例中的监护装置佩戴的识别及评估方法流程图。

图3是本发明实施例中的移动监护设备的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，一种监护装置的佩戴位置的标识方法，配置移动监护设备，移动监护设备配置多个可替换的监护装置，所述监护装置具有传感器/电极，包括如下步骤：

S1、移动监护设备识别监护装置的种类，获取该监护装置的传感器/电极的佩戴位置；

S2、移动监护设备识别人体外观结构和人体内部结构；

S3、将监护装置的传感器/电极的佩戴位置与人体外观结构和人体内部结构进行融合；

S4、根据识别结果融合模块的输出结果，在真实人体中标识出该监护装置的传感器/电极在真实人体中的佩戴位置。

本发明的实施例中，还包括S5、对佩戴监护装置的传感器/电极位置的规范性进行评估，并给出评估结果，根据结果提醒用户佩戴位置是否正确。

在S1中，先识别传感器种类，或者是手动选择要获取生理体征数据的种类。获得传感器类型后，从预先存储的数据中，得到监护装置的佩戴的位置。

如图3所示，在本发明的实施例中，配置移动监护设备，移动监护设备配置多个可替换的监护装置，移动监护设备上设置有处理单元、存储单元、通信单元和摄像头。

处理单元用于处理体征数据，通常是烧录有算法的微处理芯片。

存储单元，用于存储原始体征数据和处理后的数据。

通信单元，用于组件与多个监护装置通信的网络，以及与监护装置通信或者是与服务器通信。

摄像头，包括可见光摄像头和红外摄像头，用于识别监护装置在人体的位置。

监护装置包括配备多个可替换的传感器、通信模块和电源模块，根据用户的需求，切换不同的传感器获取不同的体征数据。监护装置包括可替换的皮电传感器、血氧传感器、心电传感器、脑电传感器、脉搏光电传感器等。不同装置的传感器或者电极的放置位置不一样，根据传感器的种类不同，佩戴在人体的位置也不同，如脑电传感器设置在头部的额头部。

监护装置还包括检测生物电水平的多个电极，电极与心电传感器搭配使用。

心电传感器根据导联电极数，放置不同的位置，三导联的电极位置分别为:右上RA:胸骨右缘锁骨中线第一肋间；左上LA:胸骨左缘锁骨中线第一肋间；左下LL:左锁骨中线剑突水平处。

五导联的位置与三导联不同，电极的贴合位置是固定的。

光电脉搏传感器，需要将监护装置设置在经脉上的皮肤表面，光电脉搏传感器朝向皮肤。

在本发明的实施例中，移动监护设备识别监护装置的种类，获取该监护装置的佩戴位置。

例如，皮电传感器的电极一般需要放置在胸部指定的位置，而脑电传感器的电极放置在头部指定的位置，血氧传感器一般放置在指尖等。

此外，对于同一功能但不同厂家生产的移动监护设备，其放置位置可能也存在一定的差异。因此，在实现监测之前，需要准确识别出移动监护设备。该模块的主要功能是识别出监护装置的类型、型号等。

S1中，识别出监护装置的类型和型号后，调用其贴合在皮肤上的正确位置信息。

在本发明的实施例中，实现移动监护设备的识别方法包括以下一种或者多种：利用可见光摄像头扫描移动监护设备上的二维码或者设备标识码；利用可见光摄像头获取移动监护设备的全景图片，利用图像识别技术判断设备的型号类型；用户手动输入移动监护设备的相关信息，如型号，厂家等。当识别出移动监护设备的型号后，该模块在数据库中自动查询并匹配出该移动监护设备的佩戴位置和佩戴方法，并将结果传输到佩戴位置识别模块。

在本发明实施例中，识别人体外观结构和人体内部结构，采用光、声、电磁来实现。光是摄像技术，包括可见光摄像头和红外摄像头。声是超声波技术，电磁可采用射频技术。在本发明的实施例中，采用光技术来实现，超声波和电磁是本发明的备选方案。

移动监护设备获得监护装置的型号，根据型号获取该型号监护装置的传感器/电极佩戴位置，并在真实人体中标识出对应的佩戴位置，具有指示作用。其识别过程主要由基于人体外观结构的位置识别单元和基于人体内部结构的位置识别单元两部分组成。各单元的功能及实现过程如下：

基于人体外观结构的位置识别单元主要通过可见光摄像头来标识出对应的佩戴位置，具体如下：

S11：用户根据佩戴位置识别模块的建议，采用坐姿或者躺姿的方式，并放松心态。

S12：可见光摄像头拍摄多幅用户的人体外观结构图，基于深度递归卷积神经网络等方法直接从一系列的人体外观结构图中推断用户的外观、体型等，建立用户的人体外观全身结构三维图。

S13：根据人体外观全身结构三维图，识别出人体表面参考基准点用于标记。

例如，其中，第一参考基准点位于左右锁骨连接处的中间位置、第二参考基准点位于胸骨体下沿和剑突连接处、第三参考基准点位于身体左侧腋下中间线上与第二基准点处于同一横向水平线。以上参考基准点仅用于解释说明，在实际运用中可根据移动监护设备的型号等进行重新调整、修改。

S14：以步骤S13所标记的参考基准点作为坐标，结合移动监护设备型号识别模块所获得的佩戴位置，基于曼哈顿距离的计算方法，在真实人体中标识出该监护装置的传感器/电极佩戴位置。

基于人体内部结构的位置识别单元主要通过红外摄像头来标识出对应的佩戴位置，具体如下：

S21：用户根据佩戴位置识别模块的建议，采用坐姿或者躺姿的方式，并放松心态。

S22：通过红外摄像头获取用户不同部位的红外辐射信息，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，利用专用分析软件，经过对伪色彩热图进行分析，获取覆盖全身各个系统和脏器的图像，并建立三维人体内部图。

S23：根据三维人体内部图，识别出人体特定的器官或者人体组织的中心点作为内部参考基准点。

例如，第一参考基准点为心脏，第二参考基准点为肝脏，第三参考基准点为左肺等。以上参考基准点仅用于解释说明，在实际运用中可根据移动监护设备的型号等进行重新调整、修改。

S24：以步骤S23所标记的参考基准点作为坐标，结合移动监护设备型号识别模块所获得的监护装置的佩戴位置，基于曼哈顿距离的计算方法，在真实人体中标识出该监护装置的传感器/电极佩戴位置。

将佩戴位置识别模块中的基于人体外观结构的位置识别单元以及基于人体内部结构的位置识别单元所输出的监护装置的佩戴位置结果进行融合，以进一步提高在真实人体中标识佩戴位置的准确度，其融合过程可表示如下：

其中为基于人体外观结构的位置识别单元所标识的在真实人体(x, y,z)三个方向的佩戴位置坐标，/>为基于人体内部结构的位置识别单元所标识的在真实人体(x, y, z)三个方向的佩戴位置坐标，/>为上述两个位置识别单元融合后的输出结果。/>为/>的权重值，/>为/>的权重值，且满足/>+/>=1。

和/>值的大小设置如下。

1）对于监护装置的传感器/电极放置在手指等地方，如监测血糖，血氧等生理指标时，的值要大于/>值，意味着基于人体外观结构的位置识别单元的输出结果拥有更大的权重。

2）对于监护装置的传感器/电极放置在胸部、头部等地方，如监测心电图、脑电图等生理指标时，的值要大于/>值，意味着基于人体内部结构的位置识别单元的输出结果拥有更大的权重。

3）对于其他情况，则可由专业医护人员酌情进行调整，使其更好的提高佩戴位置准确度。

根据识别结果融合模块的输出结果，在真实人体中标识出该移动监护设备的佩戴位置。

具体来说，佩戴位置显示模块可通过产生绿光、蓝光等一种或者多种单色可见光，将结果的位置信息转换为在用户真实人体的位置信息，并投影到用户特定的身体部位，从而指引用户准确地安装、放置好监护装置的传感器/电极。

对于普通人群，由于缺乏专业的医学知识，虽然有佩戴位置显示模块进行提示指导，但仍可能存在佩戴方向、佩戴位置不规范等情况。

获取用户佩戴监护装置的传感器/电极的实际位置。当用户佩戴完毕后，该模块通过可见光摄像头拍摄用户佩戴监护装置的传感器/电极的实际位置，并将传感器/电极的实际位置转换为(x, y, z)三个方向的坐标值。

对用户佩戴监护装置的传感器/电极位置的规范性进行评估，并给出评估结果。

具体来说，通过采用最小二乘法等方法分析移动监护装置的传感器/电极在真实人体的实际位置坐标与识别结果融合模块所推荐的佩戴位置坐标进行拟合分析，根据拟合程度来判断佩戴规范性。

如果拟合系数高于设定的阈值（如拟合系数大于0.95），则表示监护装置的传感器/电极佩戴规范，符合测量要求，则激活监护装置进入工作状态。如果拟合系数低于设定的阈值，则发出提示音，提醒用户重新佩戴监护装置的传感器/电极。

在本发明的其他实施例中，可通过VR，XR技术替换，通过VR技术和XR技术，获取人体外观全身结构，获取监护装置的种类后，在人体外观全身结构上标记佩戴位置，识别监护装置的传感器/电极位置，计算两者之间的方位，通过语音指导个人或者他人佩戴传感器/电极。当佩戴不准确时，发出语音提醒，指导用于自己或者他人重新佩戴。

上述实施例，VR，XR技术适合2人之间佩戴，或者自己佩戴。

本发明提出了移动监护设备，其由数据处理系统进行自动控制和处理，如图2所示，数据处理系统主要由六个模块组成，分别为：监护装置型号识别模块、佩戴位置识别模块、识别结果融合模块、佩戴位置显示模块、实际佩戴位置获取模块、佩戴规范性评估模块。各模块的主要功能及实现过程具体如下。

监护装置型号识别模块，用于识别监护装置的种类，采用的何种类型的传感器等部件，监护装置是配备多个可替换的传感器，根据用户的需求，获取不同的体征数据。

佩戴位置识别模块，是根据监护装置型号识别模块所获得的监护装置的佩戴位置和佩戴方法，在真实人体中标识出对应的佩戴位置。

识别结果融合模块，将佩戴位置识别模块中的基于人体外观结构的位置识别单元以及基于人体内部结构的位置识别单元所输出的监护装置佩戴位置结果进行融合，以进一步提高在真实人体中标识佩戴位置的准确度。

佩戴位置显示模块，根据识别结果融合模块的输出结果，在真实人体中标识出该监护装置的传感器/电极佩戴位置。

实际佩戴位置获取模块、获取用户佩戴监护装置的传感器/电极的实际位置。

佩戴规范性评估模块，是对用户佩戴监护装置的传感器/电极位置的规范性进行评估，并给出评估结果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，配置移动监护设备，移动监护设备配置多个可替换的监护装置，所述监护装置具有传感器/电极，包括如下步骤：

步骤1、移动监护设备识别监护装置的种类，获取该监护装置的传感器/电极的佩戴位置；

步骤2、移动监护设备识别人体外观结构和人体内部结构；

步骤3、将监护装置的传感器/电极的佩戴位置与人体外观结构和人体内部结构进行融合，其融合过程表示如下：

；

其中为移动监护设备基于人体外观结构的位置识别单元所标识的在真实人体三个方向的佩戴位置坐标，/>为移动监护设备基于人体内部结构的位置识别单元所标识的在真实人体三个方向的佩戴位置坐标，/>为上述两个位置识别单元融合后的输出结果；/>为/>的权重值，/>为/>的权重值，且满足/>+/>=1；

步骤4、根据识别结果和融合过程的输出结果，在真实人体中标识出该监护装置的传感器/电极在真实人体中的佩戴位置。

2.根据权利要求1所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，还包括步骤5、对佩戴的监护装置的传感器/电极位置的规范性进行评估，并给出评估结果，根据结果提醒用户佩戴位置是否正确。

3.根据权利要求1所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，所述步骤2中，配置摄像头来标识出人体外观结构上对应的传感器/电极佩戴位置，具体方法如下：

步骤1.1：用户根据佩戴位置识别模块的建议，采用坐姿或者躺姿的方式；

步骤1.2：摄像头拍摄多幅用户的人体外观结构图，基于深度递归卷积神经网络方法，建立用户的人体外观全身结构三维图；

步骤1.3：根据人体外观全身结构三维图，识别出人体表面的传感器/电极佩戴位置的参考基准点用于标记；

步骤1.4：以步骤1.3所标记的参考基准点作为坐标，结合监护装置型号识别模块所获得的佩戴位置，基于曼哈顿距离的计算方法，在真实人体中标识出监护装置的传感器/电极佩戴位置。

4.根据权利要求1所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，所述步骤2中，基于人体内部结构的位置识别，通过红外摄像头来标识出对应的传感器/电极佩戴位置，具体如下：

步骤2.1：用户根据佩戴位置识别模块的建议，采用坐姿或者躺姿的方式；

步骤2.2：通过红外摄像头获取用户不同部位的红外辐射信息，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，对伪色彩热图进行分析，获取覆盖全身各个系统和脏器的图像，并建立三维人体内部图；

步骤2.3：根据三维人体内部图，识别出人体特定的器官或者人体组织的中心点作为人体内部的传感器/电极佩戴位置的参考基准点；

步骤2.4：将人体内部的传感器/电极佩戴位置的参考基准点作为坐标，结合监护装置型号识别模块所获得的佩戴位置，基于曼哈顿距离的计算方法，在真实人体中标识出监护装置的传感器/电极佩戴位置。

5.根据权利要求1所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，所述步骤3中，和/>值的大小设置如下：

对于监护装置的传感器/电极放置在手指时，的值要大于/>值；

对于监护装置的传感器/电极放置在胸部、头部时，的值要大于/>值。

6.根据权利要求1所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，通过摄像头，将结果的位置信息转换为在用户真实人体的位置信息，并投影到用户特定的身体部位，从而指引用户准确地安装、放置好监护装置的传感器/电极。

7.根据权利要求6所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，通过摄像头拍摄用户佩戴监护装置的传感器/电极的实际位置，并将传感器/电极的实际位置转换为三个方向的坐标值。

8.根据权利要求7所述的一种监护装置的佩戴位置的标识方法，其特征在于，通过分析监护装置的传感器/电极在真实人体的实际位置坐标的识别结果和融合过程所输出的佩戴位置坐标进行拟合分析，根据拟合程度来判断佩戴是否规范，如果拟合系数低于设定的阈值，则发出提示音，提醒用户重新佩戴监护装置的传感器/电极。