[发明专利]自动化病人状态检测平台

说明书

技术领域

本发明涉及医护领域，尤其涉及一种自动化病人状态检测平台。

背景技术

从外形上看，不同的人种在肤色、眼色、发色、发型、头型、身高等 特征上有所区别，但这些特征差异是由于人类在一定地域内长期适应当地 自然环境，又经过长期隔离所形成的。从内部结构上看，不同的人种在各 项生理参数分布范围上也各不相同，如果对不同人种采用相同的生理参数 阈值进行监控，监控的结果可能大相径庭。

现有技术中缺乏基于人种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，本发明提出了一种自动化病人状态检测平台，将经过结构优化 的高精度的血糖监控设备和心电图监控设备集成在一个检测仪器中，同时 采用有针对性的人种识别设备对被测人员进行识别，在此基础上，完成对 被测人员的生理参数的科学性检测和预警，从而提高医疗设备的检测效率 和精度。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种自动化病人状 态检测平台，将血糖检测设备和心电图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，对于世界上现存的四 种人种，采用高精度图像识别的技术进行人种识别，并根据人种识别的结 果自适应地设置各个生理参数预警阈值，从而保障检测结果的合理性和科 学性。

根据本发明的一方面，提供了一种自动化病人状态检测平台，所述检 测平台包括图像信息采集设备、CF存储卡、心电图检测设备、血糖检测设 备和飞思卡尔MC9S12芯片，所述图像信息采集设备用于采集被测人员的 图像数据，所述飞思卡尔MC9S12芯片与所述图像信息采集设备和所述 CF存储卡分别连接，用于基于被测人员的图像数据在所述CF存储卡的存 储数据中匹配出被测人员的人种类型，并基于所述人种类型确定能用于所 述心电图检测设备和所述血糖检测设备的生理参数阈值。

更具体地，在所述自动化病人状态检测平台中，包括：CF存储卡， 预先存储了面部灰度范围，所述面部灰度范围用于将图像中的人脸面部与 背景分离，所述CF存储卡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白色人种面部、基准黄色人种面部、基准棕 色人种面部和基准黑色人种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CF存储卡还用于预先存储人种生理参数对照表， 所述人种生理参数对照表保存了白色人种、黄色人种、棕色人种和黑色人 种四种类型中的每一种类型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；摄像设备包 括半球形透明罩、辅助照明子设备和CMOS摄像头，所述半球形透明罩用 于容纳所述辅助照明子设备和所述CMOS摄像头，所述辅助照明子设备为 所述CMOS摄像头的拍摄提供辅助照明，所述CMOS摄像头对被测人员 面部拍摄以获得被测人员面部图像；面部特征检测设备包括自适应递归滤 波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目 标识别子设备；所述自适应递归滤波子设备与所述CMOS摄像头连接，用 于对所述被测人员面部图像采用自适应递归滤波处理，以滤除所述被测人 员面部图像中的高斯噪声，获得自适应递归滤波图像；所述中值滤波子设 备与所述自适应递归滤波子设备连接，用于对所述自适应递归滤波图像执 行中值滤波处理，以滤除所述自适应递归滤波图像中的散射成分，获得中 值滤波图像；所述尺度变换增强子设备与所述中值滤波子设备连接，用于 对所述中值滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的 对比度，获得增强图像；所述目标分割子设备与所述尺度变换增强子设备 和所述CF存储卡分别连接，将所述增强图像中像素灰度值在所述面部灰 度范围内的所有像素组成面部子图像，所述面部子图像从所述被测人员面 部图像的背景处分离获得；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备和 所述CF存储卡分别连接，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人种类型作为被测人员的人 种类型；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；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；直接数字频率合成器，用于产生频率和相位 能够调整的正弦波信号以作为射频频率源用作混频使用；脉冲序列发生 器，用于产生脉冲序列；混频器，与所述直接数字频率合成器和所述脉冲 序列发生器分别连接，采用脉冲序列对正弦波信号进行混频调制；功率放 大器，与所述混频器连接，用于将混频调制后的信号进行放大；开关电源， 用作探头与功率放大器之间的接口电路，将放大后的信号加载到探头的射 频收发线圈中；钕铁硼永磁型磁体结构，在容纳被测人员手指的空间内产 生一个场强均匀的静态磁场；探头，放置在被测人员手指位置，缠绕射频 收发线圈以将加载的信号送入所述钕铁硼永磁型磁体结构内，产生核磁共 振现象，还用于将经过被测人员手指内氢质子共振后获得的衰减信号送 出；飞思卡尔MC9S12芯片，与所述探头连接，接收所述衰减信号，分析 所述衰减信号的谱线，并计算其中葡萄糖所占比例，从而获取被测人员的 血糖浓度；飞思卡尔MC9S12芯片还与所述心电图参数提取电路连接以接 收被测人员的窦性心率和QT间期；其中，所述飞思卡尔MC9S12芯片当 所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时，发出血糖浓度过高识别信号，当所 述血糖浓度在预设血糖下限浓度时，发出血糖浓度过低识别信号，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；其 中，所述心电电压差包括多个电压差；其中，飞思卡尔MC9S12芯片还与 面部特征检测设备和CF存储卡分别连接，基于面部特征检测设备输出的 被测人员的人种类型在所述人种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。