[发明专利]一种生理参数的监测方法、装置和手持设备

说明书

本发明公开了一种生理参数的监测方法、装置和手持设备，方法包括步骤：采集当前人脸图像；提取人脸图像中的脸颊部分图像；对脸颊部分图像计算Green通道的均值，得到均值序列；对均值序列进行滑动平均值滤波，通过调整其滤波区间得到生理变化曲线；对生理变化曲线进行特征提取得到生理参数。通过不同的滤波区间可以得到不同的生理参数曲线，通过对曲线进行相应处理，可以得到多个生理参数值。本发明还公开了应用该方法的手持设备。本发明具有计算量低、准确度高、对硬件要求低的优点。

技术领域

本发明涉及生理参数监测研究领域，特别涉及一种生理参数的监测方法、装置和手持设备。

背景技术

人体生理参数监测包括对心电、血压、心率、血氧饱和度、呼吸频率、体温、呼吸中的二氧化碳浓度等参数的监测，目前广泛应用于临床医学、可穿戴设备、移动终端等领域。

例如，目前成熟的心率无创测量手段有脉搏测量法、心电信号法、光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy，PPG)。其中：

一、脉搏测量法：这其实是最古老的方法，就是中医的诊脉。在手腕或者颈部两侧，都可以经皮肤摸到动脉的压力有规律地涨落。通过压力传感器可以将这个信号变成心率。这个方案也是目前商用最不成熟的，原因一是压力传感器需要长期对穿戴者的动脉半压迫，有不适感。二是压力传感器难以以合适的方式固定在皮肤表面：固定的太紧会导致血流不畅，固定的太松又无法实现测量。这个问题在运动腕表设计中表现得格外明显。所以该方法一般只在医院中对手术中手术后的静息病人使用。通常情况下，脉搏和心率是一致的，有一次心脏收缩就会产生一次脉搏，但在血压极低的情况下，心脏收缩推送的血液不足以能够在血管上感知到搏动，于是出现脉搏低于心率的情况。

二、心电信号法：窦房结有节律地控制心脏收缩舒张从而向躯干泵血。这个控制信号是一个电信号(人体神经信号在神经上都表现为电信号)，会逐渐扩散到体表，可以在皮肤通过电极测量。目前医院使用的心电仪就是采用这个原理。这个节奏就是心率，除此之外，心电信号还可以为医生诊断提供很多参考信息。目前市面上最精确的可穿戴心率测量仪器、心率带，也是采用这个方法。但是由于心电信号的波长非常长，为了测得足够精度的信号，信号电极和参考电极就必须在躯干空间上隔得足够远。一般是胸上比较远得两点，或者左手和右手，或者手和脚等。腕表就比较难采用这个方案，除非有人愿意同时带两个表。

三、光电容积脉搏波描记法：这是一种简单无损的测量心跳成分和评定体表循环的方法。根据组织光学中对光在生物组织中的传播、分布及光与组织的相互作用的描述和研究，当某个波长的光通过(射入)生物体组织中时，生物体组织(皮肤、脂肪、血液、肌肉等)将对光产生散射和吸收，使检测到的光强度衰减。其中皮肤、肌肉和骨骼等其他组织对光的吸收几乎是不变的，但当透光区域存在动脉血管搏动或者静脉血管的充盈时，随着血流量的增减，血液中主要吸光成分血红蛋白含量也相应增减，血液对光的吸收量将随之变化。血管充盈时，光吸收量最大，检测到的光强度最小，利用光电传感器将检测到的光强度变化信号转换成电信号检出，即可描记出血管内容积的变化得到脉搏波信号。

目前，PPG的实现方案可以分为接触式和非接触式。

接触式PPG实现需要光电传感器来进行数据采集，比如常见的那种夹在食指尖/耳垂的心率测试仪、各种可穿戴设备、运动腕表等。三星的S5/S6，联想的ZukZ2Pro等一些手机也在手机背部集成了红外心率传感器，只需要把手指按在传感器上就可以采集到心率。