[发明专利]一种生理参数测量系统及配备该测量系统的智能座椅

说明书

一种生理参数测量系统，数据采集单元按照非接触式的方式采集由人体生理活动引起的第一信号，中央处理单元至少按照如下步骤对第一信号进行运算处理以获得人体的呼吸频率参数：按照滤除特定频段的信号的方式对第一信号进行滤波处理以得到第二信号，并基于自相关函数对第二信号进行运算处理并对运算结果中的峰值点沿时间轴按照设定顺序进行确定；按照占峰值点总量比例为f的方式选取n个最靠近时间轴坐标原点的峰值点以计算呼吸频率的平均值。一种智能座椅，采用前述的生理参数测量系统。本发明的生理参数测量系统和智能座椅能够通过非接触的方式采集人体的呼吸频率，增大了使用便捷性。

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种生理参数测量系统及配备该测量系统的智能座椅。

背景技术

呼吸率作为重要人体体征参数，如何通过非接触式的测量方式实现该参数的准确测量一直是生物医学工程及仪器领域研究的热点之一。成像式光电容积描记技术是在PPG基础上发展起来的一种非接触生理参数检测技术，该技术利用成像设备对包含被测部位的信息进行视频采集，通过对视频图像的敏感区域进行处理，实现心率、呼吸率、血氧饱和度等生理参数提取的一种生物医学检测方法。IPPG技术具有成本低、非接触、安全、能够连续测量、操作简单等多种优势，为非接触式生理信号测量及远程医疗监控的研究提供了一种新的解决途径和方案。

现有技术中，基于IPPG技术提取人体心率指标的研究方面，主要是心率和呼吸率的提取方法为研究思路的直接应用或改进优化。主要为从面部视频生成的观测信号的G通道中提取心率，或者通过基于JADE等经典ICA算法进行三通道盲源分离以提取心率，进一步从心率的频谱分析中提取出呼吸率。此外，部分方法中融入了面部视频跟踪算法以克服噪声干扰问题。在多数情况下，当干扰噪声较少时，使用G通道方法的效果的确很好，但较多干扰噪声时该方法存在缺陷，并且，较多的噪声源会影响三通道ICA算法的分离效果。上述基于面部视频跟踪算法虽然可以一定程度上解决受试者面部运动问题，但对于面部局部细微变化以及光线微弱变化等因素造成的噪声干扰无法做到很好地克服。同时，现有的方法对于ICA分离后源信号通道的判别基本依据FFT后的功率谱，同样也面临噪声源的干扰问题，在分离通道较多的情况下，源通道的判别准确性对于算法的稳健性来说同样显得十分重要。此外，现有的方法中没有能够实现心率和呼吸信号的同步提取，进而实现心率和呼吸的同步测量。

公开号为CN105147293A的专利文献公开了一种实现呼吸频率测量的系统及方法，包括血流变化采集模块，用以使用白色LED灯照射皮肤表面并采集人体心脏跳动引起的血流变化信号；呼吸波信号获取模块，用以从所述的血流波变化信号处理获取呼吸波信号；呼吸频率计算模块，用以对所述的呼吸波信号进行处理得到呼吸频率。采用该种结构实现呼吸频率测量的系统及方法，可以将上述功能模块应用于人体多种适合测量的位置，通过白光光学照射和血流变化监测得到实时的呼吸频率。在上述测量呼吸频率的过程中，需要用户通过佩戴的方式固定数据采集模块于身体的指定位置，操作复杂且易受环境的影响。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种生理参数测量系统，至少包括通信地耦合至中央处理单元的数据采集单元，所述数据采集单元按照非接触式的方式基于至少一个传感器采集由人体生理活动引起的第一信号，其中，所述中央处理单元至少按照如下步骤对所述第一信号进行运算处理以获得人体的呼吸频率参数：按照滤除特定频段的信号的方式对所述第一信号进行滤波处理以得到第二信号，并基于自相关函数对所述第二信号进行运算处理并对运算结果中的峰值点沿时间轴按照设定顺序进行确定；按照占峰值点总量百分比例为f的方式选取n个最靠近时间轴坐标原点的峰值点以计算呼吸频率的平均值其中，D是第一个峰值点和第n个峰值点之间的总间距。