[实用新型]非接触式生理信号监测装置

说明书

本实用新型属于生理信号检测技术领域，具体为一种非接触式生理信号监测装置。本实用新型包括生理信号检测装置、人脸检测装置、追踪定位结构、上位机；生理信号检测装置包括激光发射模块、光信号检测转换模块；人脸检测装置包括一个红外摄像头；追踪定位结构包括滑轨和用舵机搭建的云台；激光发射模块、光信号检测转换模块、红外摄像头部署在云台上；通过红外摄像头对人脸进行实时追踪，微处理器控制云台调整激光发射角度，对准人脑前额进行照射，光信号检测处理模块检测反射光，微处理器根据检测到的反射光信号，通过调用部署的算法解算出脑部血氧、心率、脑血管张力等；通过蓝牙将数据传输到上位机。

技术领域

本实用新型属于生理信号检测技术领域，具体为一种非接触式生理信号监测装置。

背景技术

随着经济的不断发展，人口老龄化的问题日益突出。在社会发展的大潮中，年轻一代的生活方式也慢慢发生改变。这些因素导致脑血管疾病的发病率持续上升，且呈现年轻化的趋势。若没有有效的检测和防治措施，不仅严重威胁患者的生命和健康，还给患者的家庭，乃至社会带来沉重的经济和社会负担[1-2]。因此，对大脑内部机理的不断探索，对脑科学研究中面临的难点持续攻关，并在此基础上寻求脑部疾病的早发现早治疗，具有重大的医学意义和经济社会效益。人的一生大约有三分之一的时间在睡眠中度过。脑部疾病在夜间发作的概率非常大。为了提高人民的生活质量，在夜间进行睡眠监测是一件十分有意义的事。脑血氧、心率、脑部血管张力与脑部疾病的发作息息相关。对这三个生理信号进行监测可以对疾病进行评估和预警。

近年来,随着传感器技术、监测技术和现代影像技术的不断发展,脑功能监测的手段越来越多,例如有：

1、脑电图

脑电图(EEG)可以反映脑细胞群的自发性、节律性电活动，对脑部疾病的诊断、病情监测、预后判断及临床治疗等方面都有重要的应用价值。临床上常用的脑电图监测设备主要包括常规脑电图(RECG)、视频脑电图(VEEG)、动态脑电图(AEEG)以及颅内脑电图(iEEG)。

2、近红外光谱仪(NIRS)

NIRS其原理是：近红外光在一个特定位置发射到头部，并在组织中经历随机散射和吸收过程，衰减7-9个数量级。其中一部分光通过香蕉形状的路径传回组织表面，然后被敏感的光电探测器检测到。通过检测入射光和透射光的强度，经Beer-Lanbert定律换算得出氧合血红蛋白和去氧化血红蛋白的浓度，还可通过血氧饱和度的变化与氧合血红蛋白和去氧化血红蛋白的浓度变化推算出脑部血液流量和脑血容量。NIRS于1985年被引入临床实践，用于评估早产儿的大脑氧合情况，经过不断改进现已应用于各种手术麻醉中的监测。但由于个体基础差异，NIRS监测无法确定脑组织缺氧的绝对阈值，当前临床所使用的设备只能监测脑部血氧的相对变化，脑血氧饱和度监测属于趋势性指标，不能诊断病因，仅具有警示作用。

除了上述提到的两类，还有我们熟知的CT(电子计算机断层扫描)、正电子发射断层扫描仪(PET)、核磁共振成像(MRI)。目前脑电、脑血氧以及脑血流的监测领域已经发展出了多种多样的方法与设备，极大地推动了脑科学的发展，但是现有的设备仍存在一定的局限性，总结如下：

1、脑电图监测的灵敏度比脑血氧饱和度差、需要专业医师分析；

2、CT设备体积大、有电离辐射，而且还需要专业的医生操作，不能实时监测；

3、PET设备价格非常昂贵、体积大，需要专门医生操作，不能实时监测；

4、MRI设备费用昂贵、体积大，一般基层医院都很少见，需专门医生操作，不能实时监测；

由于上述设备的缺陷，现在市场上已经研制出了多种便携式脑功能监测设备。但是这些设备具有如下缺陷：

1、大部分便携式仪器紧贴头部，舒适度和易用性不高。