[发明专利]一种非约束目标的非接触式脉搏波采集系统及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学检测领域，具体涉及一种非约束目标的非接触式脉搏波采集系统及采集方法。

背景技术

脉搏波由心脏搏动发出的主波及其遇到血管壁产生的回波组成，是反映生命体健康状况的一项重要指标。血管遍布生命体全身，因而脉搏波数据里包含了全部回波、余波的振动信息，相对于脑电、心电等其他的生命体健康信号，它蕴含了更大的信息量。通过对脉搏波数据的分析，不仅可以得到心脏、血管的健康数据，同时也能获取生命体组织的状态信息。

随着现代医疗手段的进步，以及移动医疗的飞速发展，介于便携设备的生命体健康状况单点测量已经成为一个热点。在这样的背景下，信息量丰富的脉搏波无疑是很理想的研究对象。然而，目前对脉搏波的采集仍然以接触方式为主，借助触感传感器感知生命体皮肤表面的振动，再转换成对应的脉搏波形。这样的方法，具有一定的局限性。一方面，它测量的部位一般仅限制在人体腕部，并要求佩戴相关传感器，难以应用于所有的场合；另一方面，佩戴仪器测量限制了被测对象的行动，长时间佩戴甚至会对其身体带来一定程度的损伤。

2012年6月，美国麻省理工学院的科学家公布了欧拉视频放大技术。这项最新的视频处理技术可以捕捉视频中人类难以觉察的极其微小的颜色或动作变化，通过对其振动频率进行分析处理，最终让人们可以直接观察到这些微变化，并将这些变化进行任意放大处理。但是该方法要求待测部位和采集设备都保持静止，例如检测人体的手腕脉搏时，就要求人的上臂在采集设备的采集范围内保持静止，同时采集设备也必须固定，对检测对象所处的状态有着很大的约束，无法检测运动中生命体的信息。这个局限性大大限制了它在移动医疗方面的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种精度高、适用范围广、可移植性强的非约束目标的非接触式采集脉搏波信号的系统，并给出基于该系统获取脉搏波信号的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种非约束目标的非接触式脉搏波采集系统，包括采集单元、处理单元和输出单元，其中：

所述的采集单元用于获取非约束目标观测部位的视频信息，并将其传递给处理单元，所述的观测部位是非约束目标身体上具有脉搏波信息的部位或非约束目标血管埋藏较浅从而能明显显现出脉搏的部位；

所述的处理单元用于控制采集单元对非约束目标的视频采集，把采集到的视频信息整合处理生成视频信号，再从整合后的视频信号中提取出非约束目标的脉搏波信号；

所述的输出单元用于输出脉搏波信息。

其中，所述的采集单元与处理单元之间、处理单元与输出单元之间可部分或全部通过有线或无线方式进行连接，以保证数据的有效传输。可以根据实际需要，全部采用有线方式连接，全部采用无线方式连接，或部分采用有线方式连接、部分采用无线方式连接。

所述的非约束目标为具有脉搏的生命体，并且其运动状态不受约束。脉搏波由心脏搏动发出的主波及其遇到血管壁产生的回波组成，因此所述的具有脉搏的生命体包含人和其他有心脏的动物。所述运动状态不受约束是指待测生命体整体和局部的运动状态是任意的，既可以是待测生命体整体处于静止或运动状态，也可以是待测生命体的待测部位（包括腕部、踝部、颈部、整个面部、额头、指尖、耳后等）是静止或运动的状态。

所述的观测部位是非约束目标身体上具有脉搏波信息的部位或非约束目标血管埋藏较浅从而能明显显现出脉搏的部位观测部位，包括腕部、踝部、颈部、整个面部、额头、指尖、耳后等。

所述的脉搏波信息记录了基于时间序列的脉搏波波形，区别于传统的脉搏采集系统仅对脉率或心率进行采集，本发明的系统采集到的脉搏波波形包含了脉搏的具体波动情况，可以挖掘出频谱、振幅等多方面的信息。

作为优选，所述的处理单元采用基于图像空间变换的频率放大算法对整合后的视频信号提取出非约束目标的脉搏波信号。

进一步地，所述的处理单元为至少一台具有视频图像处理和信息分析能力的终端，包括选自数字芯片、智能终端。所述的智能终端是指能够捕获外部信息，能进行计算、分析和处理，并在不同终端之间能够进行信息传输的设备，包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、移动智能终端。所述的移动智能终端是便携式的智能终端，包括但不限于各种智能手机、平板电脑（如iPad等）、掌上电脑、智能掌上游戏机。

所述的数字芯片指经过设计，采用集成电子工艺，能够进行计算、分析和处理的芯片，并能够通过扩展控制其他设备，包括但不限于单片机，ARM，DSP，FPGA等。