[发明专利]一种非接触式呼吸检测装置

说明书

技术领域

本发明属于生理信号检测领域，具体涉及一种非接触式呼吸检测装置。

背景技术

呼吸是反映人体健康状态的一个重要生理特征。目前有多种检测呼吸的方法和装置，根据检测时是否与人体接触可分为接触式呼吸检测和非接触式呼吸检测这两类。

接触式呼吸检测通过传感器与人体直接接触，检测人体呼吸时引起的某些物理参数的变化，例如鼻腔内的温度和气流、胸腔和腹部的形变、胸腔的阻抗等的变化。接触式呼吸检测目前有压电式检测、压阻式检测、热敏电阻法、气体流量式检测、阻抗式检测、电容式检测等方法。如名称为“一种电容式呼吸波检测装置”(公开号为CN204654937)的专利文献采用电容式检测方法，使用一个由两块金属片组成的平板电容作为呼吸检测模块，呼吸使得金属片之间呈现相互远离或相互靠近的动作，通过测量金属片之间的电容量的变化可实现对呼吸波的检测。名称为“光电式腹式呼吸传感器”(公开号为CN2885122Y)的专利文献通过检测束在人体腹部上的传感器装置上的栅盘的转动来检测呼吸引起的腹部变化，从而实现对呼吸的检测。名称为“阻抗式呼吸测量系统”(公开号为CN103300861A)的专利文献，通过电极检测胸部阻抗的变化，并将其转化为电压信号的变化，从而检测出呼吸信号。接触式呼吸检测需要将传感器与人体进行接触，往往会给被检测者带来不适。

非接触式呼吸检测通过间接检测呼吸引起的身体状态变化来检测呼吸，在检测的过程中，检测装置无需与人体进行接触。如名称为“一种婴儿呼吸暂停的无线监测装置”(公开号为CN102499686A)的专利文献，采用微波信号传感器向婴儿的胸壁定向发送微波信号，并接收含有婴儿呼吸信息的微波反射信号，经过放大和滤波电路得出呼吸信号。名称为“呼吸运动检测装置”(公开号为CN102869305A)的专利文献，采用照射器向人体胸部照射图案，并检测、分析该图案随人体呼吸而发生的细微变化，得出呼吸信号。上述两种方法的优点是检测装置无需和人体直接接触，可以避免接触式呼吸检测给人所带来的不适。方法1的缺点是发送、接收和处理微波信号的过程中，微波信号易受到其他电信号的干扰，从而影响检测的准确性。方法2的缺点是照射在人体上的图案随呼吸运动的变化很小，不易被检测到，且容易受到噪声的干扰。

发明内容

本发明的目的在于提出一种非接触式的呼吸检测装置，该装置可用于检测人体的呼吸信号。

本发明提供的一种非接触式的呼吸检测装置，其特征在于，该系统包括光发射模块、光接收模块、图像采集模块和数据处理器；光发射模块用于发射可聚集的光，照射在人体的胸部或腹部；光接收模块用于接收光发射模块发射的照射在人体胸部或腹部后反射出来的光，在其表面形成光点；图像采集模块用于采集光接收模块上显示的光点的图像，并通过有线或者无线的方式，发送到数据处理器；数据处理器用于对图像处理模块发送过来的每一帧图像进行处理和分析，得到呼吸信号波形和呼吸频率等呼吸信息，并以图形、数字的形式显示出来。

数据处理器内设置有图像处理模块、呼吸信号生成模块、呼吸频率计算模块和呼吸信号显示模块；图像处理模块用于对数据处理器接收到的图像进行处理，从中自动检测出光点，并计算出光点质心的位置，然后将该位置信息发送给呼吸信号生成模块；呼吸信号生成模块用于接收图像处理模块发送过来的位置信息，将这些位置信息按时间进行排序，形成光点的位置序列P₁,P₂,Λ,P_k、x坐标序列Px₁,Px₂,Λ,Px_k和y坐标序列Py₁,Py₂,Λ,Py_k，并根据这些序列信号生成呼吸信号序列R₁,R₂,Λ,R_k，将呼吸信号序列R₁,R₂,Λ,R_k发送给呼吸频率计算模块和呼吸信号显示模块；呼吸频率计算模块根据呼吸信号生成模块发送过来的呼吸信号R₁,R₂,Λ,R_k自动计算呼吸频率f，并将呼吸频率f发送至呼吸信号显示模块；呼吸信号显示模块用于接收呼吸信号生成模块发送过来的呼吸信号波形和呼吸频率计算模块发送过来的呼吸频率，并将其以图形和数字的形式显示出来。