[发明专利]一种基于年龄段检测的生理参数检测方法

权利要求书

1.一种基于年龄段检测的生理参数检测方法，该方法包括：

1)提供一种基于年龄段检测的生理参数检测平台，所述检测平台包 括脉搏监控设备、血氧监控设备、年龄段检测设备和数字信号处理器，所 述数字信号处理器与所述年龄段检测设备连接，基于所述年龄段检测设备 输出的被测人员的年龄段信息确定各项生理参数阈值，所述脉搏监控设备 基于脉搏阈值对被测人员脉搏状态进行监控，所述血氧监控设备基于血氧 饱和度阈值对被测人员血氧饱和度状态进行监控；

2)使用所述检测平台。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测平台包括：

图像采集设备，用于对被测人员面部进行拍摄，以获得被测人员面部 图像；

对比度增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述被测人员 面部图像并对其进行对比度增强处理，以获得增强图像；

中值滤波设备，与所述对比度增强设备连接，用于对所述增强图像执 行像素窗口5×5的中值滤波，以滤除所述增强图像中的点噪声，获得中值 滤波图像；

低通滤波设备，与所述中值滤波设备连接，用于去除所述中值滤波图 像中的随机噪声，获得低通滤波图像；

同态滤波设备，与所述低通滤波设备连接，用于对所述低通滤波图像 执行压缩亮度范围处理，以获得同态滤波图像；

特征提取设备，与所述同态滤波设备连接，包括图像分割子设备和特 征向量识别子设备，所述图像分割子设备用于将所述同态滤波图像中的面 部目标从拍摄背景处识别并分割出来以获得面部子图像；所述特征向量识 别子设备与所述图像分割子设备连接，基于所述面部子图像确定被测人员 面部的8个几何特征：欧拉孔数、圆度、角点数、凸凹度、光滑度、长径 比、紧密度和主轴角度，并将所述8个几何特征组成特征向量；

年龄段识别设备，与所述特征提取设备连接，采用8输入4输出的单 隐层BP神经网络，以被测人员面部的8个几何特征作为输入层神经元， 输出层为被测人员的年龄段，所述被测人员的年龄段为幼儿年龄段、儿童 年龄段、成人年龄段和老人年龄段四种类型中的一种；

存储设备，用于预先存储年龄段生理参数对照表，所述年龄段生理参 数对照表保存了幼儿年龄段、儿童年龄段、成人年龄段和老人年龄段四种 年龄段中的每一种年龄段对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准 PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、 基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度；

第一电阻，一端与5V电源连接，另一端与红外接收二极管的正端连 接；

第二电阻，一端与5V电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；

第三电阻，另一端接地，并具有与第二电阻相同的阻值；

第一双路运算放大器，用于产生2.5V的基准电压，其正端与第二电阻 的另一端连接，负端与第一电容的一端连接，输出端与红外发射二极管的 负端连接，负端还与红外发射二极管的负端连接；

第一电容，另一端接地；

第四电阻，一端与红外发射二极管的负端连接；

第二双路运算放大器，正端与第四电阻的另一端连接，负端与红外接 收二极管的正端连接，输出端作为脉搏电压；

第五电阻，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输 出端之间；

第二电容，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输 出端之间；

红外发射二极管，设置在被测人员耳部毛细血管位置，用于发射红外 光，红外发射二极管的负端与红外接收二极管的正端连接；

红外接收二极管，设置在被测人员耳部毛细血管位置，位于所述红外 发射二极管的相对位置，用于接收透射被测人员耳部毛细血管后的红外 光；

发光二极管，设置在被测人员手指指尖毛细血管位置，与光源驱动电 路连接，用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号，交替发射红外光和 红光；

光源驱动电路，内置定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信 号；

光电转换器，设置在被测人员手指指尖上，位于所述发光二极管的相 对位置，用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的红外光和红光，并 将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号，以获得模拟红外光电 流和模拟红光电流；

电流电压转换电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流 和模拟红光电流分别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模 拟红光电压；

信号放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压 和模拟红光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放 大电压；

信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和 交流信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成 分，以作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压 中的直流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出；

模数转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一 交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一 数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字 化交流电压；

数字信号处理器，与所述模数转换器连接，将第二数字化交流电压与 第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流 电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧饱和 度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系；所述数字信号处理 器还与所述第二双路运算放大器的输出端连接以获得所述脉搏电压，并当 所述脉搏电压在预设脉搏范围之外时，发出脉搏异常识别信号，当所述血 氧饱和度在预设血氧饱和度上限浓度时，发出血氧饱和度过高识别信号， 当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度下限浓度时，发出血氧饱和度过低识 别信号；

其中，所述光电转换器为一光电二极管；

其中，所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm，所述发光二极 管发射的红光的波长为660nm；

其中，在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电 路，用于滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分；

其中，当红外发射二极管和红外接收二极管之间无脉搏时，脉搏电压 为2.5V，当红外发射二极管和红外接收二极管之间存在跳动的脉搏时，血 脉使耳部透光性变差，脉搏电压大于2.5V；

其中，第一双路运算放大器和第二双路运算放大器都为TI公司的双路 运算放大器；

其中，数字信号处理器还与年龄段识别设备和存储设备分别连接，基 于年龄段识别设备输出的被测人员的年龄段在所述年龄段生理参数对照 表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT 间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限 浓度和基准血氧饱和度下限浓度，并作为预设脉搏范围、预设窦性心率范 围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、预设血 糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。