[发明专利]一种基于穴位生物电信号的疲劳检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于穴位生物电信号的疲劳检测方法及系统，其中的方法包括步骤：分别持续获取多个穴位的生物模拟信号，并根据多个生物模拟信号处理得到多个生物数字信号；所述多个生物数字信号与所述多个穴位分别一一对应；调用预存的穴位疲劳数据库，于穴位疲劳数据库中获取与所述多个穴位分别一一对应的多个疲劳阈值；并比较每对应的一生物数字信号和一疲劳阈值，得到多个疲劳系数；根据所有疲劳系数处理得到一疲劳状态值；于穴位疲劳数据库中获取总疲劳阈值，并比较所述疲劳状态值和所述总疲劳阈值的大小，得到并输出疲劳检测结果。由此本发明简化了疲劳检测的处理方法和降低疲劳检测难度，并提高疲劳检测效率、准确率和可信度。

技术领域

本发明涉及一种基于穴位生物电信号的疲劳检测方法及系统。

背景技术

随着经济与科技的高速发展，人们的生活节奏不断加快，长时间连续不间断地学习或工作成为人们的生活常态。这种快节奏的生活方式在促进社会发展和人类进步的同时，也无可避免地带来了一些副作用——长时间不间断地工作会使人的生理机能下降，让人产生疲劳感。但是，人们在工作投入时，往往会忽视身体所发出的细微的疲劳信号，只有在自身极度疲劳的情况下才会停止工作。并且，人体疲劳的加深会引起运动能力和工作效率降低，在需要集中精力进行精细作业或安全作业的情况下，人体疲劳的加深还会提高作业事故的发生率，甚至造成不可弥补的安全事故，对人体安全也造成了威胁，如疲劳驾驶。

因此，为了及时得知人体疲劳状态，减少安全事故和在一定程度上提高作业精度和效率，在部分作业前需要对人体疲劳状态进行检测。目前针对人体疲劳状态的检测方法一般有主观检测和客观检测这两种。其中，主观检测是指根据主观调查表、自我记录表以及睡眠习惯调查表和斯坦福睡眠尺度来检测受试者的疲劳程度。也即，对疲劳程度的评定主要是通过问卷调查的形式来进行的，这种方式能够提供关于疲劳的多种信息，如脑力疲劳出现的时间、造成疲劳的原因和主观上的不舒适感觉等。主观检测在实际操作过程中，由于存在评分主观、评分标准不易统一，容易受记忆及其他个人能力的影响，甚至可能会出现受测者故意隐瞒自己的真实感受，迎合主试意图等现象，故该检测方法无法避免其固有的效度和可信度较低的缺点。

而客观检测是指利用仪器、设备等工具对人体的心理、生理以及生化方面的参数进行检测，其中的常见两种检测方式分为：基于面部特征的疲劳检测方式和基于生理特征的疲劳检测方式。

基于面部特征的疲劳检测方式是一种通过对受测者的面部特征如眼睛、嘴巴和头的分析进行人体疲劳判定的方法。如通过持续采集受测者的脸部图像，提取其眼睛和嘴巴的特征点信息，分别计算右眼和左眼的闭合比例以及嘴巴的张开时间，与预设的闭合比例阈值及张开时间阈值进行比较，从而实现对受测者疲劳状态的判定。但是，在实际中，脸部图像的判别相当容易受到背景或是使用者不经意的动作影响，而导致采集的图像本身存在较大的误差而影响判定结果。并且，在使用图像进行判定时，需要运行较复杂的算法，由此会花费较多的处理时间，影响疲劳度判定效率。

基于生理特征的疲劳检测方式是一种通过对受测者的脑电信号、心电信号和呼吸等生理特征进行人体疲劳判定的方法。如通过脑电采集传感器采集脑电信号，再对脑电信号进行小波去噪处理，去掉脑电伪迹和高频造成，最后进行处理分析，实现对受测者疲劳状态的判定。或者，将获取的脑电信号进行信号预处理和噪音检测后，将其频率分为多个频带，并提取出相对功率信号，再对相对功率信号进行特征平滑处理，再对由相对功率和一阶差分动态特征形成的特征向量进行降维，然后特征降维后的特征向量进行特征选择，从而确定疲劳等级，实现对疲劳状态的判定。或者通过采集受测者的心电信号或肌电信号或脉搏信号或呼吸信号或人体组织液，如唾液、血糖、血脂和血氧饱和度，并对采集的信号进行分析而实现对受测者疲劳状态的判定。但是，在实际中，这些信号的采集很容易受到受测者的即时运动或即时饮食、以及检查过程所在的环境的影响，导致采集的信号并不是受测者稳定状态时的信号，会影响疲劳度分析的准确率。并且，采集到上述信号后，还要通过较为复杂的算法分析和处理才能得到最终的判定结果，耗费时间较多，处理效率低。

发明内容