一种基于表情识别的智能医疗监护系统及使用方法与流程

本发明属于医疗监护技术领域，具体是涉及一种基于表情识别的智能医疗监护系统及使用方法。

背景技术：

传统的医疗监护方法是通过医生和护士不间断的巡查或简单的通信工具来了解患者的状况，这种监护方式具有以下缺陷：一是，费时费力，浪费了医护人员的宝贵时间，而且医院使用的通信和管理比较分散，没有形成通信管理体系，信息的记录保存也不精确和完善；二是，靠人为监护不及时，因此一旦疾病突发，容易手足无措，很有可能会因此延误了急救时间，使本能得以获救的患者，却难以获救。虽在患者床头设有了紧急按钮，但实际作用有限，医护人员在接到请求来到病房前，不知道患者的具体需求，降低了医护工作效率。尤其是对于重症患者或无法表达言语的患者，即使医护人员24小时陪护，仍难以向他人传达自己的医护需求，对外沟通十分困难。而且，传统的医疗监护的侧重点大多偏向于生理监测，如体温、心率、血压等，忽略了患者的主观意识表达。

近年来，随着生物医学传感器的小型化，无线数据传输技术和微处理器的快速发展和普及，无线技术在医疗监护系统中的应用成为热点。患者的生理参数是医生衡量患者健康状况的重要依据，要求监护系统具有较高的精确度和良好的稳定性。由于对产品的可靠性、成本、更新换代要求的提高，使得嵌入式系统逐渐从硬件实现和使用通用计算机实现的应用中脱颖而出，在医疗监护系统中具有很高的应用价值。虽然国内外对于新型医疗监护系统的研究已经基本完善，但碍于成本高、更换系统难度大、传感器易丢失、相较于传统医疗监护系统改进不明显等原因，未能落实在实处。

为了解决上述问题，本发明人在现有医疗监护系统的基础上，通过功能性改进，全新设计出一种智能医疗监护系统，本案由此产生。

技术实现要素：

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种基于表情识别的智能医疗监护系统及使用方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于表情识别的智能医疗监护系统，包括监测模块、摄像模块、无线传输模块、处理模块、显示模块、报警模块和电源模块，所述电源模块分别与监测模块、摄像模块、无线传输模块、处理模块、显示模块和报警模块电性连接，所述监测模块包括臂带和手环，所述臂带佩戴在被监护者的手臂处，所述臂带内安装有信号集成处理器和温湿度传感器，所述手环佩戴在被监护者的手腕处，所述手环内安装有心率传感器和红外体温传感器，所述信号集成处理器分别与温湿度传感器、心率传感器、红外体温传感器和无线传输模块通信连接，所述处理模块分别与摄像模块、报警模块、显示模块和无线传输模块通信连接，所述处理模块通过无线传输模块与所述监测模块建立通信连接；

所述电源模块，用于对监测模块、摄像模块、无线传输模块、处理模块、显示模块和报警模块提供电源；

所述温湿度传感器，用于采集被监护者所处环境的环境数据；所述心率传感器和红外体温传感器，用于采集被监护者的生理数据；所述信号集成处理器，用于接收处理被监护者的生理数据和环境数据，并通过无线传输模块将生理数据和环境数据传输给处理模块；

所述摄像模块，用于拍摄被监护者的面部表情，并将面部表情数据传输给处理模块；

所述处理模块，用于对监测模块采集到的生理数据、环境数据进行阙值判断，并呈现在显示模块上，在出现超出阙值的现象时，报警模块发出警报；

所述处理模块，还用于对摄像模块采集到的面部表情数据进行数据处理和阙值判断，在出现超出阙值的现象时，报警模块发出警报。

作为优选，所述摄像模块包括安装在病房或监护房内的摄像头；所述处理模块包括服务器，且服务器装载有人脸表情识别功能；所述显示模块包括设置在护士站内的监控显示器；所述报警模块包括安装在护士站内的报警器；所述无线传输模块包括无线网。

作为优选，所述温湿度传感器采用dht11温湿度传感器；所述信号集成处理器采用arm7的stm32f103系列的mcu处理器；所述心率传感器采用pulsesensor脉搏心率传感器；所述红外体温传感器采用mlx90615的ir人体红外体温计。

所述医疗监护系统的使用方法为：

步骤(1)，医疗监护系统启动，温湿度传感器、心率传感器、红外体温传感器、信号集成处理器和摄像模块初始化；

步骤(2)，温湿度传感器、心率传感器、红外体温传感器和摄像模块开启工作，温湿度传感器采集被监护者所处环境的环境数据，心率传感器和红外体温传感器采集被监护者的生理数据，摄像模块进行不间断地拍摄，记录被监护者的面部表情数据；

步骤(3)，信号集成处理器对被监护者的生理数据和环境数据进行接收和处理，然后通过无线传输模块将生理数据和环境数据传输给处理模块，同时，处理模块对被监护者的面部表情数据进行接收和处理；

步骤(4)，处理模块进行阙值判断，若各项监测数据中，出现任何一项数据超过预先设定的阙值时，报警模块持续发出警报提示，直至监测数据正常为止；若各项监测数据都正常，医疗监护系统继续进行不间断地监测被监护者。

本发明具有的有益效果：

(1)本发明将人脸表情识别技术应用到医疗监护中，通过摄像模块拍摄被监护者的面部表情，处理模块对面部表情数据进行阙值判断，从而第一时间得知被监护者是否需要医护人员的帮助。人脸表情识别技术的应用，便于患者表达自身的主观意识，提升了检测的准确性，加强了医护人员工作的针对性，在一定程度上加快了发现危及情况的速度，实现了智能监护的目的。

(2)本发明通过将人脸表情识别技术应用到医疗监护中，从而产生了一种新的报警方式(表情报警)，相较于现有医疗监护的报警方式(按钮报警、监测数据报警)，能够帮助患者及时表达需求，尤其是重症患者或无法表达言语的患者。通过三种报警方式相互配合，使得医疗监护系统更加完善，监护患者的安全性更高。

(3)本发明通过使用多种传感器实时监测被监护者，便于随时了解其身体状况，相较于医护人员的定时巡查，可以实现全时间段的监测，大大减轻了医护人员的工作量，提高了医护人员的工作效率。

(4)本发明通过利用无线传输技术，实现了患者身体状态数据的快速传递，便于医护人员及时了解，打破了现有医疗监护的场地限制和通信限制。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种使用状态图。

图中：1、臂带；2、手环；3、摄像头；4、报警器；5、无线网；6、服务器；7、监控显示器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种基于表情识别的智能医疗监护系统，如图1-图2所示，包括监测模块、摄像模块、无线传输模块、处理模块、显示模块、报警模块和电源模块，其中，所述摄像模块为安装在监护房的摄像头，所述监测模块包括臂带和手环，所述臂带佩戴在被监护者的手臂处，且臂带内安装有锂电池、信号集成处理器和温湿度传感器，锂电池给信号集成处理器和温湿度传感器提供电源，信号集成处理器采用arm7的stm32f103系列的mcu处理器，温湿度传感器采用dht11温湿度传感器，所述手环佩戴在被监护者的手腕处，且手环内安装有锂电池、心率传感器和红外体温传感器，锂电池给心率传感器和红外体温传感器提供电源，心率传感器采用pulsesensor脉搏心率传感器，红外体温传感器采用mlx90615的ir人体红外体温计，所述mcu处理器分别与温湿度传感器、脉搏心率传感器和人体红外体温计通信连接，所述无线传输模块为设置在监护房和护士站的无线网，所述mcu处理器和无线网通信连接，所述报警模块为安装在护士站的报警器，所述显示模块为设置在护士站的监控显示器，所述处理模块为设置在护士站的服务器，服务器装载有人脸表情识别软件，所述服务器分别与摄像头、报警器、监控显示器和无线网通信连接，并通过无线网与mcu处理器建立通信连接，所述无线网、报警器、监控显示器和服务器均连接市电。

医疗监护系统的使用方法为：

步骤(1)，被监护者佩戴好臂带和手环后，医疗监护系统启动，温湿度传感器、脉搏心率传感器、人体红外体温计、mcu处理器和摄像头初始化；

步骤(2)，温湿度传感器、脉搏心率传感器、人体红外体温计和摄像头开启工作，实时监测被监护者，温湿度传感器采集被监护者所处监护房的温度和湿度，脉搏心率传感器采集被监护者的心率，人体红外体温计采集被监护者的体温，摄像头进行不间断地拍摄，记录被监护者的面部表情；

步骤(3)，mcu处理器对被监护者的心率、体温、以及监护房的温度和湿度进行接收和处理，并通过无线网实时传输给服务器，同时，服务器实时接收摄像头拍摄的面部表情；

步骤(4)，服务器对信息进行处理和阙值判断，并准确显示在监控显示器上，供医护人员查看，当出现其中一项数据超过预先设定的阙值时，报警器持续发出警报提示，医护人员收到警报提示后，立即前往患者所在的监护房进行诊治。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。