检测设备的控制方法、智能衣物以及可读存储介质与流程

1.本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种检测设备的控制方法、智能衣物以及可读存储介质。


背景技术：

2.随着人们对于医疗保健的意识不断增强，以及人工智能技术和穿戴式诊断设备的发展，医疗逐渐走出医院走进家庭，传统的医疗诊断设备已不能很好的满足人们的需求，因此便于携带的穿戴式生理参数监测装置逐渐进入人们视野，呼吸作为一种重要的人体生理参数，能够结合其他生理参数来对人体的睡眠、呼吸系统、心血管系统的健康进行实时健康诊断。
3.目前常见的穿戴式诊断设备包括一种智能衣物，智能衣物上设有的传感器通过直接或间接的与人体接触，根据人体产生的生理电信号等信息，对人体体征信息(如心脏跳动频率、血压等)进行实时监测；常见的呼吸检测装置通常设置于人的口鼻处，通过检测人呼吸时的氧气或者二氧化碳浓度来判断人的呼吸状态。
4.然而，设置于口鼻处的呼吸检测装置往往不利于穿戴者的身体活动，并且常见的智能衣物缺乏一种对呼吸参数的有效检测，无法在智能衣物接触到的身体部位根据相应的体征信息确定呼吸参数。
5.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种检测设备的控制方法，旨在解决智能衣物无法在口鼻处以外的部位检测穿戴者呼吸频率的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供的一种检测设备的控制方法，所述检测设备的控制的方法包括：
8.获取所述织物应变传感器的阻值，根据所述阻值确定输出信号；
9.确定所述输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔；
10.根据所述时间间隔确定呼吸参数。
11.可选地，所述获取所述织物应变传感器的阻值，根据所述阻值确定输出信号步骤包括：
12.根据所述阻值确定阻值变化率；
13.对所述阻值变化率进行平均滤波处理，根据进行平均滤波处理之后的所述阻值变化率确定所述输出信号。
14.可选地，所述确定所述输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔的步骤之前，还包括：
15.根据所述阻值确定判断阈值；
16.所述确定所述输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔的步骤包括：
17.根据所述判断阈值确定所述输出信号的所述上升沿和所述下降沿；
18.根据所述上升沿和所述下降沿确定所述时间间隔。
19.可选地，所述根据所述阻值确定判断阈值的步骤包括：
20.根据所述织物应变传感器的形变量确定所述织物应变传感器的阻值，其中，所述阻值与所述形变量成负相关；
21.确定所述阻值的最大值和最小值，其中，所述最大值为获取到的所述织物应变传感器的最大阻值，所述最小值为获取到的所述织物应变传感器的最小阻值；
22.根据所述最大值和所述最小值确定所述判断阈值。
23.可选地，所述根据所述判断阈值确定所述输出信号的上升沿和下降沿的步骤包括：
24.获取所述输出信号中每一阻值对应的时间点，并获取时间点增量，其中所述时间点增量为正值；
25.当所述时间点对应的阻值小于所述判断阈值，且所述时间点与所述时间点增量之和对应的阻值大于所述判断阈值时，判断所述时间点为上升沿；
26.当所述时间点对应的阻值大于所述判断阈值，且所述时间点与所述时间点增量之和对应的阻值小于所述判断阈值时，判断所述时间点为下降沿。
27.可选地，所述根据所述时间间隔确定呼吸参数的步骤包括：
28.当所述时间间隔大于预设间隔阈值时，确定所述时间间隔的跳变位置和跳变间隔；
29.根据所述跳变位置和所述跳变间隔确定所述呼吸参数。
30.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能衣物，所述智能衣物包括：传感装置、电路采集装置、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的检测设备的控制程序，所述检测设备的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的检测设备的控制方法的任一步骤。
31.可选地，所述检测设备包括织物应变传感器、织物电极、光容积传感器、光电传感器和/或电阻抗成像电极，所述电路采集装置的功能包括：根据所述织物应变传感器的阻值确定所述呼吸参数；根据所述织物电极的电位确定心电参数；根据所述光容积传感器的光信号强度和光波波长确定血氧含量参数；根据所述光电传感器的脉搏波和所述织物电极的电位确定血压参数；根据所述电阻抗成像电极的电导率确定心脏搏出参数。
32.可选地，所述电路采集装置根据所述传感装置发送的检测信号确定相应的人体生理参数，所述传感装置包括织物应变传感器，所述织物应变传感器包括：
33.柔性基底，设置于所述智能衣物的胸口处，用于根据呼吸时所述胸口处的扩展和收缩来产生形变；
34.传感区，设置于所述柔性基底上，用于获取所述柔性基底的形变量；
35.连接区，设置于所述智能衣物的胸口处和肩膀处的电路采集模块之间，由镀银导电纤维构成，用于将所述织物应变传感器与所述电路采集装置连接。
36.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有检测设备的控制程序，所述检测设备的控制程序被处理器执行时实现如
上所述的检测设备的控制方法的任一步骤。
37.本发明实施例提供一种检测设备的控制方法、智能衣物以及可读存储介质，通过在智能衣物的胸口处设有织物应变传感器，获取到织物应变传感器的阻值时，根据阻值确定输出信号，然后确定输出信号的上升沿和下降沿之间的时间间隔，最后根据时间间隔确定呼吸参数的方式，实现了智能衣物根据胸口处织物应变传感器的阻值来实现对穿戴者的呼吸参数检测，解决了智能衣物无法在口鼻处以外的部位检测人体呼吸频率的问题。
附图说明
38.图1为本发明实施例涉及的检测设备的控制装置的硬件架构示意图；
39.图2为本发明检测设备的控制方法的第一实施例的流程示意图；
40.图3为本发明检测设备的控制方法的第二实施例中步骤s10的细化流程示意图；
41.图4为本发明检测设备的控制方法的第三实施例的流程示意图；
42.图5为本发明检测设备的控制方法的第四实施例中步骤s40的细化流程示意图；
43.图6为本发明检测设备的控制方法的第五实施例中步骤s21的细化流程示意图；
44.图7为本发明检测设备的控制方法的第六实施例中步骤s30的细化流程示意图；
45.图8为本发明中智能衣物的结构示意图；
46.图9为本发明智能衣物系统框图。
47.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
48.应当理解，本发明的附图中显示了本发明的示例性实施例，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
49.作为一种实现方案，检测设备的控制装置可以如图1所示。
50.本发明实施例方案涉及的是检测设备的控制装置，所述检测设备的控制装置包括：处理器101，例如cpu，存储器102，通信总线103。其中，通信总线103用于实现这些组件之间的连接通信。
51.存储器102可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器102中可以包括检测设备的控制的程序；而处理器101可以用于调用存储器102中存储的检测设备的控制的程序，并执行以下操作：
52.获取所述织物应变传感器的阻值，根据所述阻值确定输出信号；
53.确定所述输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔；
54.根据所述时间间隔确定呼吸参数。
55.在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的检测设备的控制程序，并执行以下操作：
56.根据所述阻值确定阻值变化率；
57.对所述阻值变化率进行平均滤波处理，根据进行平均滤波处理之后的所述阻值变化率确定所述输出信号。
58.在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的检测设备的控制程序，并执行以下操作：
59.根据所述阻值确定判断阈值；
60.所述确定所述输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔的步骤包括：
61.根据所述判断阈值确定所述输出信号的所述上升沿和所述下降沿；
62.根据所述上升沿和所述下降沿确定所述时间间隔。
63.在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的检测设备的控制程序，并执行以下操作：
64.根据所述织物应变传感器的形变量确定所述织物应变传感器的阻值，其中，所述阻值与所述形变量成负相关；
65.确定所述阻值的最大值和最小值，其中，所述最大值为获取到的所述织物应变传感器的最大阻值，所述最小值为获取到的所述织物应变传感器的最小阻值；
66.根据所述最大值和所述最小值确定所述判断阈值。
67.在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的检测设备的控制程序，并执行以下操作：
68.获取所述输出信号中每一阻值对应的时间点，并获取时间点增量，其中所述时间点增量为正值；
69.当所述时间点对应的阻值小于所述判断阈值，且所述时间点与时间点增量之和对应的阻值大于所述判断阈值时，判断所述时间点为上升沿；
70.当所述时间点对应的阻值大于所述判断阈值，且所述时间点与所述时间点增量之和对应的阻值小于所述判断阈值时，判断所述时间点为下降沿。
71.在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的检测设备的控制程序，并执行以下操作：
72.当所述时间间隔大于预设间隔阈值时，确定所述时间间隔的跳变位置和跳变间隔；
73.根据所述跳变位置和所述跳变间隔确定呼吸参数。
74.基于上述基于医疗设备技术的检测设备的控制装置的硬件架构，提出本发明检测设备的控制方法的实施例。
75.参照图2，在第一实施例中，所述检测设备的控制方法包括以下步骤：
76.步骤s10：获取所述织物应变传感器的阻值，根据所述阻值确定输出信号；
77.在本实施例中，织物应变传感器设置于智能衣物的胸口处，织物应变传感器包括柔性基底、传感区、连接区以及封装层四个部分。示例性地，柔性基底可以通过丝网印刷将传感区、连接区印刷在智能衣物的胸口处，用于根据呼吸时所述胸口处的扩展和收缩来产生形变；传感区的有效长度为435mm，宽度为3mm，用于获取所述柔性基底的形变量；连接区的有效长度为30mm，宽度为30mm，其定位到由镀银导电纤维织物编制而成的导线上，导线接通织物应变传感器和肩膀处的电路采集模块之间，用于将所述织物应变传感器与电路采集装置连接。织物应变传感器具有较高的应变灵敏度。随着呼吸的运动，人体胸腔会随之起伏运动，人体吸气时，肋间外肌舒张，横膈膜下降，扩大胸廓；呼气时，肋间外肌收缩，横膈膜上升，胸腔缩小；而呼吸暂停时，胸廓运动消失。因此，将织物应变传感器贴附于胸部上，伴随
着胸部节律性运动，传感器通过检测这一运动来实现对呼吸的监测。
78.步骤s20：确定所述输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔；
79.在本实施例中，在根据阻值确定完输出信号，得到一个离散的数字信号之后，确定该数字信号上升沿和下降沿，并根据上升沿及其相邻的下降沿确定两个相邻输出信号的时间间隔。
80.步骤s30：根据所述时间间隔确定呼吸参数。
81.在本实施例中，在确定完时间间隔之后，根据数字信号函数之间在时域的时间间隔确定出穿戴者的呼吸参数。
82.在本实施例提供的技术方案中，通过获取织物应变传感器的阻值，并根据阻值确定输出信号，再根据输出信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔确定呼吸参数的方式，实现了智能衣物根据胸口处织物应变传感器的阻值来实现对穿戴者的呼吸参数检测。
83.参照图3，在第二实施例中，基于第一实施例，所述步骤s10包括：
84.步骤s11：根据所述阻值确定阻值变化率；
85.步骤s12：对所述阻值变化率进行平均滤波处理，根据进行平均滤波处理之后的所述阻值变化率确定所述输出信号。
86.可选地，本实施例提供一种根据织物应变传感器确定输出信号的方式。电路采集模块按照一定的频率(可以为50hz)获取织物应变传感器的电阻数据，根据采集到的阻值变化量δr除以初始阻值r0得到一个阻值变化率δr/r0，将阻值变化率进行平均滤波处理，得到输出信号：
[0087][0088]
其中x(i)为输出信号，xi为织物应变传感器采集的阻值，需要强调的是，输出信号是根据多个阻值变化率共同确定的，而非单个阻值变化率。
[0089]
在本实施例提供的技术方案中，通过采集到的阻值得到阻值变化率，再将多个阻值变化率进行平均滤波处理得到输出信号的方式，将织物应变传感器中的阻值处理为数字信号，并根据数字信号来完成对织物应变传感器的阻值变化监测。
[0090]
参照图4，在第三实施例中，基于上述实施例，所述步骤s20之前，还包括：
[0091]
步骤s40：根据所述阻值确定判断阈值；
[0092]
所述步骤s20包括：
[0093]
步骤s21：根据所述判断阈值确定所述输出信号的所述上升沿和所述下降沿；
[0094]
步骤s22：根据所述上升沿和所述下降沿确定所述时间间隔。
[0095]
可选地，本实施例提供一种确定输出信号的时间间隔的方式。在获取到织物应变传感器的阻值之后，根据阻值确定一个用于判断输出信号的上升沿和下降沿的判断阈值，并在判断出输出信号的上升沿和下降沿之后，确定上升沿及其相邻下降沿之间的时间间隔。
[0096]
在本实施例提供的技术方案中，通过织物应变传感器的阻值来设置一个判断阈值，并将满足判断阈值的信号跳变时间点作为输出信号的上升沿或下降沿，再根据上升沿和下降沿来确定输出信号的时间间隔，为根据时间间隔来得出相应的呼吸参数的步骤提供先决条件。
[0097]
参照图5，在第四实施例中，基于上述实施例，所述步骤s40包括：
[0098]
步骤s41：根据所述织物应变传感器的形变量确定所述织物应变传感器的阻值，其中，所述阻值与所述形变量成负相关；
[0099]
步骤s42：确定所述阻值的最大值和最小值，其中，所述最大值为获取到的所述织物应变传感器的最大阻值，所述最小值为获取到的所述织物应变传感器的最小阻值；
[0100]
步骤s43：根据所述最大值和所述最小值确定所述判断阈值。
[0101]
可选地，本实施例提供一种判断阈值的确定方法。织物应变传感器会根据胸腔的节律性运动来改变阻值大小，在本实施例中，吸气时胸部扩展，织物应变传感器的阻值减小；呼气时胸部收缩，织物应变传感器的阻值减小。在一段连续的呼吸过程中，织物应变传感器按照预设的采集频率采集到胸部的变化并根据变化程度的大小来确定织物应变传感器的阻值变化大小，由于通常人的胸口的扩张和收缩程度与人呼吸时的强弱成正相关，假设穿戴者的一次吸气为这一段连续呼吸过程中的最强时，此时穿戴者的胸腔同样扩张至该呼吸过程中的扩张度最大，则此时输入阻值为最小值；反之当穿戴者的一次呼气为这一段连续呼吸过程中的最强时，则穿戴者的胸腔收缩度最小，此时输入阻值为最大值，将最大值和最小值代入预设的判断公式中，得到判断阈值。其中，判断阈值t为：
[0102][0103]
在本实施例提供的技术方案中，根据织物应变传感器的形变量来确定其阻值中的最大值和最小值，并将最大阻值和最小阻值求平均来的到一个判断阈值，为后续的利用判断阈值确实信号上下沿提供先决条件。
[0104]
参照图6，在第五实施例中，基于上述实施例，所述步骤s21包括：
[0105]
步骤s211：获取所述输出信号中每一阻值对应的时间点，并获取时间点增量，其中所述时间点增量为正值；
[0106]
步骤s212：当所述时间点对应的阻值小于所述判断阈值，且所述时间点与时间点增量之和对应的阻值大于所述判断阈值时，判断所述时间点为上升沿；
[0107]
步骤s213：当所述时间点对应的阻值大于所述判断阈值，且所述时间点与所述时间点增量之和对应的阻值小于所述判断阈值时，判断所述时间点为下降沿。
[0108]
可选地，本实施例提供一种根据判断阈值确定输出信号的上升沿和下降沿的方法。在确定完判断阈值之后，获取输出信号中每一阻值对应的时间点和一个预设的步长(即时间点增量)，通过判断该时间点对应的阻值以及该时间点与步长之和后的时间点对应的阻值是否满足判断阈值条件，来确定该时间点是否为输出信号的上升沿或下降沿。
[0109]
示例性地，设定上升沿的判断条件为：
[0110]
x(i)《t且x(i+l)》t
[0111]
即当该时间点i对应的阻值x(i)小于判断阈值t，且该时间点i与时间点增量之和i+l对应的阻值x(i+l)大于所述判断阈值t时，判断该时间点i为上升沿
[0112]
在上升沿出现之后，确定下降沿，其中下降沿的判断条件为：
[0113]
x(i)》t且x(i+l)《t
[0114]
即当该时间点i对应的阻值x(i)大于判断阈值t，且该时间点i与时间点增量之和i+l对应的阻值x(i+l)小于所述判断阈值t时，判断该时间点i为下降沿。
是反映在血液中氧气含量大小的重要生理参数，对进行生命活动、维持身体健康具有重要的意义，表示为人体血液中氧合血红蛋白占氧合血红蛋白hbo2和还原血红蛋白hb的百分比，其确定公式如下：
[0129][0130]
将光容积传感器置于智能衣物的手腕处，光容积传感由发光二极管和光电检测器组成，采用ppg(photoplethysmographic，光电容积脉搏波描记法)测量血氧饱和度。
[0131]
示例性地，该智能衣物还提供一种血压监测方法，通过心电电极采集到的手腕处ecg(electrocardiogram，心电图)信号和光电传感器采集到的手腕部位的ppg结合起来计算血压值。ppg和ecg的波峰时间差称为ptt(pulse transit time，脉搏波传导时间)，即从心脏搏动开始血流从心脏流动至手腕处的时间差，该时间差与ptt之间存在较强的相关性，血压bp可以用线性函数表示为：
[0132]
bp＝a+b*ptt
[0133]
其中a、b为待定系数，可以由心电电极采集到同一个体的两组不同的血压bp和脉搏波传导时间ptt确定，确定完待定系数后，通过测量脉搏波传导时间ptt即可确定人体血压值。
[0134]
示例性地，该智能衣物还提供一种心脏每搏输出量的监测方法。心脏每搏输出量是心脏每搏左心室泵出的血容量，可定义为舒张末和收缩末时左心室容积的差值。通过eit(electrical impedance tomography，电阻抗断层扫描)来测量心脏每搏输出量，采用32个电极贴片构成电极阵列，并在第三和第四肋间隙之间均匀围绕成一圈，并通过按扣置于智能衣物上，智能衣物上的电路采集模块以4跳式的注射模式向电极阵列注射频率为43khz，幅值为3ma的电流，利用电阻抗成像电极上记录的电流和电压重建胸腔内的电导率分布，使用常规心脏门控平均的标准方法得出与心脏每搏输出量相关的图像特征。
[0135]
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有检测装置的控制程序，所述检测装置的控制程序被处理器执行时实现如上实施例所述的检测装置的控制方法的各个步骤。
[0136]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0137]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0138]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技
术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。