一种利用红外监测呼吸状态的方法

本发明涉及医疗设备，更具体地说，它涉及一种利用红外监测呼吸状态的方法。

背景技术：

1、人的呼吸状态是人的重要生命体征之一,所以在临床上常常对人的呼吸频率、呼吸幅度、呼吸节律、呼吸音、动脉血氧分压等进行检测或监测。在医院，特别是高等级医院中，有各种呼吸监测仪对病人各类检测。其中，按物理原理分类有：有创监测、无创监测、遥感监测。按呼吸监测原理分有：胸腹运动监测通过测量胸腹部在呼吸过程中的位移变化，推算出呼吸频率。气流监测利用气流传感器测量呼吸过程中的气流速度，从而计算出呼吸频率。声音监测通过分析呼吸过程中产生的声音信号，提取与呼吸相关的信息。血氧饱和度监测通过测量血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的比例，间接反映呼吸功能。但在临床应用中，上述方式存在一个问题就是难以做到非接触，从而增加了医源性风险。而采用红外测温则能做到非接触。虽然红外测温可以很好地实现非接触的问题，但是这些设备在实际使用时还是有相应的限制，主要问题在于：在实际临床中，采集设备所使用的红外镜头无法做到具有较高的精度，其原因在于红外镜头存在较大的温漂。如果不能克服温度漂移，则所采集的图片受设备自身温漂干扰，造成结果误差较大。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用红外监测呼吸状态的方法，大大提高了采集到的红外数据的准确度。

2、本发明所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，根据红外镜头的理想环境以及实际使用环境采集到的测温数据构建一由温漂所造成的干扰矩阵，将所述红外镜头采集到的实际测温数据与干扰矩阵之间的差值作为红外镜头采集到的真实数据。

3、优选地，所述干扰矩阵的构建方法为：

4、通过所述红外镜头采集一由同一标准测温数据组成的标准矩阵，通过所述红外镜头采集实际使用环境中的测温矩阵，获取所述测温矩阵中的最小绝对值，根据所述测温矩阵中的元素与最小绝对值之间的差值构建一基值矩阵，以所述测温矩阵与基值矩阵之间的差值作为干扰矩阵。

5、优选地，所述标准矩阵的获取方法为：

6、当所述红外镜头上电并达到稳态后，将一表面温度一致的标准板件置于所述红外镜头前，并将所述红外镜头遮挡住，以此时所述的红外镜头采集到的测温数据作为标准测温数据。

7、优选地，所述标准板件采用泡沫塑料板，且所述标准板件完全遮挡住红外镜头。

8、优选地，在所述红外镜头采集实际测温数据时，所述红外镜头对准监测目标的口鼻部位。

9、优选地，若所述红外镜头无法直接对着监测目标的口鼻部位，则采用周期多图分析法获取真实数据。

10、优选地，所述周期多图分析法具体为：

11、设定一采集周期，在所述采集周期内，所述红外镜头采集监测目标头部口鼻部位的n个红外数据矩阵，将n个所述红外数据矩阵与干扰矩阵作差进行温漂校准后，查询校准后的红外数据矩阵之间数据不同的部分作为温度变化部分，取所述温度变化部分中的最低温点，以每个所述红外数据矩阵中的最低温点排列形成一个温度波形作为监测目标呼吸温度的真实数据。

12、优选地，将校准后的当前红外数据矩阵与校准后的上一时间节点的红外数据矩阵进行与运算，以这两个红外数据矩阵中温度不同的部分作为当前红外数据矩阵的温度变化部分。

13、有益效果

14、本发明的优点在于：本发明基于理想环境和实际使用环境构建干扰矩阵，用于对红外镜头采集到的数据产生的温漂进行校准，在滤除了其他干扰因素后，可以取得呼吸数据，并且准确度得以有效的提高；在临床上的应用实现了非接触的高精度检测，可以很好的达到监测人体呼吸气流的周期、强弱、稳定性的变化的目的，从而反映人体的生命体征状态，同时还因其无创、无损、无辐射，完全利用的是人体自身的口鼻部信息变化，大大增加了临床应用的适用性。

技术特征：

1.一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，根据红外镜头的理想环境以及实际使用环境采集到的测温数据构建一由温漂所造成的干扰矩阵，将所述红外镜头采集到的实际测温数据与干扰矩阵之间的差值作为红外镜头采集到的真实数据。

2.根据权利要求1所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，所述干扰矩阵的构建方法为：

3.根据权利要求2所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，所述标准矩阵的获取方法为：

4.根据权利要求3所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，所述标准板件采用泡沫塑料板，且所述标准板件完全遮挡住红外镜头。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，在所述红外镜头采集实际测温数据时，所述红外镜头对准监测目标的口鼻部位。

6.根据权利要求5所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，若所述红外镜头无法直接对着监测目标的口鼻部位，则采用周期多图分析法获取真实数据。

7.根据权利要求6所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，所述周期多图分析法具体为：

8.根据权利要求7所述的一种利用红外监测呼吸状态的方法，其特征在于，将校准后的当前红外数据矩阵与校准后的上一时间节点的红外数据矩阵进行与运算，以这两个红外数据矩阵中温度不同的部分作为当前红外数据矩阵的温度变化部分。

技术总结
本发明公开了一种利用红外监测呼吸状态的方法，涉及医疗设备，根据红外镜头的理想环境以及实际使用环境采集到的测温数据构建一由温漂所造成的干扰矩阵，将所述红外镜头采集到的实际测温数据与干扰矩阵之间的差值作为红外镜头采集到的真实数据。本发明能对红外镜头采集到的数据产生的温漂进行校准，在滤除了其他干扰因素后，可以取得呼吸数据，并且准确度得以有效的提高；在临床上的应用实现了非接触的高精度检测，可以很好的达到监测人体呼吸气流的周期、强弱、稳定性的变化的目的，从而反映人体的生命体征状态，同时还因其无创、无损、无辐射，完全利用的是人体自身的口鼻部信息变化，大大增加了临床应用的适用性。

技术研发人员：邓方阁
受保护的技术使用者：广州医科大学附属第一医院（广州呼吸中心）
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17