一种基于年龄段检测的人员生理状态预警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器件领域，尤其涉及一种基于年龄段检测的人员生理状态预警方法。
【背景技术】
[0002]不同年龄段的人其各个生理参数所分布的区间不同，如果采用具有相同参数阈值的检测仪器对不同年龄段的人进行生理状态检测，可能会得到完全不同的检测结果，其间极有可能会发生误诊，严重的会导致过度医疗或者耽误病情。然而，现有技术中并不存在能够基于不同年龄段选择不同生理参数阈值的医疗器件，甚至缺乏人工识别年龄段、在识别结果上人工调整生理参数阈值的技术方案。
[0003]同时，现有技术中的各种生理参数检测仪器都存在检测机制单一，每一个仪器一般只用于检测一项生理参数；以及检测机制落后，检测仪器的结构冗余度不高，精度不够精确的缺陷，导致即使对于同一年龄段的人进行检测，检测精度也难以满足医疗要求，仪器运行的功耗比也较高，性价比不够合理。
[0004]为此，本发明提出了一种基于年龄段检测的人员生理状态预警系统，将脉搏检测设备和血氧检测设备集中在一个检测仪器内同时工作，优化现有的检测设备的结构，更关键的是，对于划分的四个年龄段的待测人员，采用高精度图像识别的技术进行年龄段识别，并根据年龄段识别的结果自适应地设置不同的生理参数预警阈值，从而实现医疗仪器的智能化检测。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于年龄段检测的人员生理状态预警系统，将脉搏检测设备和血氧检测设备集中在一个检测仪器内同时工作，优化现有的检测设备的结构，更关键的是，对于划分的四个年龄段的待测人员，采用高精度图像识别的技术进行年龄段识别，并根据年龄段识别的结果自适应地设置各个不同的生理参数预警阈值，从而避免误诊情况发生。
[0006]根据本发明的一方面，提供了一种基于年龄段检测的人员生理状态预警系统，所述预警系统包括脉搏监控子系统、血氧监控子系统、年龄段检测子系统和主控制器，所述脉搏监控子系统基于所述年龄段检测子系统的检测结果对被测人员血脉搏参数进行提取，所述血氧监控子系统基于所述年龄段检测子系统的检测结果对被测人员血氧饱和度进行监控，所述主控制器基于所述脉搏监控子系统和所述血氧监控子系统的监控结果对被测人员的生理状态进行预警。
[0007]更具体地，在所述基于年龄段检测的人员生理状态预警系统中，包括:FLASH存储器，预先存储了黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述FLASH存储器还预先存储了四种灰度化面部模版，所述四种灰度化面部模版为通过对基准幼儿年龄段面部、基准儿童年龄段面部、基准成人年龄段面部和基准老人年龄段面部分别进行拍摄所得到的面部图像执行灰度化处理而获得，所述FLASH存储器还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J L年龄段、儿童年龄段、成人年龄段和老年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;高清摄像头，用于对被测人员面部进行拍摄，以获得被测人员面部图像;面部识别设备包括图像预处理子器件、二值化处理子器件、列边缘检测子器件、行边缘检测子器件、目标分割子器件和目标识别子器件，所述图像预处理子器件与所述高清摄像头连接，以对所述被测人员面部图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理，以获得预处理面部图像;所述二值化处理子器件与所述图像预处理子器件和所述FLASH存储器分别连接，将所述预处理面部图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于所述黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于所述黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化面部图像;所述列边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述FLASH存储器分别连接，用于对所述二值化面部图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列；所述行边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述FLASH存储器分别连接，用于对所述二值化面部图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行；所述目标分割子器件与所述列边缘检测子器件和所述行边缘检测子器件分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并从所述二值化面部图像中分割出所述目标存在区域以作为面部子图像输出，以将面部子图像从被测人员面部图像的背景处分开;所述目标识别子器件与所述目标分割子器件和所述FLASH存储器分别连接，将所述面部子图像与四种灰度化面部模版匹配，输出匹配度最高的灰度化面部模板所对应的年龄段作为被测人员的年龄段;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;近红外光发射器，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，发射近红外光;光源驱动电路，与所述近红外光发射器连接，用于向所述近红外光发射器发送发光控制信号;近红外光接收器，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近红外光；参数提取设备，与所述近红外光发射器和所述近红外光接收器分别连接，基于发射的近红外光与透射的近红外光的光线衰减程度，计算被测人员血液中的氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量;主控制器，与所述参数提取设备连接，基于氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量计算被测人员的血氧饱和度;所述主控制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，当红外发射二极管和红外接收二极管之间无脉搏时，脉搏电压为基准脉搏电压阈值，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，脉搏电压大于基准脉搏电压阈值;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，主控制器还与面部识别设备和FLASH存储器分别连接，基于面部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。
[0008]更具体地，在所述基于年龄段检测的人员生理状态预警系统中:所述高清摄像头包括CMOS图像传感器或C⑶传感器中的一种。
[0009]更具体地，在所述基于年龄段检测的人员生理状态预警系统中:所述基准脉搏电压阈值为2.5V。
[0010]更具体地，在所述基于年龄段检测的人员生理状态预警系统中，所述预警系统还包括:无线通信接口，用于无线发送脉搏异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号。
[0011]更具体地，在所述基于年龄段检测的人员生理状态预警系统中:所述无线通信接口为ZIGBEE通信接口，与所述主控制器连接。
【附图说明】
[0012]以下将结合附