一種血氧供給檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及血氧檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種血氧供給檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]血氧飽和度(Sp02)是血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白(Hb02)的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白(Hb，hemoglobin)容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。而功能性氧飽和度為Hb02濃度與Hb02+Hb濃度之比，有別于氧合血紅蛋白所占百分?jǐn)?shù)。因此，監(jiān)測動(dòng)脈血氧飽和度(Sa02)可以對(duì)肺的氧合和血紅蛋白攜氧能力進(jìn)行估
i+o
[0003]正常人體動(dòng)脈血的血氧飽和度為98%，靜脈血為75%。人體的新陳代謝過程是生物氧化過程，而新陳代謝過程中所需要的氧，是通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體血液，與血液紅細(xì)胞中的血紅蛋白(Hb)，結(jié)合成氧合血紅蛋白(Hb02)，再輸送到人體各部分組織細(xì)胞中去。血液攜帶輸送氧氣的能力即用血氧飽和度來衡量。
[0004]由于許多臨床疾病會(huì)造成氧供給的缺乏，直接影響細(xì)胞的正常新陳代謝，嚴(yán)重的還會(huì)威脅人的生命，所以血氧飽和度的實(shí)時(shí)監(jiān)測在臨床救護(hù)中非常重要?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)血氧飽和度測量方法是先進(jìn)行人體采血，再利用血?dú)夥治鰞x進(jìn)行電化學(xué)分析，測出血氧分壓計(jì)算出血氧飽和度。這種方法比較麻煩，且不能進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中還存在一些指套式光電傳感器，測量時(shí)，只需將傳感器套在人手指上，利用手指作為盛裝血紅蛋白的透明容器，使用波長660nm的紅光和940nm的近紅外光作為射入光源，測定通過組織床的光傳導(dǎo)強(qiáng)度，來計(jì)算血紅蛋白濃度及血氧飽和度。
[0006]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的血氧飽和度檢測方案都存在以下缺陷:只能對(duì)血氧飽和度進(jìn)行檢測，檢測的對(duì)象比較單一；檢測機(jī)制落后，結(jié)構(gòu)冗余度過高，精度滿足不了日趨增加的精度需求；尤為重要的是，對(duì)血氧飽和度的檢測機(jī)理唯一化，只能通過一個(gè)因素來確定血氧飽和度，檢測過程不夠科學(xué)。
[0007]因此，本發(fā)明提出了一種血氧供給檢測儀，能夠改善落后的血氧飽和度檢測儀器的結(jié)構(gòu)，將脈搏檢測融入到血氧飽和度檢測中，拓寬檢測的生理參數(shù)的范圍，提高血氧飽和度的檢測精度，另外，還能夠?qū)⒐怆妭鞲屑夹g(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)結(jié)合確定血氧飽和度的濃度，從而，從整體上提高血氧飽和度儀器的檢測精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種血氧供給檢測儀，優(yōu)化當(dāng)前的血氧飽和度檢測儀器的結(jié)構(gòu)，將脈搏檢測融入血氧飽和度檢測中，提高血氧飽和度的檢測精度，同時(shí)，采用有針對(duì)性的圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)被測人員的膚色進(jìn)行識(shí)別，將膚色作為血氧飽和度檢測的因素之一，使得血氧飽和度的檢測結(jié)果不易受單一因素的干擾。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種血氧供給檢測儀，所述檢測儀包括面部膚色檢測設(shè)備、脈搏監(jiān)控設(shè)備、血氧飽和度監(jiān)控設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器，所述面部膚色檢測設(shè)備基于被測人員的面部識(shí)別確定被測人員的膚色等級(jí)，所述脈搏監(jiān)控設(shè)備對(duì)被測人員脈搏狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，所述血氧飽和度監(jiān)控設(shè)備確定被測人員的血氧飽和度等級(jí)，所述數(shù)字信號(hào)處理器基于所述膚色等級(jí)和所述血氧飽和度等級(jí)確定被測人員的血氧供給情況。
[0010]更具體地，在所述血氧供給檢測儀中，包括:靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，預(yù)先存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)膚色權(quán)重、預(yù)設(shè)血氧飽和度權(quán)重、預(yù)設(shè)權(quán)衡下限閾值、預(yù)設(shè)權(quán)衡上限閾值、黑白閾值和像素?cái)?shù)閾值，所述黑白閾值用于對(duì)圖像執(zhí)行二值化處理，所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備還預(yù)先存儲(chǔ)了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述四種膚色均值區(qū)間分別對(duì)應(yīng)四種膚色等級(jí)，所述四種血氧飽和度區(qū)間分別對(duì)應(yīng)四種血氧飽和度等級(jí)；高清攝像頭，用于對(duì)被測人員面部進(jìn)行拍攝，以獲得被測人員面部圖像；面部膚色檢測設(shè)備包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、二值化處理子設(shè)備、列邊緣檢測子設(shè)備、行邊緣檢測子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備、膚色提取子設(shè)備和膚色等級(jí)識(shí)別子設(shè)備，所述圖像預(yù)處理子設(shè)備與所述高清攝像頭連接，以對(duì)所述被測人員面部圖像依次執(zhí)行自適應(yīng)邊緣增強(qiáng)和小波濾波處理，以獲得預(yù)處理面部圖像；所述二值化處理子設(shè)備與所述圖像預(yù)處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述預(yù)處理面部圖像的每一個(gè)像素的亮度與所述黑白閾值分別比較，當(dāng)像素的亮度大于所述黑白閾值時(shí)，將像素記為白色像素，當(dāng)像素的亮度小于所述黑白閾值時(shí)，將像素記為黑色像素，從而獲得二值化面部圖像；所述列邊緣檢測子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述二值化面部圖像，計(jì)算每列黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素?cái)?shù)閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述二值化面部圖像，計(jì)算每行黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素?cái)?shù)閾值的行記為邊緣行；所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述列邊緣檢測子設(shè)備和所述行邊緣檢測子設(shè)備分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區(qū)域作為目標(biāo)存在區(qū)域，并從所述二值化面部圖像中分割出所述目標(biāo)存在區(qū)域以作為面部子圖像輸出，以將面部子圖像從被測人員面部圖像的背景處分開；所述膚色提取子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接，針對(duì)面部子圖像，將其所有像素的亮度累加并除以其所有像素的數(shù)量以獲得目標(biāo)膚色均值；所述膚色等級(jí)識(shí)別子設(shè)備與所述膚色提取子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述目標(biāo)膚色均值與四種膚色均值區(qū)間匹配，輸出匹配的膚色均值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的膚色等級(jí)作為目標(biāo)膚色等級(jí)輸出；第一電阻，一端與5V電源連接，另一端與紅外接收二極管的正端連接；第二電阻，一端與5V電源連接，另一端與第三電阻的一端連接；第三電阻，另一端接地，并具有與第二電阻相同的阻值；第一雙路運(yùn)算放大器，用于產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓，其正端與第二電阻的另一端連接，負(fù)端與第一電容的一端連接，輸出端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接，負(fù)端還與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接；第一電容，另一端接地；第四電阻，一端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接；第二雙路運(yùn)算放大器，正端與第四電阻的另一端連接，負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接，輸出端作為脈搏電壓；第五電阻，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間；第二電容，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間；紅外發(fā)射二極管，設(shè)置在被測人員耳部毛細(xì)血管位置，用于發(fā)射紅外光，紅外發(fā)射二極管的負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接；紅外接收二極管，設(shè)置在被測人員耳部毛細(xì)血管位置，位于所述紅外發(fā)射二極管的相對(duì)位置，用于接收透射被測人員耳部毛細(xì)血管后的紅外光；發(fā)光二極管，設(shè)置在被測人員手指指尖毛細(xì)血管位置，與光源驅(qū)動(dòng)電路連接，用于基于光源驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的發(fā)光控制信號(hào)，交替發(fā)射紅外光和紅光；光源驅(qū)動(dòng)電路，內(nèi)置定時(shí)器，用于向所述發(fā)光二極管發(fā)送發(fā)光控制信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換器，設(shè)置在被測人員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對(duì)位置，用于接收透射被測人員手指指尖毛細(xì)血管后的紅外光和紅光，并將透射紅外光和透射紅光分別轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，以獲得模擬紅外光電流和模擬紅光電流；電流電壓轉(zhuǎn)換電路，與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，用于對(duì)模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓；信號(hào)放大器，與所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于對(duì)模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進(jìn)行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓；信號(hào)檢測電路，與所述信號(hào)放大器連接，包括直流信號(hào)檢測子電路和交流信號(hào)檢測子電路，用