一種人體機能監控方法
【專利摘要】本發明涉及一種人體機能監控方法，該方法包括：1)提供一種具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，所述監控裝置包括腦電波參數提取設備、緊急無線通信設備、通信開啟設備和飛思卡爾MC9S12芯片，所述腦電波參數提取設備用于對客輪駕駛艙內的船長的腦電波參數進行提取，所述飛思卡爾MC9S12芯片與所述腦電波參數提取設備連接，根據所述腦電波參數提取設備的提取結果確定是否控制所述通信開啟設備以啟動所述緊急無線通信設備；2)使用所述監控裝置。
【專利說明】一種人體機能監控方法
[0001 ] 本發明是申請號為201610002423.6、申請日為2016年I月2日、發明名稱為“一種人體機能監控方法”的專利的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及腦電波檢測領域，尤其涉及一種人體機能監控方法。
【背景技術】
[0003]在現有技術中，船長所在駕駛艙和乘客所在的乘客艙通常由駕駛艙位置鎖定，船長的駕駛狀態乘客根本缺乏通道去獲悉，乘客一登上飛機，基本上將生命交付給駕駛艙內的船長以及其他駕駛人員。
[0004]然而實際上，船長的生理狀態非常重要，一方面，可能出現船長精神過度緊張或者患病的情況，如果不通知其他人員進行搶救和替換駕駛，很容易造成人員傷亡的經濟損失，另一方面，也可能出現船長危險駕駛甚至劫船的情況，這時通常船長的生理參數會出現一些預兆，如果能夠預測船長的這些預兆，就能在一定程度上避免災難發生。
[0005]由此可見，現有技術中存在以下技術問題:(I)缺乏有效的船長生理狀態檢測設備；(2)缺乏有效的生理參數預警機制；(3)缺乏在危險時刻能夠緊急觸發并幫助乘客艙人員與外部通信的緊急通信通道。
[0006]因此，本發明提出了一種具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，能夠及時了解駕駛位置的船長的心電圖信號和腦電波信號，一旦出現異常時，能夠啟動緊急通信機制以幫助乘客艙的乘客尋求外部援助，從而有效地避免水上事故發生，提高客船行駛的安全性。
【發明內容】
[0007]為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，利用有針對性的、可用于客輪駕駛艙的緊湊結構的心電圖監控設備和腦電圖監控設備分別實現對駕駛位置的客輪船長的心電圖信息和腦電圖信息的提取，并在異常時觸發報警機制，更關鍵的是，在異常時采用可推拉面板方式打開乘客緊急通話通道，以通過乘客建立客船與水上救援中心的聯系。
[0008]根據本發明的一方面，提供了一種具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，所述監控裝置包括腦電波參數提取設備、緊急無線通信設備、通信開啟設備和飛思卡爾MC9S12芯片，所述腦電波參數提取設備用于對客輪駕駛艙內的船長的腦電波參數進行提取，所述飛思卡爾MC9S12芯片與所述腦電波參數提取設備連接，根據所述腦電波參數提取設備的提取結果確定是否控制所述通信開啟設備以啟動所述緊急無線通信設備。
[0009]更具體地，在所述具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置中，包括:檢測電極，設置在船長頭部上，用于檢測大腦的神經元活動通過離子傳導到達大腦皮層而形成的電壓變化量;前置差分放大器，與所述檢測電極連接，用于對所述電壓變化量進行放大;低通濾波器，與所述前置差分放大器連接，用于將放大后的電壓變化量進行10Hz低通濾波，以輸出第一濾波信號;兩級工頻陷波器，與所述低通濾波器連接，用于對所述第一濾波信號進行兩級工頻陷波處理，以輸出陷波信號；高通濾波器，與所述兩級工頻陷波器連接，用于對所述陷波信號進行0.1Hz高通濾波，以輸出第二濾波信號；電平調節電路，與所述高通濾波器連接，對所述第二濾波信號進行電平調節處理，以為后續模數轉換做準備;模數轉換電路，與所述電平調節電路連接，將經過電平調節處理后的第二濾波信號進行8位的模數轉換，以獲得船長的腦電波數字信號;信號采集設備，包括多個醫用電極和多個運動軌跡傳感器，所述多個醫用電極分別設置在船長體表處的多個固定位置，用于提取船長心電場在體表處的多個固定位置分別產生的多個電壓，每一個運動軌跡傳感器緊鄰一個醫用電極放置，用于提取對應位置處船長因為呼吸和人體運動而產生的漂移心電電壓信號;運動軌跡消除設備，與所述多個醫用電極和所述多個運動軌跡傳感器別連接，將每一個醫用電極產生的每一個電壓與對應運動軌跡傳感器產生的漂移心電電壓信號求和，以獲得對應的目標電壓；導聯電路，與所述運動軌跡消除設備連接，用于接收多個目標電壓，基于所述多個目標電壓計算心電電壓差并輸出；信號放大電路，與所述導聯電路連接，用于接收所述心電電壓差并對所述心電電壓差放大;帶通濾波電路，與所述信號放大電路連接，用于濾除放大后的心電電壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差;第二模數轉換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對濾波電壓差進行模數轉換，以獲得數字化電壓差;心電圖參數提取電路，與所述第二模數轉換器連接，基于所述數字化電壓差提取船長的竇性心率和QT間期;緊急無線通信設備，位于客輪臥室墻壁內，用于接收人員的通話信息，并將通話信息通過無線通信鏈路發送到遠端的運營管理中心處的服務器;可推拉式面板，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，鑲嵌在客輪臥室墻壁上，用于在接收到正常狀態信號時，自動推送到所述緊急無線通信設備的正前方以覆蓋所述緊急無線通信設備，還在接收到異常狀態信號時，自動從所述緊急無線通信設備的正前方處拉開并回縮到所述緊急無線通信設備的右側;通信開啟設備，與飛思卡爾MC9S12芯片和所述緊急無線通信設備分別連接，用于在接收到異常狀態信號時，啟動所述緊急無線通信設備，在接收到正常狀態信號時，關閉所述緊急無線通信設備;獨立供電設備，與所述緊急無線通信設備、所述可推拉式面板和所述通信開啟設備分別連接，僅為所述緊急無線通信設備、所述可推拉式面板和所述通信開啟設備提供電力供應;飛思卡爾MC9S12芯片，與所述模數轉換電路和所述心電圖參數提取電路分別連接，用于分別接收腦電波數字信號、竇性心率和QT間期，當所述腦電波數字信號中出現α波和β波時，輸出淺睡眠識別信號，當所述腦電波數字信號中出現Θ波和δ波時，輸出深睡眠識別信號，當所述竇性心率在預設竇性心率范圍之外時，發出竇性心率異常識別信號，當所述QT間期在預設QT間期范圍之外時，發出QT間期異常識別信號；其中，所述兩級工頻陷波器采用帶通濾波抵消方式設計，用于抵消所述第一濾波信號中的工頻分量，所述工頻分量為50Hz頻率分量；當飛思卡爾MC9S12芯片發出淺睡眠識別信號、深睡眠識別信號、竇性心率異常識別信號或QT間期異常識別信號時，飛思卡爾MC9S12芯片同時發出異常狀態信號，否則，飛思卡爾MC9S12芯片同時發出正常狀態信號。
[0010]更具體地，在所述具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置中:所述無線通信鏈路為衛星通信鏈路。
[0011]更具體地，在所述具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置中:所述無線通信鏈路為3G無線通信鏈路。
[0012]更具體地，在所述具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置中:所述無線通信鏈路為4G無線通信鏈路。
[0013]更具體地，在所述具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置中:所述心電電壓差包括多個電壓差。
【附圖說明】
[0014]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0015]圖1為本發明的具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置的第一實施例的結構方框圖。
[0016]附圖標記:I腦電波參數提取設備;2緊急無線通信設備；3通信開啟設備;4飛思卡爾MC9S12芯片
【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖對本發明的具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置的實施方案進行詳細說明。
[0018]現代輪船指用機械發動機推動的船只，多用鋼鐵制造。原始的輪船是以人力踩踏木輪推進，近代輪船是以蒸汽推動外部明輪輪槳的蒸汽船，現代輪船多用渦輪發動機。
[0019]輪船的用途存在客運、貨運、旅游及其他用途，用于客運的輪船，即客輪，又稱客船，用于運送旅客，也裝運少量貨物。以載客為主，兼運部分貨物的是客貨輪；以載貨為主，兼運少量旅客的是貨客輪。根據《國際海上人命安全公約》，凡載客12人以上的船舶即為客船，無論是否同時載有貨物。
[0020]由于水上運輸的特殊環境，以及客輪一般搭載較多的乘客，對客輪的檢測非常重要，然而，目前對客輪的檢測主要出現在對客輪客體檢測上，對客輪駕駛人員的狀態檢測非常少，同時也缺乏在檢測到異常時能夠進行緊急通話的相應機制。
[0021]為此，本發明搭建了一種具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，采用高精度的心電圖監控設備和腦電波監控設備對船長的脈搏和腦電波參數進行及時檢測和報警，并在識別到船長狀態異常時，及時通過可推拉式面板啟動緊急通話設備，從而為乘客提供快速求救逃生的機會。
[0022]圖1為本發明的具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置的第一實施例的結構方框圖，所述監控裝置包括腦電波參數提取設備、緊急無線通信設備、通信開啟設備和飛思卡爾MC9S12芯片，所述腦電波參數提取設備用于對客輪駕駛艙內的船長的腦電波參數進行提取，所述飛思卡爾MC9S12芯片與所述腦電波參數提取設備連接，根據所述腦電波參數提取設備的提取結果確定是否控制所述通信開啟設備以啟動所述緊急無線通信設備。
[0023]接著，繼續對本發明的具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置的第二實施例進行進一步的說明。
[0024]所述監控裝置包括:檢測電極，設置在船長頭部上，用于檢測大腦的神經元活動通過離子傳導到達大腦皮層而形成的電壓變化量;前置差分放大器，與所述檢測電極連接，用于對所述電壓變化量進行放大;低通濾波器，與所述前置差分放大器連接，用于將放大后的電壓變化量進行10Hz低通濾波，以輸出第一濾波信號;兩級工頻陷波器，與所述低通濾波器連接，用于對所述第一濾波信號進行兩級工頻陷波處理，以輸出陷波信號；高通濾波器，與所述兩級工頻陷波器連接，用于對所述陷波信號進行0.1Hz高通濾波，以輸出第二濾波信號。
[0025]所述監控裝置包括:電平調節電路，與所述高通濾波器連接，對所述第二濾波信號進行電平調節處理，以為后續模數轉換做準備;模數轉換電路，與所述電平調節電路連接，將經過電平調節處理后的第二濾波信號進行8位的模數轉換，以獲得船長的腦電波數字信號;信號采集設備，包括多個醫用電極和多個運動軌跡傳感器，所述多個醫用電極分別設置在船長體表處的多個固定位置，用于提取船長心電場在體表處的多個固定位置分別產生的多個電壓，每一個運動軌跡傳感器緊鄰一個醫用電極放置，用于提取對應位置處船長因為呼吸和人體運動而產生的漂移心電電壓信號。
[0026]所述監控裝置包括:運動軌跡消除設備，與所述多個醫用電極和所述多個運動軌跡傳感器別連接，將每一個醫用電極產生的每一個電壓與對應運動軌跡傳感器產生的漂移心電電壓信號求和，以獲得對應的目標電壓；導聯電路，與所述運動軌跡消除設備連接，用于接收多個目標電壓，基于所述多個目標電壓計算心電電壓差并輸出；信號放大電路，與所述導聯電路連接，用于接收所述心電電壓差并對所述心電電壓差放大;帶通濾波電路，與所述信號放大電路連接，用于濾除放大后的心電電壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差。
[0027]所述監控裝置包括:第二模數轉換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對濾波電壓差進行模數轉換，以獲得數字化電壓差;心電圖參數提取電路，與所述第二模數轉換器連接，基于所述數字化電壓差提取船長的竇性心率和QT間期;緊急無線通信設備，位于客輪臥室墻壁內，用于接收人員的通話信息，并將通話信息通過無線通信鏈路發送到遠端的運營管理中心處的服務器。
[0028]所述監控裝置包括:可推拉式面板，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，鑲嵌在客輪臥室墻壁上，用于在接收到正常狀態信號時，自動推送到所述緊急無線通信設備的正前方以覆蓋所述緊急無線通信設備，還在接收到異常狀態信號時，自動從所述緊急無線通信設備的正前方處拉開并回縮到所述緊急無線通信設備的右側;通信開啟設備，與飛思卡爾MC9S12芯片和所述緊急無線通信設備分別連接，用于在接收到異常狀態信號時，啟動所述緊急無線通信設備，在接收到正常狀態信號時，關閉所述緊急無線通信設備。
[0029]所述監控裝置包括:獨立供電設備，與所述緊急無線通信設備、所述可推拉式面板和所述通信開啟設備分別連接，僅為所述緊急無線通信設備、所述可推拉式面板和所述通信開啟設備提供電力供應。
[0030]所述監控裝置包括:飛思卡爾MC9S12芯片，與所述模數轉換電路和所述心電圖參數提取電路分別連接，用于分別接收腦電波數字信號、竇性心率和QT間期，當所述腦電波數字信號中出現α波和β波時，輸出淺睡眠識別信號，當所述腦電波數字信號中出現Θ波和δ波時，輸出深睡眠識別信號，當所述竇性心率在預設竇性心率范圍之外時，發出竇性心率異常識別信號，當所述QT間期在預設QT間期范圍之外時，發出QT間期異常識別信號。
[0031]其中，所述兩級工頻陷波器采用帶通濾波抵消方式設計，用于抵消所述第一濾波信號中的工頻分量，所述工頻分量為50Hz頻率分量；當飛思卡爾MC9S12芯片發出淺睡眠識別信號、深睡眠識別信號、竇性心率異常識別信號或QT間期異常識別信號時，飛思卡爾MC9S12芯片同時發出異常狀態信號，否則，飛思卡爾MC9S12芯片同時發出正常狀態信號。
[0032]可選地，在所述監控裝置中:所述無線通信鏈路為衛星通信鏈路;所述無線通信鏈路為3G無線通信鏈路;所述無線通信鏈路為4G無線通信鏈路；以及所述心電電壓差可包括多個電壓差。
[0033]另外，模數轉換器即A/D轉換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉變為數字信號的電子元件。通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數字信號。由于數字信號本身不具有實際意義，僅僅表不一個相對大小。故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉換信號大小。而輸出的數字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。
[0034]模擬數字轉換器的分辨率是指，對于允許范圍內的模擬信號，它能輸出離散數字信號值的個數。這些信號值通常用二進制數來存儲，因此分辨率經常用比特作為單位，且這些離散值的個數是2的冪指數。例如，一個具有8位分辨率的模擬數字轉換器可以將模擬信號編碼成256個不同的離散值(因為2~8 = 256)，從O到255(即無符號整數)或從-128到127(即帶符號整數)，至于使用哪一種，則取決于具體的應用。
[0035]采用本發明的具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，針對現有技術中缺乏客輪船長生理狀態檢測設備以及缺乏乘客緊急通話設備的技術問題，采用高精度的心電圖監控設備和腦電波監控設備對客輪船長的心電圖參數和腦電波參數進行及時檢測和報警，引入生理參數預警機制和緊急通話機制，幫助乘客艙內人員及時獲悉客輪船長異常狀態并進一步聯系水上運營中心，避免客船失控的情況發生。
[0036]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種人體機能監控方法，該方法包括: 1)提供一種具有緊急模式的客輪船長機能監控裝置，所述監控裝置包括腦電波參數提取設備、緊急無線通信設備、通信開啟設備和飛思卡爾MC9S12芯片，所述腦電波參數提取設備用于對客輪駕駛艙內的船長的腦電波參數進行提取，所述飛思卡爾MC9S12芯片與所述腦電波參數提取設備連接，根據所述腦電波參數提取設備的提取結果確定是否控制所述通信開啟設備以啟動所述緊急無線通信設備； 2)使用所述監控裝置。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述監控裝置包括: 檢測電極，設置在船長頭部上，用于檢測大腦的神經元活動通過離子傳導到達大腦皮層而形成的電壓變化量； 前置差分放大器，與所述檢測電極連接，用于對所述電壓變化量進行放大； 低通濾波器，與所述前置差分放大器連接，用于將放大后的電壓變化量進行10Hz低通濾波，以輸出第一濾波信號； 兩級工頻陷波器，與所述低通濾波器連接，用于對所述第一濾波信號進行兩級工頻陷波處理，以輸出陷波信號； 高通濾波器，與所述兩級工頻陷波器連接，用于對所述陷波信號進行0.1Hz高通濾波，以輸出第二濾波信號； 電平調節電路，與所述高通濾波器連接，對所述第二濾波信號進行電平調節處理，以為后續模數轉換做準備； 模數轉換電路，與所述電平調節電路連接，將經過電平調節處理后的第二濾波信號進行8位的模數轉換，以獲得船長的腦電波數字信號； 信號采集設備，包括多個醫用電極和多個運動軌跡傳感器，所述多個醫用電極分別設置在船長體表處的多個固定位置，用于提取船長心電場在體表處的多個固定位置分別產生的多個電壓，每一個運動軌跡傳感器緊鄰一個醫用電極放置，用于提取對應位置處船長因為呼吸和人體運動而產生的漂移心電電壓信號； 運動軌跡消除設備，與所述多個醫用電極和所述多個運動軌跡傳感器別連接，將每一個醫用電極產生的每一個電壓與對應運動軌跡傳感器產生的漂移心電電壓信號求和，以獲得對應的目標電壓； 導聯電路，與所述運動軌跡消除設備連接，用于接收多個目標電壓，基于所述多個目標電壓計算心電電壓差并輸出； 信號放大電路，與所述導聯電路連接，用于接收所述心電電壓差并對所述心電電壓差放大； 帶通濾波電路，與所述信號放大電路連接，用于濾除放大后的心電電壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差； 第二模數轉換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對濾波電壓差進行模數轉換，以獲得數字化電壓差； 心電圖參數提取電路，與所述第二模數轉換器連接，基于所述數字化電壓差提取船長的竇性心率和QT間期； 緊急無線通信設備，位于客輪臥室墻壁內，用于接收人員的通話信息，并將通話信息通過無線通信鏈路發送到遠端的運營管理中心處的服務器； 可推拉式面板，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，鑲嵌在客輪臥室墻壁上，用于在接收到正常狀態信號時，自動推送到所述緊急無線通信設備的正前方以覆蓋所述緊急無線通信設備，還在接收到異常狀態信號時，自動從所述緊急無線通信設備的正前方處拉開并回縮到所述緊急無線通信設備的右側； 通信開啟設備，與飛思卡爾MC9S12芯片和所述緊急無線通信設備分別連接，用于在接收到異常狀態信號時，啟動所述緊急無線通信設備，在接收到正常狀態信號時，關閉所述緊急無線通信設備； 獨立供電設備，與所述緊急無線通信設備、所述可推拉式面板和所述通信開啟設備分別連接，僅為所述緊急無線通信設備、所述可推拉式面板和所述通信開啟設備提供電力供應； 飛思卡爾MC9S12芯片，與所述模數轉換電路和所述心電圖參數提取電路分別連接，用于分別接收腦電波數字信號、竇性心率和QT間期，當所述腦電波數字信號中出現α波和β波時，輸出淺睡眠識別信號，當所述腦電波數字信號中出現Θ波和δ波時，輸出深睡眠識別信號，當所述竇性心率在預設竇性心率范圍之外時，發出竇性心率異常識別信號，當所述QT間期在預設QT間期范圍之外時，發出QT間期異常識別信號； 其中，所述兩級工頻陷波器采用帶通濾波抵消方式設計，用于抵消所述第一濾波信號中的工頻分量，所述工頻分量為50Hz頻率分量； 其中，當飛思卡爾MC9S12芯片發出淺睡眠識別信號、深睡眠識別信號、竇性心率異常識別信號或QT間期異常識別信號時，飛思卡爾MC9S12芯片同時發出異常狀態信號，否則，飛思卡爾MC9S12芯片同時發出正常狀態信號； 所述無線通信鏈路為3G無線通信鏈路。
【文檔編號】A61B5/0476GK105847426SQ201610326942
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月2日
【發明人】不公告發明人
【申請人】石永錄