本发明涉及多维生物信号测定系统及方法，更具体地，涉及基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统及方法。
背景技术：
1、最近，随着出现新型病毒感染，对非面对面医疗系统的需求也逐渐增加，以便基于数据使用软件预防疾病、管理治疗，例如，远程医疗和数字疗法等。根据这种趋势，正在研究代替当前通过传感器测量生物信号的多种方法。为了代替现有附着型传感器开发的系统基于可见光线区域的影像预测生物信号等。
2、然而，这种方式存在多种局限性。为了最大限度地提高非面对面医疗系统的效果，需要在多种环境下同时精确测定多个生物信号，但是，现有的非接触式生物测量系统大多能够测定心率、氧饱和度或血压等单生物信号，外部照明等外部因素极大影响精确度。并且，血压测定方式大多基于血流速度计算，因此，当前难以实现完美的非接触式系统。
3、如上所述，现有的非接触式生物测定系统单独测定单生物信号，大部分系统被设计成测定心率。并且，多生物信号测定系统也使用普通摄像机在可视区域内进行测定，因此，除对噪声敏感且精确度低下的问题外，当测定生物信号时，存在经常发生特征点损失的局限性。尤其，在氧饱和度的情况下，现有系统采用通道分离方式测定可见光线区域的氧饱和度，这种方法利用氧化血红蛋白与血红蛋白之间的光吸收波长差异。但是，因可见光线区域中的光吸收量较小的差异而需要经过放大过程进行计算，在此过程包括许多推定值，因此，将导致精确度降低。
4、在现有系统中，若生物信号测定区域小于总体分辨率，则经常发生因特征点损失而无法测定生物信号的情况。并且，现有的血压测定方式基于血浆凝血酶原时间(ptt)测定，根据从心脏发生脉搏后脉搏到达末梢所需时间来推定血压。于是，需要在两个区域测定脉冲，为了解决这种问题，现有系统采用部分接触的方法，因此，存在设计受限的问题。韩国授权专利公报第10-1752560号、公开专利公报第10-2007-0056925号公开了现有技术文献。
技术实现思路
1、技术问题
2、为了解决现有方法的上述问题，本发明的目的在于，提供如下的基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统及方法，即，上述系统包括：光源部，用于照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源；多维多光谱摄像机，用于拍摄从光源部照射后反射的放大反射光并基于放大反射光生成生物信号的图像序列；以及测定诊断部，用于对多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压，由此，不仅改善现有个体生物信号测定系统的局限性，而且，通过影像处理在可视区域内排除所观察到的噪声来提高生物信号测定及诊断的精确度，可进一步提高多维生物信号测定的效率性及便利性。
3、并且，本发明的再一目的在于，提供如下的基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统及方法，即，不仅可使用能够减少可见光噪声的多维多光谱摄像机以非接触式测定生物信号来依次测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压，而且，可使用多维复合生物信号对难以策略性测定的病变进行早期诊断。
4、技术方案
5、为了实现上述目的，本发明提供基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其结构层面上的特征在于，包括：光源部，用于照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源；多维多光谱摄像机，用于拍摄从上述光源部照射后反射的放大反射光并基于上述放大反射光生成生物信号的图像序列；以及测定诊断部，用于对上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压。
6、优选地，当照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源时，上述光源部可照射波长不同的两个光源。
7、更优选地，为了照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的波长不同的两个光源，上述光源部可由用于照射红光的红色发光二极管及用于照射红外线的红外线发光二极管组成。
8、优选地，上述多维多光谱摄像机可由红外线摄像机组成，通过拍摄从上述光源部110照射后反射的放大反射光来生成生物信号的图像序列。
9、优选地，当通过对上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压时，上述测定诊断部可基于聚类从上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列中提取有效像素来测定心率。
10、更优选地，上述测定诊断部可从上述多维多光谱摄像机接收对上述光源部的红色发光二极管和红外线发光二极管交替释放的光被反射的放大反射光进行拍摄的图像序列来测定氧饱和度。
11、更加优选地，上述测定诊断部可利用所测定的心率及氧饱和度、通过基于所测定的反射光量的深度神经网络测定的每秒血流量的变化来测定血压而无需身体接触。
12、进而优选地，上述测定诊断部可包括：影像处理部，用于对上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列的影像进行信号处理；生物信号测定部，利用由上述影像处理部信号处理的影像来测定心率、氧饱和度及血压；以及诊断部，利用通过上述生物信号测定部测定的心率、氧饱和度及血压来诊断病变。
13、为了实现上述目的，本发明提供基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其结构层面上的特征在于，包括：步骤(1)，通过光源部照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源；步骤(2)，通过多维多光谱摄像机拍摄从上述光源部照射后反射的反射光并基于上述反射光生成生物信号的图像序列；以及步骤(3)，通过测定诊断部对上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压。
14、优选地，当照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源时，上述光源部可照射波长不同的两个光源。
15、更优选地，为了照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的波长不同的两个光源，上述光源部可由用于照射红光的红色发光二极管及用于照射红外线的红外线发光二极管组成。
16、优选地，上述多维多光谱摄像机可由红外线摄像机组成，通过拍摄从上述光源部110照射后反射的放大反射光来生成生物信号的图像序列。
17、优选地，当通过对上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压时，上述测定诊断部可基于聚类从上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列中提取有效像素来测定心率。
18、更优选地，上述测定诊断部可从上述多维多光谱摄像机接收对上述光源部的红色发光二极管和红外线发光二极管交替释放的光被反射的放大反射光进行拍摄的图像序列来测定氧饱和度。
19、更加优选地，上述测定诊断部可利用所测定的心率及氧饱和度、通过基于所测定的反射光量的深度神经网络测定的每秒血流量的变化来测定血压而无需身体接触。
20、进而优选地，上述测定诊断部可包括：影像处理部，用于对上述多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列的影像进行信号处理；生物信号测定部，利用由上述影像处理部信号处理的影像来测定心率、氧饱和度及血压；以及诊断部，利用通过上述生物信号测定部测定的心率、氧饱和度及血压来诊断病变。
21、发明的效果
22、根据本发明提供的基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统及方法，上述系统包括：光源部，用于照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源；多维多光谱摄像机，用于拍摄从光源部照射后反射的放大反射光并基于放大反射光生成生物信号的图像序列；以及测定诊断部，用于对多维多光谱摄像机拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压，由此，不仅改善现有个体生物信号测定系统的局限性，而且，通过影像处理在可视区域内排除所观察到的噪声来提高生物信号测定及诊断的精确度，可进一步提高多维生物信号测定的效率性及便利性。
23、并且，根据本发明提供的基于灌注显像(perfusion imaging)的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统及方法，不仅可使用能够减少可见光噪声的多维多光谱摄像机以非接触式测定生物信号来依次测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压，而且，可使用多维复合生物信号对难以策略性测定的病变进行早期诊断。
1.一种基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统(100)，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，当照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源时，上述光源部(110)照射波长不同的两个光源。
3.根据权利要求2所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，为了照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的波长不同的两个光源，上述光源部(110)由用于照射红光的红色发光二极管(111)及用于照射红外线的红外线发光二极管(112)组成。
4.根据权利要求1所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，上述多维多光谱摄像机(120)由红外线摄像机组成，通过拍摄从上述光源部(110)照射后反射的放大反射光来生成生物信号的图像序列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，当通过对上述多维多光谱摄像机(120)拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压时，上述测定诊断部(130)基于聚类从上述多维多光谱摄像机(120)拍摄生成的生物信号的图像序列中提取有效像素来测定心率。
6.根据权利要求5所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，上述测定诊断部(130)从上述多维多光谱摄像机(120)接收对上述光源部(110)的红色发光二极管(111)和红外线发光二极管(112)交替释放的光被反射的放大反射光进行拍摄的图像序列来测定氧饱和度。
7.根据权利要求6所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，上述测定诊断部(130)利用所测定的心率及氧饱和度、通过基于所测定的反射光量的深度神经网络测定的每秒血流量的变化来测定血压而无需身体接触。
8.根据权利要求7所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定系统，其特征在于，上述测定诊断部(130)包括：
9.一种基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，当照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的光源时，上述光源部(110)照射波长不同的两个光源。
11.根据权利要求10所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，为了照射以非接触方式测定多维生物信号所需的可见光区域外的波长不同的两个光源，上述光源部(110)由用于照射红光的红色发光二极管(111)及用于照射红外线的红外线发光二极管(112)组成。
12.根据权利要求9所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，上述多维多光谱摄像机(120)由红外线摄像机组成，通过拍摄从上述光源部(110)照射后反射的放大反射光来生成生物信号的图像序列。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，当通过对上述多维多光谱摄像机(120)拍摄生成的生物信号的图像序列进行影像处理来测定心率、氧饱和度、每秒血流量及血压时，上述测定诊断部(130)基于聚类从上述多维多光谱摄像机(120)拍摄生成的生物信号的图像序列中提取有效像素来测定心率。
14.根据权利要求13所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，上述测定诊断部(130)从上述多维多光谱摄像机(120)接收对上述光源部(110)的红色发光二极管(111)和红外线发光二极管(112)交替释放的光被反射的放大反射光进行拍摄的图像序列来测定氧饱和度。
15.根据权利要求14所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，上述测定诊断部(130)利用所测定的心率及氧饱和度、通过基于所测定的反射光量的深度神经网络测定的每秒血流量的变化来测定血压而无需身体接触。
16.根据权利要求15所述的基于灌注显像的非接触式自主神经系统反应多维生物信号测定方法，其特征在于，上述测定诊断部(130)包括：
