非侵入式及非接触式呼吸率监测的制作方法

非侵入式及非接触式呼吸率监测
【技术领域】
1.本发明主要涉及一种非侵入式及非接触式方法，用于监测呼吸率及因呼吸率变化引起相关疾病。


背景技术：

2.以下描述包括可能有助于了解现有技术中的相关信息。本处提供的任何现有技术或与本技术相关发明的信息，或任何特定公开或影射参考的技术，并非承认这些技术。
3.呼吸率是指呼吸发生的速度，或简而言之，即使用者每分钟呼吸的次数(bpm)。呼吸率是使用在对人们健康状况的快速评估方法。近年来，健康专家使用智能型手环及智能型手表等检测呼吸率仪器以测得呼吸率数值，作为为判断是否健康的指标。以上方法帮助使用者可以全日持续追踪健康状况。
4.呼吸率提供有关呼吸率、携氧能力健康信息，并让用户了解其呼吸正常程度(肺部功能)，并可让用户事前知悉如何监测及处理疲劳，如可与用户的智能型手环连接，用户可以在手机中维持图形纪录，对有需要持续监测生病征象的高血压及糖尿病的病人特别有用。
5.使用包括脉冲式呼吸率器、肺功能量计等工具可帮助健康照顾专业人士持续监测呼吸率状况，呼吸率为重要生命征象，可以提供有关全身血液流动速率及测量血氧数值的信息，异常呼吸率为异常健康的征兆(同时参照病征及其他生理现象、状况等)。


技术实现要素：

6.本发明目的在于提供非侵入式及非接触式监测呼吸率的设备及方法。
7.本发明是以简易使用及通过不同平台作为解决方案。此解决方案包括达生健康监测网站(docsun health monitoring web)及手机程序(mobileapplication)，还有达生(docsun)dc系列的门廊机/非接触健康监测机 (主要可用于公共场所)，以及其他解决方案，包含但不限于将实施本发明技术方案的软件植入芯片用于人工智能产品。
8.本发明提供了一种呼吸率监测方法，包括：通过一软件及一平台将由一高质量摄影镜头拍摄取得的一段影片传送至一ai数据库，快速分析取得呼吸率数值，并生成报告。
9.新冠疫情让使用者注意到健康的重要性。后疫情时代疫情消退，人们逐渐恢复正常生活，在公共场所、学校、机场持续检测或监测健康变成很重要。达生健康监测系统提供达生(docsun dc)系列的门廊机/非接触健康监测机或达生健康监测网站(docsun health monitoring web)及手机程序(mobile application)给用户，从而获得安全及简易明了健康状况的解决方案。达生(docsun dc)系列的门廊机/非接触健康监测机以持续监测方式监测使用者健康，可以放置于办公室监测回归办公的多数员工使用者，使其员工容易确认其健康状况及环境安全。
10.本发明的软件分析呼吸率及提供妥当监测的必备条件，是指运作该软件的器材需要配备有高质量相机及使用者应在脸部光线良好的环境下使用。使用者应避免戴眼镜、化
妆及脸部覆盖物品。
11.本发明实现了以下有益技术效果：
12.a.用户可以通过简单且简易的平台，以非侵入式及非接触式方式，使用手机或在公共场所测量呼吸率。
13.b.达生非接触健康监测机可以设定为持续监测使用者呼吸率。
14.c.较其他医疗器材的成本更为低廉。
15.d.利用人工智能ai尖端技术可进一步提升本发明的功能。
【附图说明】
16.图1a-1b分别为图示人工智能自我诊测呼吸率读数结果和人工检测呼吸率读数结果的示意图。
17.图2为通过实施本发明方法对用户影像的脸部区域进行处理的示意图。
【具体实施方式】
18.在本发明的一实施例中，提供了一种呼吸率监测方法，包括通过一软件及一平台将由一高质量摄影镜头拍摄取得的一段影片传送至一ai数据库，快速分析取得呼吸率数值，并生成报告，让使用者得以用非侵入、非接触方式快速精准监测呼吸率，可以实时提供异常呼吸率警示。
19.本发明使用的软件是以c、c++、java-script及python等语言开发，利用网站、android、ios、windows x86及linux x86等设备的多重平台开发的功能。本发明的软件需要使用光学相机。
20.本发明的软件处理实时影片，影片的每一帧影像会先以去噪模块 (de-noising profiles)处理，再通过多层的变异扩增模块(layers of varingaugmentation profiles)进行处理，脸部关键区域会被提取及筛选，作为之后训练模型的输入数据。本发明的软件提供oct(optical coherencetomography)与ippg的变异信息作为相关性标示的输入数据，并利用cnn (convolutional neural network)算法，计算影像变化与生理信号的对应关系，得出判读的生理信号数据。这些可以取得较好的结果，并协助微调读数。之后结果会归类为三种提示，绿色表示健康、黄色表示应注意，红色表示异常。这些提示可以提供使用者易于了解并容易使用的平台。结果可以显示用户的呼吸率即使用者每分钟呼吸的次数(bpm)及文字叙述的健康提示，帮助使用者了解提示内容。
21.这些提示的文字为：呼吸率正常及呼吸率异常。数字读数以每分钟呼吸的次数(bpm)呈现。
22.读数会在30秒内产生，有效率地提供读数，可以用持续非侵入及非接触的方式监测病人呼吸率。
23.有关呼吸率预测，比较基准的研究是在肯尼亚进行，实验室研究是在z中国台湾进行，以实证误差及正确性。研究结果显示，不同种族及肤色并未存在重大差异的误差。图1a-1b示出了经由使用数字脉冲式血氧浓度器及肺功能量计及达生健康监测系统软件计算比较研究，所得到的正确性及误差的实证。
24.读数的误差是少于2bpm。这些误差是在考虑实证正确性的器材的误差后所计算出
来。本技术设备正确预测呼吸率微小变化，可以辨识因移动或光线造成的假影或噪声。本发明包含因移动或光线造成的假影或噪声的校正，以维持误差在一定范围，并促进读数的正确性。此模块实证已有98％的正确性及2％的误差。图1a-1b描述不同种族地区及肤色使用者读数的研究结果，分别示出人工智能自我診測呼吸率读数结果和人工检测呼吸率读数结果。
25.图2示出了通过实施本发明方法对用户的脸部区域进行处理的示意图。通过实施本发明方法的模块处理用户的脸部区域并萃取多重关键区域，并在数据送入模块前，增加额外过滤的模块，以提供更多相关性数据给撷取的关键区域，可增强预测的一致性及帮助提升正确性。
26.本发明的临床上用来筛检及诊断新冠肺炎covid-19的自我诊断ai 软件已知及潜在优点为：
27.·
快速正确取得呼吸率，可以辨识使用者症状，并检测是否有高血压或健康的状态。
28.·
确保本发明的软件的用户体验质量。
29.·
不储存影像数据，保护用户隐私。
30.本发明所使用“引擎”一词，是指本发明使用的软件、固件、硬件或其他相关构件，以实现本发明的目的。引擎通常将包括储存于非易失性存储器(non-volatile memory)的软件指令。当执行这项软件指令，至少这项软件指令的一个子集合可被加载于处理器的存储器(亦称主存储器)。此处理器之后可以在存储器内执行软件指令。此处理器可以是一个分享式处理器、专用式处理器，或是分享或专用混合的处理器。通常程序将包括呼叫硬件构件(如i/o设备)，其中通常需要执行驱动程序。此驱动程序可能或不可能被视同引擎，但此区分并不重要。
31.就此技术，“数据库”一词被广泛使用以包括任何已知或方便储存数据的方法，不管是否中央管控或分布式、或其他形式。
32.本发明的实施例包括以下描述的数项步骤。这些步骤可以经由硬件构件执行或内建执行指令于机器内，得以被使用于通用或专用的处理器，执行程序指令以执行这些步骤。另外，这些步骤可以选择通过硬件、软件及固件组合下执行，亦可经由人员手动操作执行。
33.本发明的实施例可以作为计算机程序产品提供，此产品可以包括明确植入指令的机器可读取储存介质，此机器可读取储存媒介可被使用于计算机程序(或其他电子设备)进行执行处理。此可读取介质机器可能包括但不限于固定(硬件)驱动器，磁带、磁盘、光盘、只读存储光盘cd-rom、及带磁光盘、半导体存储器，如只读存储器rom、可编程序只读存存储器 prom、随机存取存储器ram、擦除式可复写只读存储器eproms、电子擦除式可复写只读存储器eeproms、闪存、磁卡或光学卡或其他适于储存电子指令的媒介/机器可读介质(如计算机程序代码，如软件或固件)。
34.此处所描述的各种方法，可能是通过执行综合一种或多种可读取储存介质的机器来实施，其中包含依据本发明通过合适的标准计算机硬件执行所得的代码。执行本发明各种内建的仪器可能依此处所描述的各种方式，涉及包含或有网络进入计算机程序代码的一种或多种计算机(或在单一计算机中的一种或多种处理器)及存储系统。而本发明方法步骤可以经由计算机程序产品的模块、程序、子程序、子部件来完成。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述权利要求内。

技术特征：
1.一种呼吸率监测方法，包括：通过一软件及一平台将由一高质量摄影镜头拍摄取得的一段影片传送至一ai数据库，快速分析取得呼吸率数值，并生成报告。2.根据权利要求1所述的呼吸率监测方法，其中所述平台包括达生健康监测网站及手机程序。3.根据权利要求1所述的呼吸率监测方法，其中所述平台包括达生dc系列的门廊机/非接触健康监测机。4.根据权利要求1所述的呼吸率监测方法，其中所述平台包括将所述软件植入芯片用于人工智能产品。

技术总结
本发明提供了一种呼吸率监测方法，以非侵入性及非接触式的方式，用于监测呼吸率及因呼吸率变化引起相关疾病。该呼吸率监测方法包括通过一软件及一平台将由一高质量摄影镜头拍摄取得的一段影片传送至一AI数据库，快速分析取得呼吸率次数，并生成报告，让使用者得以用非侵入、非接触方式快速精准监测呼吸率，可以实时提供异常呼吸率警示。实时提供异常呼吸率警示。


技术研发人员：叶佰苍
受保护的技术使用者：达生生物医疗有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13