一種柱顯壓力校正方法
2023-06-06 23:20:41 2
專利名稱：一種柱顯壓力校正方法
技術領域：
本發明涉及一種柱顯壓力校正方法，尤其涉及一種運用視頻分析方法對LED柱顯式血壓測量儀表進行補償校正的方法，屬於壓力測量補償技術領域。
背景技術：
新型LED柱顯式血壓計是採用壓阻式壓力傳感器將氣壓轉化為電壓信號，通過A/ D轉換、單片機溫度補償校正實現壓力測量，並通過LED柱顯裝置加以顯示的血壓測量裝置。LED柱顯方式採用貼片LED陣列，模擬傳統水銀血壓計的壓力顯示方式，簡單直觀，可讀性好。血壓測量方法採用柯式音法，這在臨床使用中具有顯而易見的好處。LED柱顯血壓計是否能夠替代傳統水銀血壓計，關鍵在於能否達到足夠的測量精度。由於目前我國血壓計量檢定標準是參照壓力測量器具，只檢定幾個標準壓力值的測量精度，而柯式音法不僅是靜態壓力的測量，同時對壓力動態變化測量的要求也較高，因此在單片機對壓力傳感器進行初步補償校正之後，對LED柱顯數據進行靜態和動態的後校正也是十分有意義的。
發明內容
本發明的目的在於提供一種運用視頻分析方法對LED柱顯式血壓計和水銀血壓計測量結果進行比對，並對LED柱顯數據進行靜態和動態後校正的方法。為了實現上述技術目的，本發明方法通過以下的技術裝置實現補償校正裝置由LED柱顯式血壓計、水銀血壓計、恆溫箱、視頻捕捉器、自動氣泵、 連通氣道，以及補償校正電路組成。進行比對的LED柱顯式血壓計和水銀血壓計放在恆溫箱中，對兩者的位置進行調整，使之儘量靠近並互相平行，便於視頻捕捉器採集圖像；調節恆溫箱溫度值，以便對每一個環境溫度值進行補償校正；水銀血壓計是經過標定之後的標準血壓計；自動氣泵產生特定的氣壓，並通過連通氣道同時向LED柱顯式血壓計和水銀血壓計供氣；視頻捕捉器實時採集圖像，並由補償校正電路進行分析處理。LED柱顯式血壓計採用LED陣列顯示壓力數值，顯示從OmmHg柱直至300mmHg柱的壓力數值，共採用150個LED管，採用貼片式LED管，每個LED管代表2mmHg柱。在顯示中， 小於顯示壓力值的LED管都點亮，大於顯示壓力值的LED管都熄滅，這和水銀血壓計形成類似的對比。結合補償校正裝置，對每一個環境溫度值，本發明所提供技術方案的具體步驟如下步驟一預處理過程(1)歸零，LED柱顯式血壓計和水銀血壓計同時歸零；(2)採集一幀初始靜態圖像；(3)灰度化，將彩色圖像轉化為灰度圖；(4)分析圖像區域，縱向掃描，判斷每條線的灰度分布，區分刻度區、標尺區、數字區；(5)刻度定位，定位每一條刻度線的位置，並建立刻度坐標圖；步驟二 補償校正過程(1)啟動自動氣泵充氣，從OmmHg柱直至300mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度勻速充氣；(2)等時間隔採集圖像，每隔200ms採集一幀圖像；(3)相鄰幀圖像作差運算，在差圖像中只剩下不同高度的LED管和水銀段圖像，以及一些噪聲；(4)去噪；(5)識別LED管，檢測差圖像中的新出現LED管位置，由於LED管為紅色或綠色，通過色度信息在原始幀中確定LED管坐標；(6)識別水銀段，檢測差圖像中的新出現水銀段位置，確定該水銀段坐標；(7)讀出各自讀數，在刻度坐標圖上，找到LED管中心線對應的坐標讀數，以及水銀段中心線對應的坐標讀數；(8)建立讀數對，即LED管-水銀段讀數對；(9)啟動自動氣泵放氣，從300mmHg柱直至OmmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度勻速放氣；(10)重複(2)-(8)步驟；(11)讀數對表存入LED柱顯式血壓計，由於LED柱顯式血壓計的壓力傳感器已經經過了溫度補償，因此差別不會很大，讀數對相差不大，將讀數偏差表進行保存。上述預處理過程、補償校正過程都由補償校正電路實現。綜上所述，本發明的有益技術效果是通過和標定過的標準水銀血壓計進行比對， 在靜態和動態特性上對LED柱顯式血壓計的讀數進行補償校正，使其特性更加接近傳統的水銀血壓計，更加容易為臨床所接受，成為替代造成汞汙染的水銀血壓計的技術方案。
圖1是本發明一種柱顯壓力校正方法的補償校正裝置結構示意圖；圖2是本發明一種柱顯壓力校正方法的補償校正流程圖；圖3是本發明一種柱顯壓力校正方法的縱向掃描線波形圖；圖4是本發明一種柱顯壓力校正方法的刻度坐標圖；圖5是本發明一種柱顯壓力校正方法的差圖像示意圖。
具體實施例方式參考附圖，下面將對本發明進行詳細描述。如圖1所示實現本發明方法的補償校正裝置由LED柱顯式血壓計(100)、水銀血壓計(101)、恆溫箱(102)、視頻捕捉器(103)、自動氣泵(104)、連通氣道(105)，以及補償校正電路(106)組成。進行比對的LED柱顯式血壓計(100)和水銀血壓計(101)放在恆溫箱中，對兩者的位置進行調整，使之儘量靠近並互相平行，便於視頻捕捉器(10 採集圖像；調節恆溫箱(102)溫度值，以便對每一個環境溫度值進行補償校正；水銀血壓計(101)是經過標定之後的標準血壓計；自動氣泵(104)產生特定的氣壓，並通過連通氣道(105)同時向LED柱顯式血壓計(100)和水銀血壓計(101)供氣；視頻捕捉器(103)實時採集圖像，並由補償校正電路(106)進行分析處理。LED柱顯式血壓計(100)採用LED陣列顯示壓力數值，顯示從OmmHg柱直至 300mmHg柱的壓力數值，共採用150個LED管，採用貼片式LED管，每個LED管代表2mmHg 柱。在顯示中，小於顯示壓力值的LED管都點亮，大於顯示壓力值的LED管都熄滅，這和水銀血壓計(101)形成類似的對比。如圖2所示結合補償校正裝置，對每一個環境溫度值，本發明所提供技術方案的具體步驟如下步驟一預處理過程(1)歸零(200)，LED柱顯式血壓計(100)和水銀血壓計(102)同時歸零；(2)採集一幀初始靜態圖像O01)；(3)灰度化O02)，將彩色圖像轉化為灰度圖；(4)分析圖像區域003)，縱向掃描，判斷每條線的灰度分布，區分刻度區、標尺區、數字區；(5)刻度定位(204)，定位每一條刻度線的位置，並建立刻度坐標圖；步驟二 補償校正過程(1)啟動自動氣泵充氣(205)，從OmmHg柱直至300mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度勻速充氣；(2)等時間隔採集圖像O06)，每隔200ms採集一幀圖像；(3)相鄰幀圖像作差運算007)，在差圖像中只剩下不同高度的LED管和水銀段圖像，以及一些噪聲；(4)去噪(208)；(5)識別LED管009)，檢測差圖像中的新出現LED管位置，由於LED管為紅色或綠色，通過色度信息在原始幀中確定LED管坐標；(6)識別水銀段O10)，檢測差圖像中的新出現水銀段位置，確定該水銀段坐標；(7)讀出各自讀數011)，在刻度坐標圖上，找到LED管中心線對應的坐標讀數，以及水銀段中心線對應的坐標讀數；(8)建立讀數對(212)，即LED管-水銀段讀數對；(9)啟動自動氣泵放氣(213)，從300mmHg柱直至OmmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度勻速放氣；(10)重複(2)-(8)步驟；(11)讀數對表存入LED柱顯式血壓計(214)，由於LED柱顯式血壓計(100)的壓力傳感器已經經過了溫度補償，因此差別不會很大，讀數對相差不大，將讀數偏差表進行保存。上述預處理過程、補償校正過程都由補償校正電路(106)實現。如圖3所示刻度區縱向掃描線波形圖(300)對應著LED管的縱向掃描線，標尺區縱向掃描線波形圖(301)對應著標尺的縱向掃描線，數字區縱向掃描線波形圖(302)對應著數字的縱向掃描線。由於各個區域的縱向掃描線波形特徵不同，與背景區與的縱向掃描線也有很大的差異，因此可以從灰度圖上快速地檢出。但是有時由於光照等其他環境因素的影響，造成特徵不容易區分而引起誤判，本發明的另一實施例可以通過人工交互的方式進行改正。如圖4所示刻度坐標圖中只留下LED柱顯式血壓計刻度坐標(400)、水銀血壓計刻度坐標001)，每一個刻度坐標(40 都是一個三元數組(X坐標，y坐標，刻度值)。如圖5所示差圖像中前後幀之間相差2mmHg柱後，LED管會有一個管的差異，這個LED管坐標(500)就是變化的壓力值，而當前後幀之間相差小於2mmHg柱時，差圖像中沒有LED管，因此壓力值保持不變。而在水銀血壓計中，前後幀總有一些變化，因為水銀是連續變化的，而水銀段坐標 (501)的變化誤差不大，因此可以取平均。一般來說，血壓計的壓力誤差要求在2mmHg柱，因此這樣的誤差也是可以接受的。由此產生的充氣過程和放氣過程中的讀數對表生成讀數偏差表，以LED柱顯式血壓計讀數為下標，存入LED柱顯式血壓計存儲器內，本發明的一個實施例中LED柱顯式血壓計的每個刻度為2mmHg柱，因此讀數偏差表以(0，b0)，(2，b2)，…，(149，bl49)存放。由於LED柱顯式血壓計中的壓力傳感器已經進行過靜態標定，因此讀數偏差bi —般較小，往往是士 1或者0。
權利要求
1.一種柱顯壓力校正方法，由LED柱顯式血壓計、水銀血壓計、恆溫箱、視頻捕捉器、 自動氣泵、連通氣道，以及補償校正電路組成補償校正裝置，並將進行比對的LED柱顯式血壓計和水銀血壓計放在恆溫箱中，對兩者的位置進行調整，使之儘量靠近並互相平行，便於視頻捕捉器採集圖像，調節恆溫箱溫度值，以便對每一個環境溫度值進行補償校正，水銀血壓計是經過標定之後的標準血壓計，自動氣泵產生特定的氣壓，並通過連通氣道同時向LED 柱顯式血壓計和水銀血壓計供氣，視頻捕捉器實時採集圖像，並由補償校正電路進行分析處理，其特徵在於運用視頻分析方法對LED柱顯式血壓計和水銀血壓計測量結果進行比對，並對LED柱顯數據進行靜態和動態後校正，具體實現步驟如下步驟一預處理過程(1)歸零，LED柱顯式血壓計和水銀血壓計同時歸零；(2)採集一幀初始靜態圖像；(3)灰度化，將彩色圖像轉化為灰度圖；(4)分析圖像區域，縱向掃描，判斷每條線的灰度分布，區分刻度區、標尺區、數字區；(5)刻度定位，定位每一條刻度線的位置，並建立刻度坐標圖；步驟二 補償校正過程(1)啟動自動氣泵充氣，從OmmHg柱直至300mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度勻速充氣；(2)等時間隔採集圖像，每隔200ms採集一幀圖像；(3)相鄰幀圖像作差運算，在差圖像中只剩下不同高度的LED管和水銀段圖像，以及一些噪聲；(4)去噪；(5)識別LED管，檢測差圖像中的新出現LED管位置，由於LED管為紅色或綠色，通過色度信息在原始幀中確定LED管坐標；(6)識別水銀段，檢測差圖像中的新出現水銀段位置，確定該水銀段坐標；(7)讀出各自讀數，在刻度坐標圖上，找到LED管中心線對應的坐標讀數，以及水銀段中心線對應的坐標讀數；(8)建立讀數對，即LED管-水銀段讀數對；(9)啟動自動氣泵放氣，從300mmHg柱直至OmmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度勻速放氣；(10)重複(2)-(8)步驟；(11)讀數對表存入LED柱顯式血壓計，由於LED柱顯式血壓計的壓力傳感器已經經過了溫度補償，因此差別不會很大，讀數對相差不大，將讀數偏差表進行保存。
2.如權利要求1所述的一種柱顯壓力校正方法，其特徵在於所述補償校正過程是對壓力傳感器已經經過標定的LED柱顯式血壓計所進行的整體微調，以使之不僅滿足血壓計相關的計量檢定標準，而且適合臨床柯式音法測血壓的要求。
全文摘要
本發明公開了一種柱顯壓力校正方法，該方法運用視頻分析方法對LED柱顯式血壓計和水銀血壓計測量結果進行比對，並對LED柱顯數據進行靜態和動態後校正，補償校正過程是對壓力傳感器已經經過標定的LED柱顯式血壓計所進行的整體微調，以使其特性更加接近傳統的水銀血壓計，不僅滿足血壓計相關的計量檢定標準，而且適合臨床柯式音法測血壓的要求。
文檔編號A61B5/022GK102151128SQ20111004643
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者朱安定, 趙文敏, 邢建國 申請人:浙江工商大學