电子医生——基于视频的健康监护系统

　　摘要如何通过简便的设备快捷的帮助医生或病人检测出健康存在的隐患，为下一步的治疗做好基础显得尤为重要。本文通过对当前国内外研究的收集与整理，就基于视频的健康监护系统进行简要的阐述，从工作原理到主要功能进行全方位的介绍，对未来“电子医生”具有一定的借鉴意义。
　　【关键词】电子医生 监护系统 健康 视频
　　随着物质生活的改善，近年来人们对于健康的重视程度日益提升，健康与养生不再是富人的“专利”，平常百姓健康意识亦在不断加强。随着健康问题被关注，催生了健康监测设备的快速发展，越来越多的便携式、便捷式的健康监测设备走进了千家万户。文章通过对当前国内外研究的收集与整理，深入分析了视频的健康监护系统，从工作原理到主要功能进行了细致的介绍。
　　1 系统设计
　　1.1 设计目的
　　21世纪，社会生活节奏不断提升，越来越多的职场人士乃至家庭主妇们处于亚健康状态的，在生活与工作双重压力之下健康隐患时常伴随。因工作和医院人满为患等因素的存在，难有及时就医的条件，因而便捷式的健康监护设备成了时代的新宠，成为了人们保护健康的“利器”。便携式健康监护设备一方面在于帮助普通非医护人员及时掌握自身健康状况，另一方面在于帮助医护人员快速检测出病人的疾病隐患，为后期的治疗节省时间，尤其是大城市公立医院当中，每位医生的日接诊量都近乎于“超载”之中，而便捷式的健康设备就可以为其节省宝贵时间，可谓一举多得。
　　1.2 工作原理
　　系统通过视频等录像设备采集图像，获取基本信息，再对图像进行灰度图像预处理或数字化处理去除杂志，获取更加精确的信息，再通过系统内部程序进行相关数据的计算进而得出疾病的诊断或健康信息的呈现。如对于脸部信息的收集与处理中，根据扫描人脸对光线吸收的情况，计算出心率；通过颜色特征提取和分类的算法对脸部颜色进行比较与选取，面部不同特征进行比较和组合，最后得出最优空间下的最优特征和算法的组合，建立利用计算机自动分析面部特征给出初诊结果的现代化中医诊断系统，实现肝病初步诊断的功能。
　　2 功能描述
　　该系统具备快速操作和便携性，在使用上具备三大功能，主要如下：
　　2.1 体质测量
　　人体制状况是人体健康的重要基础，通过对体制基本数据的检测即可以在一定程度上反映出是否存在健康隐患。第一，通过视频等设备拍摄全面的、精确的、清晰的人体图像，尽量使用像素较高的数码相机或单反相机，存储为通用的JPEG格式图像；第二，将获取的图片进行灰度化处理，去掉多余的噪声，同时提升图像的清晰度，得到更加精确度的，对比度更强的图片；第三，进一步对获取的图片进行处理，当前图片仅仅得到是表层信息还需要进一步细化处理以挖掘出更加具体的信息。通过轮廓跟踪算法（在操作中要注意边缘检测，这是获取轮廓信息的关键步骤之一），检测出具体的信息并利用测量的身高和已知的体重来计算BMI指数，从而判断人体健康状况，根据获得的信息医生或病人自身即可以选择下一步的计划了。
　　2.2 简单疾病检测
　　中医提倡“望、闻、问、切”，其中“望”即查看病人面部等状况获取疾病信息，这是中医发展史上的一大突破。而人脸部不同区位的颜色表征在一定程度发映出了人体不同器官的健康状况如图1所示，此系统根据这一原理通过对病人脸部信息采集，分析其颜色症状以进行简单疾病的诊断。
　　通过视频工具采集脸部图像，首先，对图像进而预处理去除噪声，获取信息较为完整的二值图片；其次，根据中医原理对脸部进行分割，对各个区域代表不同器官的位置进行精确定位，主要为心、肝、肾、脾、肺等；再次，根据获取的信息进行数据的就算，得出心率数据进而得知心脏健康状况；对脸部颜色数据进行提取和分类处理，与面部不同特征进行对比，最后得出最优空间下的最优特征和算法的组合，建立利用计算机自动分析面部特征给出初诊结果的现代化中医诊断系统，实现基本病症初步诊断的功能。尤其要注意肝病症状的判断，近来年肝病患者人数处于上升趋势，其脸部基本特征表现为皮肤与眼睛发黄，因此就可以通过该系统收集的数据进行对比，进而加以判断以及时进行治疗。
　　2.3 心率测量
　　人体心脏时刻处于跳动状态，每分钟跳动的次数也即为心率。由于血液经过阳光照射吸收一定的光线，在心脏跳动中血液经过血管流动的量会发生变化，血液吸收的阳光的量同样发生着改变。当吸收量增加时，表面皮肤反射的光线就相对减少，此时通过提取人体血液周期性变化的曲线即可以获知人体心率信息，而通过心率信息可以初步的判断健康状况。
　　在心率信息的获取与处理上，首先要录取一段时间视频，再将视频的每一帧导出成图片，然后对图片进行数字化处理获取每一张图片的灰度值并取得其平均值；其次，将获取的平局值按照视频的先后排名成线，得到一条连续的曲线，进而就得到了心率线。此外，为提升数据的精确性，减少误差，在处理中要对数据进行再加工以消除干扰和减轻CPU的计算负担，并对基线进行漂移处理，具体方法有差值拟合法、小波变换法、平均滤波法等。
　　3 结束语
　　此系统具备的便捷式的特点不仅利于医生快速查询到病人所患的疾病，同时非医护人员亦可以通过简单的操作查询自身健康存在的隐患，进而及时到医院进行就诊。在开发设计中更融入了新的理念，对于未来此类设备的发展起到了促进作用，当然因技术条件的限制，此系统在功能设计上还有待提升和改进的空间，需要后续不断的研究和开发，以进一步推动人们健康意识的提升，为人类健康工程贡献更大的力量。
　　
　　参考文献
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　　作者单位
　　吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林省长春市130000