CN109674473A - 呼吸频率判断方法及*** - Google Patents

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Abstract

一种呼吸频率判断方法及***，主要是以一具感测距离的非接触型态的热传感器，从侧面感测受测者口鼻周围区域的温度，再由一处理单元根据接收到的热传感器感测到的温度的变化次数分析该受测者的吐气次数，以判断出该受测者的呼吸频率。如此，藉由简单的设备与判断流程，即可轻易达成监视呼吸状况的效果，能以低廉的成本广泛普及并适用于社会大众，以改善现有产品与应用的不足。

Description

呼吸频率判断方法及***
技术领域
本发明有关于热数组感测技术的应用，特别是指一种藉由感测温度变化来判断呼吸频率的呼吸频率判断方法及***。
背景技术
随着医学科技的进步，对于呼吸中止症状的预防，已不再遥不可及。窒息监视***最初约是在公元1960年被提出，主要是藉由对心肺功能的监测，来照顾严重需长期观察的早产儿，当侦测到婴儿呼吸变慢时，能及早发出警讯，以便在黄金时间内作妥善处理，以弥补24小时监视的人力时间并能舒缓压力。
然而，目前已知的窒息监视***，多是由挂载于患者口鼻、身体上的生理监测装置，来测得所需的生理信息，进而判断呼吸是否中止，其所需求的器材与设备，往往对应着庞大的医疗费用，难以普及并适用于居家照顾。有鉴于此，发明人特针对现有技术的不足研究改进之道，经不断试验与设计，终完成有本发明。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种呼吸频率判断方法及***，藉由简单的设备与判断流程，即可轻易达成监视呼吸状况的效果，能以低廉的成本广泛普及并适用于社会大众，以改善现有产品与应用的不足。
本发明实行的技术手段，主要是藉由感测受测者吐气温度与室温的差异变化，量测出一定时间内受测者呼吸的次数，进而推断出受测者的呼吸频率。
而本发明所提供的呼吸频率判断方法，包括有以下流程：(1)提供一非接触型态的热传感器；(2)通过热传感器从受测者脸部侧面感测口鼻周围区域的温度；(3)根据感测到的温度的变化次数分析受测者的呼气次数；(4)由一定时间内的吐气次数推断出受测者的呼吸频率。
实际上，当判断出受测者的呼吸频率后，可再进一步判断该呼吸频率是否低于默认的警示值，及早发出警示通知，以达呼吸中止的监视与预先警示的目的。
根据本发明的技术手段，所提供的呼吸频率判断***的主要架构包括有一具感测距离的热传感器、及一处理单元；其中，该具感测距离的热传感器用以从受测者脸部的侧面感测该受测者口鼻周围区域的温度，分析并输出所感测到的温度信息；该处理单元电讯连接该热传感器，用以接收该热传感器所感测到的温度信息，并根据该温度信息中温度的变化次数分析该受测者的吐气次数，以判断出该受测者的呼吸频率。
较佳的，该呼吸频率判断***进一步包含有一警示单元，该警示单元电讯连接该处理单元，用以接收该处理单元判断的呼吸频率信息，并能依据该呼吸频率进行判断而及早发出警示。
根据上述，本发明的热传感器系为数组式红外线热传感器，内建有热数组感测元及主控单元，热数组感测元系为N*M数组型态的热电堆（ThermalPile）感测组件（N, M为自然数），用以侦测预定范围内的温度状况，一般来说，可选用较高分辨率的热数组感测元，感测距离约能达1-90或1-100cm，然，较佳的可选用8*8的架构，感测距离以1-50cm为佳，感测范围约为35°的角锥范围；而主控单元主要包含有一数据撷取模块、一数值检出模块及一数据播报模块，该数据撷取模块用以撷取该热数组感测元测得的数组数据，该数值检出模块用以分析比对该数组数据并决定温度的有效值，该数据播报模块用以处理有效值数据与播报控制。
较佳的，本发明呼吸频率判断***能进一步分析判断出该受测者的肺活量值，其中，该处理单元能根据该受测者吐出气体造成温度变化的区域分析该受测者的吐气距离和吐气力度，进而判断出该受测者的肺活量值。
为使本发明的上述目的、特征及功效可获致更具体的了解，兹举本创作较佳的实施例并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是本发明较佳实施例***架构示意图；
图2是本发明实施例判断呼吸频率的流程图；
图3是感测受测者的正面示意图；
图4是感测受测者的侧面示意图；
图5是本发明实施例感测的时间温度关系示意图。
符号说明：
10 热传感器
20 处理单元
30 警示单元
40 射频单元
50 受测者
S01-S04 步骤
A 口鼻周围区域
B1 吐气时机
B2 吸气时机。
具体实施方式
请参见图1所示，本发明的主要架构包括有彼此间能信息交流的一热传感器10、一处理单元20及一警示单元30，实际上，该热传感器10、该处理单元20及该警示单元30可依需求分别配设于相同或不同的装置中；于本发明实施例中，该热传感器10电讯连接处理单元20，所述的电讯连接包括有线或无线电子讯号连接的方式，而该处理单元20经由一射频单元40通讯连接至该警示单元30。
请再一并参阅图3及图4，其中，该热传感器10为具有一定感测距离的非接触型态的热感应组件，用以从受测者50脸部的侧面感测该受测者50的口鼻周围区域A的温度，分析并输出所感测的温度信息；该处理单元20则电讯连接该热传感器10，用以接收该热传感器10感测的温度信息，并根据该温度信息中温度变化次数分析该受测者50的吐气次数，进而能根据一定时间内的吐气次数判断出该受测者50的呼吸频率；该射频单元40与该处理单元20连接，用以将该处理单元20处理的信息作远程发送；该警示单元30能透过该射频单元40接收该处理单元20分析判断的呼吸频率信息，根据默认的警戒值进行判断，当所测得的该受测者50的呼吸频率低于警戒值时，能发出警示通知以供医护人员及早处理。
如图5所示，人体在呼吸的过程中，特别是睡眠时，一吸一吐之间皆会有些许停顿，即如图中粗体线段所示的吐气时机B1与吸气时机B2。普遍来说，人体温度高于一般环境的温度（即室温），当人体吐出气体时，刚吐出的气体温度会高于外在环境的温度，本发明即是利用感测分析此温度差异的变化，来推算受测者的呼吸频率；如图所示，当受测者50于吐气时机B1吐出气体时，热传感器10能从口鼻周围区域A感测到高于室温（虚线）的温度，而当吐气结束后，因空气的传导扩散，让热传感器10所感测的温度逐渐恢复至常温（即室温），而后当受测者50于吸气时机B2吸入气体时，热传感器10仍侦测室温的温度，直到该受测者50在下一次吐气时机B1吐出气体时，才会再次感测到高于室温的温度；藉由该热传感器10将所感测的温度变化信息输出至该处理单元20，即可推断出受测者50的呼吸频率。
请再一并参阅图2，本实施例对于判断呼吸频率的流程，主要有下列步骤：
(1)步骤S01，提供一非接触型态的热传感器10，并让该热传感器10与一处理单元20电讯连接；
(2)步骤S02，将该热传感器10安置于受测者50的侧面，使该热传感器10能从受测者50脸部侧面感测口鼻周围区域A 的温度；
(3)步骤S03，开始侦测后，该热传感器10能持续将侦测的温度信息传送至该处理单元20，而该处理单元20能根据感测的温度变化次数分析受测者50的吐气次数；
(4)步骤S04，该处理单元20根据受测者50的吐气次数及预设的判断时间，推算出受测者50的呼吸频率。
于可行的实施例中，热传感器10包含有一热数组感测元及一主控单元，热数组感测元连接主控单元，具有预定的感测范围与距离，用以侦测范围区域的温度状况，并将测得的数组数据提供给主控单元；而主控单元具有相互连接的一数据撷取模块、一数值检出模块、一数据播报模块及一装置控制模块，该数据撷取模块的主要作用是对该热数组感测元的控制及撷取该热数组感测元测得的数组数据，该数值检出模块的主要作用是由所撷取的数组数据中分析与检出温度及其变化的位置，并与历史数据比对，决定出有效值，该数据播报模块的主要作用是将有效值平滑处理、以及对处理的数据播报控制，而该装置控制模块的主要作用是控管装置的设定、处理***命令与回报等、以及对外收发讯息与数据的控管。
于实际应用上，当利用前述方法推算出受测者50的呼吸频率后，可进一步应用于各种环境的警示机制（诸如用于医疗机构的护理站，或是居家用户的行动装置APP），根据默认的警戒值作判断与预警，当然，亦可搭配于适当的医疗设备中，当判断受测者呼吸频率低于警戒值时，能自动提供初步的医疗照顾，及早进行救助。
进而，本实施例的***架构在判断呼吸频率外，该处理单元20能同时根据该受测者50吐出气体造成温度变化的区域，分析出其吐气的距离，来作为其呼吸力度的考虑，进而能推算出该受测者50的肺活量值，更有助于协助掌握该受测者的生理状态，提供适当的预警与照顾。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例说明，而非用以限制本发明的专利保护范围，具体的保护范围应以申请专利范围为准，举凡依本发明技术手段所作的简单延伸变化或等效置换，皆应落入本发明的专利范围内。

Claims (8)

1.一种呼吸频率判断方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
提供一非接触型态的热传感器；
通过热传感器从受测者脸部的侧面感测该受测者口鼻周围区域的温度；
藉由感测到的温度的变化次数分析该受测者的吐气次数以判断该受测者的呼吸频率。
2.如权利要求1所述的呼吸频率判断方法，其特征在于，所述热传感器为数组式红外线热传感器。
3.如权利要求2所述的呼吸频率判断方法，其特征在于，所述热传感器的感测距离为1-50cm。
4.一种呼吸频率判断***，其特征在于，该***包括：
一具感测距离的热传感器，用以从受测者脸部的侧面感测该受测者口鼻周围区域的温度，分析并输出所感测到的温度信息；
一处理单元，其电讯连接该热传感器，用以接收该热传感器的温度信息，并根据该温度信息中温度的变化次数分析该受测者的吐气次数，以判断出该受测者的呼吸频率。
5.如权利要求4所述的呼吸频率判断***，其特征在于，所述热传感器为数组式红外线热传感器。
6.如权利要求4或5所述的呼吸频率判断***，其特征在于，所述热传感器的感测距离为1-50cm。
7.如权利要求6所述的呼吸频率判断***，其特征在于，所述处理单元进一步经由一射频单元通讯连接一警示单元，用以将该受测者的呼吸频率信息传送至该警示单元，而该警示单元能依该受测者的呼吸频率进行判断以发出警示。
8.如权利要求6所述的呼吸频率判断***，其特征在于，所述处理单元能进一步根据该受测者吐出气体造成温度变化的区域分析该受测者的吐气距离和吐气力度，以判断出该受测者的肺活量值。
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