一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法

本发明涉及人体防护，特别涉及一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法。

背景技术：

1、在寒区作业环境中，手部作为人体末端部位，由于表面积与体积比大、血流灌注易受寒冷影响，是冷损伤的高发区域。冷诱导血管舒张（cold-induced vasodilation，civd）被认为是一种保护性反应，通过间歇性增加血流灌注来防止局部组织过度冷却和冻伤。因此，准确评估手部冷暴露风险，识别高风险个体及手部高风险区域，对于预防手部冷损伤具有重要意义。

2、目前，针对手部冷暴露风险的评估方法主要是基于环境参数（如气温、风速、湿度）和经验模型的预测方法，例如用风寒指数描述空气对皮肤冷却效应的温度指标。该指数综合考虑了气温和风速的共同影响，能够更准确地反映人体在户外环境中实际感受到的寒冷程度，尤其适用于户外场景下的冷暴露评估。风寒温度可通过查阅en 11079标准中的对应表格直接获取，也可基于风速和气温参数计算得出，然后根据风寒指数判断对应风险等级。

3、然而，现有评估方法无法追踪人体因活动强度变化而引发的产热与血流再分配动态调节过程，难以有效评估冷暴露时间延长下生理累积效应的演变，降低了手部冷暴露风险的评估精度。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法。

2、本发明实施例提供一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，包括：

3、获取多位救援人员在冷暴露环境中的核心体温数据、体表加权平均温度数据以及手部不同区域的局部皮肤温度数据；

4、根据核心体温数据和体表加权平均温度数据评估每位救援人员的全身冷应激水平；在全身冷应激水平表明核心体温处于预设正常范围且体表加权平均温度低于预设冷应激阈值时，判定手部进入冷诱导血管舒张的易发状态，并分别从手部不同区域的局部皮肤温度数据中提取每次冷诱导血管舒张事件的核心特征参数；核心特征参数至少包括：触发时间、单次波动幅度、波动频率和稳态平均皮肤温度；

5、根据所有冷诱导血管舒张事件的核心特征参数构建各救援人员不同手部区域的冷诱导血管舒张指数；

6、根据不同救援人员不同手部区域的冷诱导血管舒张指数进行双重风险评估，以分级不同救援人员同一手部区域的冷暴露风险和识别同一救援人员不同手部区域的高风险区域，得到风险评估结果，并根据风险评估结果选取每位救援人员的手部防护装备。

7、可选地，体表加权平均温度数据的测量部位包括：额头、胸部、前臂、手背、大腿、小腿和足部；对所有测量部位的温度数据进行加权，得到体表加权平均温度数据。

8、可选地，手部不同区域的局部皮肤温度数据的测量部位包括：拇指指尖、食指指尖、中指指尖、环指指尖、小指指尖、手掌和手背。

9、可选地，分别从手部不同区域的局部皮肤温度数据中提取每次冷诱导血管舒张事件的特征参数，具体包括：

10、在手部局部皮肤温度数据的时间序列中，检测温度下降后手部出现的周期性温度波动；

11、将每一周期内温度波动的波谷起始点作为一次冷诱导血管舒张事件的开始，将该点温度作为起始温度，并将从冷暴露开始到起始点的时间作为冷诱导血管舒张的触发时间；将温度从波谷上升到波峰的温度值作为峰值温度，将峰值温度对应的时间点与触发时间的差值作为峰值时间，将一次冷诱导血管舒张事件的持续时间记录为从触发时间开始至温度回落至波谷水平的时间；

12、在一次冷诱导血管舒张事件中，将峰值温度与起始温度的差值作为单次波动幅度，将冷暴露阶段内峰值温度出现的次数作为波动频率，将温度时间序列曲线与基线围成的面积作为曲线下面积，将冷暴露期间的手部平均皮肤温度与前一周期内的手部平均皮肤温度的比值作为稳态平均皮肤温度。

13、可选地，根据所有冷诱导血管舒张事件的特征参数构建各救援人员不同手部区域的冷诱导血管舒张指数，具体包括：

14、对同一区域或多个区域的冷诱导血管舒张事件的特征参数进行特征提取，以筛选反映冷诱导血管舒张反应强度的关键特征，得到核心特征参数；核心特征参数至少包括：触发时间、波动幅度、波动频率、稳态平均皮肤温度；

15、对每个核心特征参数进行标准化处理，得到标准化参数，并根据标准化参数构建标准化参数矩阵；

16、对标准化参数矩阵进行主成分分析，以提取表征手部冷诱导血管舒张能力的综合指标，得到不同手部区域的第一主成分；

17、基于下式将每个手部区域的第一主成分的得分作为该手部区域的冷诱导血管舒张指数：

18、；

19、；

20、；

21、其中，，为第一主成分的得分系数，为标准化参数，为第

j个核心特征参数在第一主成分上的载荷，为第一主成分的特征值，为第

i个手部区域的第

j个核心特征参数的原始值，为所有救援人员中第

j个核心特征参数的均值，为所有救援人员中第

j个核心特征参数的标准差；

22、其中，冷诱导血管舒张指数与手部冷诱导血管舒张反应的强弱程度正相关且与手部冷暴露的风险程度负相关。

23、可选地，根据不同救援人员不同手部区域的冷诱导血管舒张指数进行双重风险评估，以分级不同救援人员同一手部区域的冷暴露风险和识别同一救援人员不同手部区域的高风险区域，具体包括：

24、双重风险评估，包括：横向评估和纵向评估；

25、横向评估，包括：将不同救援人员在同一手部区域的冷诱导血管舒张指数分别与预设的风险等级阈值进行比较，当手部区域的冷诱导血管舒张指数大于第一风险等级阈值时，判定该手部区域处于低风险；当手部区域的冷诱导血管舒张指数不大于第一风险等级阈值且不小于第二风险等级阈值时，判定该手部区域处于中风险；当手部区域的冷诱导血管舒张指数小于第二风险等级阈值时，判定该手部区域处于高风险；

26、纵向评估，包括：将同一救援人员手部各区域的冷诱导血管舒张指数进行比较，将冷诱导血管舒张指数最低的区域作为高风险区域。

27、本发明实施例提供的上述一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，与现有技术相比，其有益效果如下：

28、本发明通过救援人员在冷暴露环境中的皮肤温度波动提取每次血管舒张事件的特征参数，实时捕捉冷暴露环境下冷诱导血管舒张的动态演变，根据这种动态演变进行两个维度的风险定位：横向分级筛选出血管舒张反应弱且冷耐受差的高风险救援人员，纵向识别精确锁定同一救援人员的局部敏感薄弱点。这一技术手段将冷暴露风险直接映射每位救援人员的每块手部区域上的真实生理防御力，将冷损伤预防从滞后性的环境预警优化为基于手部冷诱导血管舒张事件的生理预警，显著提升了手部冷暴露风险的评估精度。

1.一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，其特征在于，所述体表加权平均温度数据的测量部位包括：额头、胸部、前臂、手背、大腿、小腿和足部；对所有测量部位的温度数据进行加权，得到所述体表加权平均温度数据。

3.如权利要求1所述的一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，其特征在于，所述手部不同区域的局部皮肤温度数据的测量部位包括：拇指指尖、食指指尖、中指指尖、环指指尖、小指指尖、手掌和手背。

4.如权利要求1所述的一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，其特征在于，所述分别从所述手部不同区域的局部皮肤温度数据中提取每次冷诱导血管舒张事件的特征参数，具体包括：

5.如权利要求1所述的一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，其特征在于，所述根据所有冷诱导血管舒张事件的特征参数构建各救援人员不同手部区域的冷诱导血管舒张指数，具体包括：

6.如权利要求5所述的一种救援人员手部冷暴露风险的评估方法，其特征在于，所述根据不同救援人员不同手部区域的冷诱导血管舒张指数进行双重风险评估，以分级不同救援人员同一手部区域的冷暴露风险和识别同一救援人员不同手部区域的高风险区域，具体包括：