專利名稱：指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種獨立集成式生理信息監(jiān)測裝置，尤其涉及一種獨立集成的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
世界人口日趨老齡化。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計到2050年，60歲或以上人口的數(shù)量將達到20億。慢性疾病是影響老年人健康的主要問題，心臟病、高血壓和糖尿病在老年人中的發(fā)病率通常都高于年輕人。老年人所患疾病趨于慢性化且癥狀不明顯。據(jù)估計，每年全球有16,600,000人死于心血管疾病，未經(jīng)治療的高血壓是對生命有嚴重威脅的心血管疾病的一個主要風(fēng)險因素，因而高血壓是影響公眾健康的重要問題。但不幸的是大多數(shù)高血壓患者都沒有明顯癥狀。通常當癥狀變得明顯的時候，病癥已經(jīng)到了非常嚴重的地步。目前在美國約有5千萬高血壓人口，在中國約有1億高血壓人口。由于患有慢性疾病的人口增長迅速，生理信息監(jiān)測裝置就顯得尤為重要。
現(xiàn)在，有許多不同的生理信息監(jiān)測裝置。其中一種是心率監(jiān)測儀，被廣泛應(yīng)用于家庭和運動員訓(xùn)練中。目前的心率監(jiān)測儀通常是根據(jù)心電信號或光電容積描記信號來確定心率。通過在胸部檢測心電信號來確定心率的監(jiān)測儀在美國專利6,553,247和6,553,251中有詳細說明。這種監(jiān)測儀使用起來并不方便，因為它需要使用者使用一條帶有電極的帶子纏在胸部，同時用一個分離開的裝置顯示心率。此種測量會導(dǎo)致不適，而且需要使用者較多的干預(yù)。
一種基于光電容積描記信號或心電信號的生理信息監(jiān)測裝置是以手表的形式出現(xiàn)的，如美國專利4,407,295和4,230,127所公開的那樣，這種方式的裝置可以較方便地操作。在使用時，使用者要把一個手指放在測量單元上，這樣無法實現(xiàn)長時間連續(xù)監(jiān)測。同時，在測量時使用者的活動自由也被限制住了。解決這個問題的一個方法是將傳感器固定到手指上并檢測光電容積描記信號，然后把信號傳給手表。美國專利4,305,401和4,338,950描述了這樣的設(shè)計。但因為其需要用一根纜線將兩個分開的裝置連接起來，因而其設(shè)計體積較大，不方便長時間測量和運動員使用。
另一種基于光電容積描記法的監(jiān)測裝置被設(shè)計為一個獨立的指環(huán)，它可以連續(xù)地戴在手上且無需纜線連接，美國專利6,608,562 B1，5,964,701和6,402,690 B1描述了這樣的設(shè)計。但是，其顯示和/或計算關(guān)鍵生理信息仍需一個分離的單元。盡管美國專利5,539,706和中國專利93,247,546都描述了集成了顯示裝置的獨立裝置，它們的裝置體積較大，而不是以一種舒適可佩戴的指環(huán)式裝置的形式出現(xiàn)。
公眾日益認識到高血壓是一種嚴重危害健康的疾病，這促進了針對個人使用的血壓測量技術(shù)的發(fā)展。自我測量血壓可以減少診斷和治療高血壓所需的門診訪問次數(shù)。不同的血壓測量裝置所使用的技術(shù)可以分為兩類侵入式測量裝置和非侵入式測量裝置。在非侵入式測量裝置中，基于脈搏波傳輸時間的方法較為適用于自我測量和家庭使用。脈搏波傳輸時間是指心臟收縮和脈搏波到達身體末端位置的時間差。心臟收縮的時間可以用一個特征點(如心電信號波形中每一個心動周期中的R型波的頂點)來表示。脈搏波到達身體末端位置的時間可以用光電容積描記信號中每一個心動周期中的特征點來表示。一旦得到了脈搏波傳輸時間，相應(yīng)的血壓值就可以通過預(yù)先在校準時建立的回歸方程得到。這種確定血壓的方法是非侵入式的，無需使用可充放氣的袖帶，并且可以得到對應(yīng)于每一次心臟搏動的血壓值。美國專利4,869,262、5,316,008和20010012916公開了基于脈搏波傳輸時間的血壓測量裝置。盡管這些裝置是便攜式的，但它們通常設(shè)計為手表或手持設(shè)備的形式。而指環(huán)式設(shè)計可以方便佩戴、易于使用、應(yīng)用場合廣，并且使血壓測量更為方便。
利用光電容積描記法檢測信號的裝置包括一個測量單元，它有一個發(fā)光裝置，如發(fā)光二極管，把光射入到測量位置的表面，如手指，耳垂或前額，和一個光接收裝置，如光電三極管，檢測從測量位置反射或透射的光。由于動脈搏動導(dǎo)致血管中血流量的變化，因此光的吸收、反射和散射也相應(yīng)改變。由光接收裝置檢測到的光強也發(fā)生相應(yīng)變化，該光強信號被轉(zhuǎn)換成電信號后可進行進一步的處理和分析。在非靜態(tài)狀態(tài)下從身體的末端位置檢測光電容積描記信號時所遇到的問題包括1)由于測量位置處血流循環(huán)的突然改變以及測量單元相對測量位置表面的運動而產(chǎn)生運動噪聲；2)驅(qū)動發(fā)光裝置所需要的強電流導(dǎo)致較高的功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述不足，本發(fā)明的一個目的是提供一種獨立集成的指環(huán)式生理信號監(jiān)測裝置，可佩戴在手指上，不僅可以獲取生理信號，還可以確定并顯示從生理信號中得到的生理信息。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種獨立集成的指環(huán)式生理信號監(jiān)測裝置，通過手指支撐帶的設(shè)計、測量單元的設(shè)計、可調(diào)節(jié)位置的測量單元和測量單元位于指肚的側(cè)面的位置等設(shè)計和/或主體處理單元中的錯誤檢測模塊和信號發(fā)生電路控制模塊來降低功率消耗和運動噪聲的影響。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種指環(huán)式生理信號監(jiān)測裝置，包括主體，包括具有上表面和與之相對的下表面的外殼；手指支撐帶其兩端分別與所述主體相對的兩側(cè)連接，并與所述主體的下表面構(gòu)成連續(xù)的或非連續(xù)的指環(huán)狀結(jié)構(gòu)；例如，手指支撐帶可以是由具有一定彈性的兩片彎曲成弧形的材料構(gòu)成，每片材料分別與主體的一側(cè)相連接；測量單元，用于從被監(jiān)測者手指處檢測信號；其特征在于，進一步包括一處理單元和一顯示單元，所述處理單元位于所述主體內(nèi)，與所述測量單元和所述顯示單元電連接，對所述測量單元的測量信號進行處理而獲取被監(jiān)測者的生理信息，并對所述測量單元和所述顯示單元進行控制；所述顯示單元位于所述主體的上表面，用來顯示所述處理單元獲取的被監(jiān)測者的生理信息。
所述測量單元可包括位于所述手指支撐帶內(nèi)的第一測量單元，所述第一測量單元使用時與被監(jiān)測者的手指側(cè)面相接觸；還可包括與所述手指支撐帶分離的第二測量單元；進一步，還可包括一第三測量單元。該第三測量單元可包括位于所述主體上表面的第一電極、位于所述主體下表面，使用時與手指皮膚接觸的第二電極和一位于與所述支撐帶分離的第三電極，所述處理單元對所述第一電極、第二電極和第三電極所得到的生物電信號進行處理和分析。
所述的第一和第二測量單元可包括a)發(fā)光裝置，用于發(fā)射光到被監(jiān)測者的手指；b)光接收裝置，用于接收從使用者手指反射或透射回來的光，并把所述的反射光或透射光轉(zhuǎn)化為電信號；c)分隔部件，用來防止所述的發(fā)光裝置發(fā)出的光直接射到所述的光接收裝置。
所述顯示單元可以顯示數(shù)字、文字或圖形，優(yōu)選為既可顯示數(shù)字也可顯示文字，同時還可以顯示圖形。并且，所述顯示單元可從所述主體上分離，在此情況下，所述通用控制模塊通過無線方式控制所述顯示單元。
所述處理單元包括模擬信號處理電路，處理來自所述測量單元的電信號，產(chǎn)生已處理電信號；信號發(fā)生電路，用于產(chǎn)生控制所述測量單元的電信號；中央處理單元，控制所述模擬信號處理電路、所述信號發(fā)生電路、所述顯示單元，并且根據(jù)經(jīng)所述模擬信號處理電路處理的電信號確定生理信息。所述測量單元的發(fā)光裝置和光接收裝置分別與所述信號發(fā)生電路和所述模擬信號處理電路電連接。
所述主體進一步還可包括用于設(shè)置操作模式的用戶輸入裝置。
所述用戶輸入裝置優(yōu)選是對接觸敏感的裝置，可包括按鈕或觸摸鍵和/或可轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤。
所述的外殼還可包括用于連接所述外殼與所述手指支撐帶的連接部分。所述連接部分可以用于輔助所述手指支撐帶從所述主體中分離出來，還可用來調(diào)整所述手指支撐帶的松緊，以便在手指的接觸表面固定所述測量單元。
所述分隔部件由柔軟可壓縮的和/或可阻擋光的材料制成，并且所述材料可以具有一定的粘性。
所述中央處理單元包括存儲數(shù)據(jù)和應(yīng)用軟件模塊的存儲單元和執(zhí)行存儲在存儲單元中模塊的微處理器單元。
所述存儲單元所存儲的模塊包括生理信息確定模塊；錯誤檢測模塊；信號發(fā)生電路的控制模塊；模擬信號處理電路的控制模塊；和通用控制模塊。
所述生理信息確定模塊包括根據(jù)由所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號確定心率的模塊；根據(jù)由所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號確定血壓的模塊；和根據(jù)由所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號提取信號特征及確定其特征值的模塊。
所述錯誤檢測模塊包括運動噪聲檢測模塊，用于檢測從所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號中的運動噪聲，并根據(jù)檢測結(jié)果修正所述生理信息確定模塊、所述信號發(fā)生電路的控制模塊和所述模擬信號處理電路的控制模塊；噪聲檢測模塊，用于檢測從所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號中的其他噪聲，以及根據(jù)檢測結(jié)果修正所述生理信息確定模塊、所述信號發(fā)生電路的控制模塊和所述模擬信號處理電路的控制模塊的操作。
所述信號發(fā)生電路的控制模塊包括控制開/關(guān)所述發(fā)光裝置的轉(zhuǎn)換模塊；控制輸入給所述發(fā)光裝置的電流強度的電流控制模塊。
所述模擬信號處理電路控制模塊包括用于開/關(guān)所述模擬信號處理電路的模塊。
所述通用控制模塊包括控制所述顯示單元的顯示模塊，和根據(jù)用戶輸入裝置的輸入輸出相應(yīng)的控制信號的模塊。
所述手指支撐帶由彈性材料或?qū)庥凶钃踝饔玫牟牧匣驅(qū)庥凶钃踝饔玫膹椥圆牧现瞥伞?br> 所述第一測量單元與所述手指支撐帶之間的相對位置可以沿所述手指支撐帶調(diào)整，以使所述第一光接收裝置獲得最佳的脈搏信號。
所述第二測量單元進一步包括指套。在這種情況下，所述指套由彈性材料或?qū)庥凶钃踝饔玫牟牧匣驅(qū)庥凶钃踝饔玫膹椥圆牧现瞥?。此外，所述指套的尺寸是可以調(diào)節(jié)的。
所述第一電極、第二電極和第三電極和所述模擬信號處理電路電連接。所述模擬信號處理電路可進一步根據(jù)所述第一電極、第二電極和第三電極所得到的生物電信號輸出處理后的電信號。
本發(fā)明的生理監(jiān)測裝置使用方便、舒適、便于佩戴，可以長時間連續(xù)監(jiān)測生理信息，信號質(zhì)量好，監(jiān)測結(jié)果準確。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的使用狀態(tài)圖；圖2是圖1所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的功能方框圖；圖3是圖1所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的俯視圖；圖4是圖1所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的主視圖；圖5是圖1所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的側(cè)視圖；圖6是沿圖3所示的A-A方向的截面圖；圖7是測量單元4的一個實施例的局部放大圖，是圖4中B向的視圖；圖8是依據(jù)本發(fā)明第一實施例的指環(huán)式生理信號監(jiān)測裝置的主體2的結(jié)構(gòu)方框圖；圖9是處理單元和它與測量單元、顯示單元和控制裝置連接的電路圖；圖10是中央處理單元的功能方框圖；圖11是顯示單元上的心率顯示的示意圖；圖12是本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的使用狀態(tài)圖；圖13是圖12所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的俯視圖；圖14是圖12所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的主視圖，是沿圖13的C方向的視圖；圖15是圖12所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的側(cè)視圖；圖16是圖13所示的第一指套測量單元沿圖13的D方向的截面圖；圖17是依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量模式下工作的電路圖；圖18是依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在單測量模式下工作的電路圖；圖19是依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的俯視圖；
圖20是依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的主視圖，是沿圖19的E方向的視圖；圖21是依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的側(cè)視圖；圖22是第二指套測量單元沿F方向的截面圖；圖23是第二指套測量單元沿圖21的G方向的截面圖；圖24是依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的電路圖；圖25是依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在單測量單元模式下工作的電路圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細地描述，附圖僅僅用于說明，不是對本發(fā)明的限制。
圖1是本發(fā)明的第一實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的使用狀態(tài)圖，用于測量和顯示生理信息。圖2、圖3、圖4和圖5分別是圖1所示的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置(以下簡稱指環(huán))的功能方框圖、俯視圖、主視圖和側(cè)視圖。圖6是沿圖3所示的A-A方向的截面圖。如圖所示，該裝置包括主體2、附于主體2下表面的手指支撐帶3、位于手指支撐帶3內(nèi)表面的第一測量單元4、位于主體2上表面的顯示單元1、連接主體2和測量單元4的電連接5、位于主體2內(nèi)的處理單元7以及電源單元24。位于主體2下表面的手指支撐帶3優(yōu)選由對光有阻擋作用的彈性材料制成。手指支撐帶的長度可以伸長或縮短以便調(diào)節(jié)手指支撐帶3的松緊。該功能通過主體2的連接部分9的機械裝置實現(xiàn)，或可通過支撐帶3本身的彈性實現(xiàn)。對光的屏蔽特性可以使第一測量單元4不受外界環(huán)境光的影響。連接部分9的機械裝置可以通過主體2上的一個小的扣帶來實現(xiàn)，通過拉長或縮短其上的手指支撐帶來調(diào)節(jié)手指支撐帶的長度。
圖7是第一測量單元4的一個實施例的局部放大圖。如圖6和圖7所示，第一測量單元4包括第一發(fā)光裝置10，用于將光射入到使用者的手指中；第一光接收裝置11，接收由使用者的手指反射或透射的光并且根據(jù)所接收到的光強產(chǎn)生一個電信號；位于發(fā)光裝置10和光接收裝置11之間的第一分隔部件12；第一傳感器基座13，用來固定發(fā)光裝置10、光接收裝置11和分隔部件12。
當光從一個發(fā)光裝置射入到手指中時，一部分光從手指反射回來，一部分被手指的組織吸收，另一部分透過手指，上述過程是同時發(fā)生的。接收光裝置接受從手指反射或透射的光。血管內(nèi)的血流量變化會改變被吸收、反射和透射的光，因此而改變接收光裝置所接收的光強。接收光裝置所產(chǎn)生的信號包含使用者生理狀況的信息。
第一發(fā)光裝置10可以是發(fā)光二極管，其波長范圍為可見光或紅外光，第一光接收裝置11可以是光電三極管或光電二極管。第一測量單元4位于手指支撐帶3上，與指肚的側(cè)面接觸，它的位置可沿著手指支撐帶3調(diào)整以便使第一光接收裝置11得到最佳的信號。第一分隔部件12可選用軟質(zhì)、可壓縮的材料以減小對手指的壓力。該材料也要對光具有阻擋作用，這樣只有最少量的周圍光線可以到達光接收裝置11，同時也避免了光線直接由發(fā)光裝置10到達光接收裝置11。優(yōu)選地，該材料具有一定的粘性以使第一測量單元4與手指之間的位置相對固定。盡管圖7只示出了一個第一發(fā)光裝置10和一個第一光接收裝置11，但是在第一測量單元中顯然也可以使用多個發(fā)光裝置和光接收裝置。
圖8是依據(jù)本發(fā)明第一實施例的指環(huán)式生理信號監(jiān)測裝置的主體2的結(jié)構(gòu)方框圖，示出了主體2的主要構(gòu)件。如圖8所示，主體2包括用戶輸入裝置6、處理單元7和外殼8。用戶輸入裝置6包括至少一個按鈕(如圖3所示)，或者是觸摸式按鍵，或者是可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤或其他對接觸敏感的裝置，該用戶輸入裝置使使用者可以自行配置處理單元7的操作，進而控制開始或停止測量和/或進行測量模式設(shè)置。處理單元7具有協(xié)調(diào)信號獲取、信號處理、基于獲取的信號進行生理信息確定并控制對所確定的信息的顯示等功能，將在下文中具體說明。外殼8罩住處理單元7和電源單元24(見圖6)并支撐整個指環(huán)；外殼8包括連接部分9，它把手指支撐帶3固定到外殼8的底部。連接部分9的另一個功能是輔助調(diào)節(jié)手指支撐帶3的松緊。使用者可以調(diào)節(jié)支撐帶的松緊以便把第一測量單元4牢固地固定到手指上，同時不應(yīng)太緊以至引起手指的不適。該設(shè)計使指環(huán)可適用于不同粗細的手指。連接部分9還可通過松開其扣帶而與使手指支撐帶3同主體2分離，該設(shè)計使元件更換較為方便。外殼8上有兩個鏤空的孔，用于放置顯示單元1和用戶輸入裝置6。
圖9是示意性地表示處理單元7和第一測量單元4、顯示單元1和用戶輸入裝置6相連接的電路圖。如圖9所示，處理單元7包括信號發(fā)生電路14、模擬信號處理電路15、中央處理單元16。第一發(fā)光裝置10和第一光接收裝置11通過電連接部分5分別與信號發(fā)生電路14和模擬信號處理電路15電連接。電連接部分5優(yōu)選采用柔性的導(dǎo)電材料制成。信號發(fā)生電路14在中央處理單元16的控制下產(chǎn)生驅(qū)動第一測量單元4的第一發(fā)光裝置10的電信號。模擬信號處理電路15通過濾波電路和放大電路處理從第一測量單元4的第一光接收裝置11接收到的電信號。濾波電路包括至少一個常規(guī)的音頻帶通濾波器，放大電路包括至少一個具有放大功能的常規(guī)電路。輸出信號是一個經(jīng)濾波(去噪)和放大的模擬信號。中央處理單元16是整個監(jiān)測裝置的核心控制部件，控制信號發(fā)生電路14和模擬信號處理電路15的操作，并對由模擬信號處理電路15獲得的信號進行計算和處理，以獲取被監(jiān)測者的生理信息，并控制顯示單元1顯示最終得到的信息。
圖10是中央處理單元16的一個優(yōu)選實施例的功能方框圖。如圖10所示，中央處理單元16包括一個存儲單元17，其中存儲了多種用于執(zhí)行生理信息監(jiān)測的多個功能模塊；還包括一個調(diào)用和控制這些功能模塊執(zhí)行相應(yīng)模塊程序的微處理器18。
下面對中央處理單元16進行更詳細的說明。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，生理信息確定模塊19包括1)心率確定模塊，根據(jù)從模擬信號處理電路15接收到的信號確定被監(jiān)測者的心率；2)血壓確定模塊，根據(jù)從模擬信號處理電路15接收到的信號確定被監(jiān)測者的血壓；3)特征提取模塊，根據(jù)從模擬信號處理電路15接收到的信號提取特征并確定其特征值。
錯誤檢測模塊20包括1)檢測從模擬信號處理電路15接收到的信號中的運動噪聲；2)檢測由模擬信號處理電路15接收到的信號中的其他噪聲。生理信息確定模塊19的操作可通過從這兩個錯誤檢測模塊得到的參數(shù)結(jié)果而做出相應(yīng)改變。
信號發(fā)生電路控制模塊21包括1)開關(guān)模塊，用于控制發(fā)光裝置的開關(guān)，在本實施例中，其控制對第一發(fā)光裝置10的開關(guān)；2)電流控制模塊，控制輸入到發(fā)光裝置的電流，在本實施例中，其控制輸入到第一發(fā)光裝置10的電流。
在本實施例中，中央處理單元16調(diào)用信號發(fā)生電路控制模塊21，通過信號發(fā)生電路14發(fā)出相應(yīng)的信號，來控制第一發(fā)光裝置10的開關(guān)。模擬信號處理電路的控制模塊22包括只在測量時開啟模擬信號處理電路15以降低功率消耗的開關(guān)模塊。通用控制模塊23優(yōu)選地包括1)控制顯示單元1的顯示模塊；2)對由用戶輸入裝置6輸入的信號做出響應(yīng)的輸入模塊。通過執(zhí)行上述模塊的功能，中央處理單元16可以控制位于主體2上表面的顯示單元1來顯示被監(jiān)測者的生理信息，例如根據(jù)從模擬信號處理電路15得到的信號確定的心率和血壓。本發(fā)明的核心是指環(huán)的設(shè)計。具體的生理參數(shù)確定方法可以采用各種現(xiàn)有的生理參數(shù)計算和確定方法。此處只給出如下示例。
為了確定心率，先檢測由傳感器單元或電極獲取的信號中每一個心動周期的特征點。一個脈搏波中有一個對應(yīng)點。心率的確定可以方便地通過確定一段已知時間內(nèi)的脈搏波個數(shù)(平均心率)或確定每兩個特征點之間的時間間隔的倒數(shù)(瞬時心率)來實現(xiàn)。例如，相關(guān)心率算法的參考文獻可參見(J.G.Webster，“Medical Instrumentation-Application and Design(醫(yī)療儀器測量)，第三版”，John Wiley & Sons，第264-267頁，1998)。
血壓至少可通過脈搏波傳輸時間來確定。該方法和相應(yīng)的算法可參見下述專利1、2003年5月20日提交的03131395.7號中國專利申請，“基于橈動脈脈搏信息的血壓測量裝置及方法”，發(fā)明人為張元亭、滕曉菲、鄭振耀。
2、2003年8月22日提交的03153805.3號中國專利申請，“采用溫度補償?shù)幕诠怆娙莘e描記信號的血壓測量方法”，發(fā)明人為張元亭、葉龍、滕曉菲。
3、2004年3月26日提交的200410029796.X號中國專利申請，“非侵入式血壓測量裝置及方法”，發(fā)明人為張元亭、陳舜恒、葉龍、滕曉菲、黃綺雯。
特征提取的方法可包括但不限于不規(guī)律信號檢測，可參考相關(guān)文獻W.J.Tompkins和J.G.Webster，“Design of Microcomputer-Based MedicalInstrumentation”(基于微機的醫(yī)療儀器測量的設(shè)計)Prentice-Hall，第395-399頁，1981。
QRS波和心率變化率的確定方法可參考相關(guān)文獻1、G.M.Friesen等人的“A comparison of the noise sensitivity of nine QRSdetection algorithms”(九種QRS檢測算法的噪聲靈敏度比較)IEEETransactions on Biomedical Engineering，第37卷，第1期，第85-98頁1990年1月；2、A.Ruha，S.Sallinen和S.Nissila，“A real-time microprocessor QRSdetector system with a 1-ms timing accuracy for the measurement of ambulatoryHRV”(具有1-ms流動HRV測量定時精度的實時微處理器QRS檢測器系統(tǒng))IEEE Transactions on Biomedical Engineering，第44卷，第3期，1997，第159-167頁；3、B.W.Hyndman和C.Zeelenberg，“Spectral analysis of heart ratevariability revisitedcomparison of the methods”(心率可變性的頻譜分析再論方法的比較)見Proc.Computers in Cardiology，1993年9月第719-722頁)；。
脈沖血氧飽和度的確定可參見相關(guān)文獻J.G.Webster，“Design of PulseOximeters”(脈搏血氧計的設(shè)計)Institute of Physics Pub.，1997年。
相關(guān)運動噪聲檢測和去除的方法同樣可參見以下文獻1、K.W.Chan，Y.T.Zhang，“Adaptive reduction of motion artifact fromphotoplethysmographic recordings using a variable step-size LMS filter”(采用可變步長的LMS濾波器對光體積描記圖記錄的運動后生現(xiàn)象的自適應(yīng)減小)IEEE Proc.Sensors，2002，第2卷，第1343-1346頁；2、H.Asada等人，“Mobile monitoring with wearablephotoplethysmographic biosensors”(可佩戴式光體積描記圖生物傳感器的移動監(jiān)測)IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine，第22卷，第3期，2003，第28-40頁；3、N.V.Thakor，Y.-S.Zhu，“Applications of adaptive filtering to ECGanalysisnoise cancellation and arrhythmia detection”(自適應(yīng)濾波在ECG分析中的應(yīng)用噪聲消除和心律不齊的檢測)IEEE Transactions on BiomedicalEngineering，第38卷，第8期，1991，第785-794頁。
在生物信號中發(fā)現(xiàn)的噪聲可包括但不限于工頻干擾和電磁干擾。相關(guān)噪聲檢測和去除的算法可參考如下文獻1、P.S.Hamilton，“A comparison of adaptive and nonadaptive filters forreduction of power line interference in the ECG”(用于減小ECG中電源線干擾的自適應(yīng)和非自適應(yīng)濾波器的比較)IEEE Transactions on BiomedicalEngineering，第43卷，第1期，1996，第105-109頁；2、M.Ferdjallah，R.E.Barr，“Adaptive digital notch filter design on the unitcircle for the removal of powerline noise from biomedical signals”(用于從生物醫(yī)學(xué)信號中去除電源線噪聲的單元循環(huán)的自適應(yīng)數(shù)字陷波濾波器設(shè)計)IEEE Transactions on Biomedical Engineering，第41卷，第6期，1994，第529-536頁；3、S.A.Mascara和H.H.Asada，“Photoplethysmograph fingernail sensorsfor measuring finger forces without haptic obstruction”(用于無觸覺障礙地測量指力量的光體積描記圖指甲傳感器)IEEE Transactions on Robotics andAutomation，第17卷，第5期，2001第698-708頁；4、Y.Mendelson和B.D.Ochs，“Noninvasive pulse oximetry utilizingskin reflectance photoplethysmography”(利用皮膚反射系數(shù)的光體積描記圖的非侵入式脈搏波血氧計)IEEE Tansactions on Biomedical Engineering，第35卷，第10期，1988，第798-805頁。
輸出電流、顯示和用戶輸入的控制可以通過公知的子程序?qū)崿F(xiàn)。發(fā)光裝置的開關(guān)是通過中央處理單元的數(shù)字輸出開關(guān)命令實現(xiàn)的，由一個在中央處理單元中運行的計時子程序或算法實現(xiàn)。相關(guān)參考文獻如下1、M.James，“Microcontroller cookbook”(微控制器食譜)Newnes，2001；2、J.W.Stewart，“The 805l microcontrollerhardware，software andinterfacing”(8051微控制器硬件，軟件和接口)Prentice Hall，1999；3、M.Predko，“Handbook of microcontrollers”(微控制器手冊)McGraw-Hill，1999。
圖11是指環(huán)上顯示單元的心率顯示示意圖。如圖11所示，顯示單元1包括數(shù)字及文字顯示部分25和圖形顯示部分26。應(yīng)該理解，盡管圖11示出的顯示單元既可顯示圖形，又可顯示數(shù)字和文字，但這只是示例而已，顯然也可以采用只顯示圖形或只顯示數(shù)字和文字的顯示單元。
使用者可通過佩戴指環(huán)進行生理信息的自我測量。如圖1所示，在使用時，把手指插入指環(huán)的手指支撐帶3中，從上滑下去直至指環(huán)套至手指根部。第一測量單元4與指肚的側(cè)面相接觸，利用光電容積描記法從手指上檢測脈搏信號。之后，該信號在處理單元7中被處理和分析。經(jīng)確定的信息(如心率)傳給顯示單元1。由于用戶輸入裝置6位于指環(huán)的上表面，使用者可以自行設(shè)置測量模式并開始或停止測量。在不同測量模式下，發(fā)光裝置由不同強度的電流驅(qū)動，且開關(guān)頻率不一樣。例如，在運動測量模式下，可以通過高頻開關(guān)頻率和大的電流強度來減少運動噪聲的影響，因此在使用者運動的情況下尤其適用。當然，這會引起較大的功率消耗。在其它時間，使用者可選用普通的測量模式，從而用較低的開關(guān)頻率和/或較小的電流強度來減小功率消耗，該指環(huán)可用于長時間的生理信息監(jiān)測以及運動員訓(xùn)練時的生理信息監(jiān)測。
圖12是本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置的使用狀態(tài)示意圖。圖13、圖14和圖15分別是圖12所示指環(huán)的在雙測量單元模式下工作的俯視圖、主視圖和側(cè)視圖。其中圖14是圖13中的C方向的視圖。圖16是第一指套單元27沿圖13中D方向的截面圖。
本發(fā)明的第二實施例與第一實施例相類似，但增加了指套單元(第二測量單元)。為簡潔起見，省略了對與第一實施例中相同部件的描述。
在本發(fā)明的第二實施例中，進一步包括一個戴在指尖的第一指套單元27。如圖16所示，指套單元27由第一指套28、第一指套測量單元29以及指套單元27和主體2之間的電連接30組成。第一指套28由對光有阻擋作用的彈性材料制成，其松緊可以調(diào)整以便適用于不同的手指粗細。對光的屏蔽特性可以屏蔽外界環(huán)境光線。電連接30用來連接第一指套單元27和主體2。第一指套測量單元29包括第二發(fā)光裝置31、第二光接收裝置32、第二分隔部件33和第二傳感器基座34。第二發(fā)光裝置31把光射入到使用者的指尖中；第二光接收裝置32接收由使用者的指尖反射或透射回來的光，并根據(jù)所接收到的光強產(chǎn)生一個電信號；第二分隔部件33位于第二發(fā)光裝置31和第二光接收裝置32之間；第二傳感器基座34用于固定第二發(fā)光裝置31、第二光接收裝置32和第二分隔部件33。
第二發(fā)光裝置31可以是發(fā)光二極管，其波長范圍為可見光或紅外光，第二光接收裝置32可以是光電三極管或光電二極管。第一指套測量單元29位于手指指尖的指肚。通過第一指套單元電連接30，第二發(fā)光裝置31和第二光接收裝置32分別與信號發(fā)生電路14和模擬信號處理電路15電連接。第二分隔部件33應(yīng)選用軟的，可壓縮的材料以減小加在指尖上的外加壓力。該材料也要對光具有阻擋作用，這樣只有最小量的周圍光線可以到達第二光接收裝置32，同時也避免了光線直接由第二發(fā)光裝置31到達第二光接收裝置32。優(yōu)選地，該材料具有一定的粘性以固定指套測量單元29與手指之間的位置。
圖17示出了本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的電路連接示意圖。
如圖17所示，在雙測量單元工作模式下，手指支撐帶3包括第一測量單元4。這樣，模擬信號處理電路15要對由第一光接收裝置11和第二光接收裝置32得到的信號進行同步處理。類似地，信號發(fā)生電路14要產(chǎn)生電信號同步驅(qū)動第一發(fā)光裝置10和第二發(fā)光裝置31。也就是說，在這種工作模式下，中央處理單元6的信號發(fā)生電路控制模塊21不但能控制第一發(fā)光裝置10的開關(guān)及輸入給它的電流，還能控制第二發(fā)光裝置31的開關(guān)及輸入給它的電流。通過信號發(fā)生電路14，中央處理單元16執(zhí)行信號發(fā)生電路控制模塊21的功能，控制第一發(fā)光裝置10和第二發(fā)光裝置31的開關(guān)。
圖18示出了本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在僅有指套單元工作的單測量單元工作模式下的電路連接示意圖。
如圖18所示，在單測量單元工作模式下，手指支撐帶3無需包括第一測量單元4，即手指支撐帶3只用于手指支撐。這樣，模擬信號處理電路15只要對由第二光接收裝置32得到的信號進行處理，而信號發(fā)生電路14只需產(chǎn)生驅(qū)動第二發(fā)光裝置31的電信號。
本發(fā)明的第二實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在使用時，如圖12所示，指套單元27中的指套測量單元29與手指指尖的指肚相接觸，利用光電容積描記法從指尖上檢測脈搏信號。該信號也在處理單元7中進行處理和分析，之后處理單元7把所確定的信息，如每分鐘的心跳次數(shù)——心率，傳給顯示單元1。在這種測量方式中，指環(huán)可以在單測量單元模式或雙測量單元模式下工作。如圖17和圖18所示，位于手指支撐帶3上的第一測量單元4在雙測量單元模式下工作，而在單測量單元模式下不工作。當然，第一測量單元也可以在單測量模式下工作，而使指套中的測量單元不工作，此時與第一實施例的工作方式相同。單測量單元模式只從指尖或指根采集生理信號，其中在指根采集生理信號的情況在實施例一已詳細描述。雙測量單元模式從手指根部和指尖同步采集兩個生理信號，這樣可以加強對運動噪聲的檢測和去除。
圖19、圖20和圖21分別是本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的俯視圖、前視圖和側(cè)視圖。
如圖所示，本發(fā)明的第三實施例與第一和第二實施例類似，但以第二指套單元35代替了佩戴在使用者指尖上的第一指套單元27。第二指套單元35除了具有與第二實施例中第二發(fā)光裝置31和第二光接收裝置32功能類似的第三發(fā)光裝置39和第三光接收裝置40外，還包括安裝于指套內(nèi)的第三電極43。并且，在主體2的上表面還設(shè)置有第一電極44，在主體2下表面還設(shè)置有第二電極45。其中下表面電極45與佩戴指環(huán)的手指皮膚相接觸。為簡潔起見，省略了對與第一和第二實施例中相同部分的重復(fù)描述。
圖22和圖23是包括第三發(fā)光裝置39、光接收裝置40和第三電極43的第二指套單元35的截面圖。
如圖22和圖23所示，戴在指尖的第二指套單元35包括第二指套36和第二指套測量單元37。第二指套36由對光有阻擋作用的彈性材料制成，因此可以屏蔽周圍環(huán)境中的外界光線。第二指套測量單元37包括第三發(fā)光裝置39、第三光接收裝置40、第三分隔部件41、第三傳感器基座42以及用于從使用者的指尖處檢測生物電信號的第三電極43。
第三發(fā)光裝置39把光射入到使用者的指尖中；第三光接收裝置40接收由使用者的指尖反射或透射的光并且根據(jù)所接收到的光強產(chǎn)生一個電信號；第三分隔部件41位于第三發(fā)光裝置39和第三光接收裝置40之間；傳感器基座42用于固定第三發(fā)光裝置39、第三光接收裝置40和第三分隔部件41。
盡管圖22和圖23只示出了一個第三發(fā)光裝置39和第三光接收裝置40，但是顯然也可以使用多個第三發(fā)光裝置39和第三光接收裝置40。
第三發(fā)光裝置39可以是發(fā)光二極管，其波長范圍為可見光或紅外光，第三光接收裝置40可以是光電三極管或光電二極管。第一電極44、第二電極45和第三電極43為導(dǎo)電材料。第二指套測量單元37位于手指指尖的指肚。第三分隔部件41應(yīng)選用軟的、可壓縮的材料以減小指尖上的壓力。該材料也要對光具有阻擋作用，這樣只有最少量的周圍光線可以到達光接收裝置32，同時也避免了光線直接由發(fā)光裝置39到達光接收裝置40。最好選擇有一定的粘性或粗糙度的材料，以將指套測量單元37與手指之間的相對位置固定。電連接38用來連接第二指套單元35和主體2。
第三發(fā)光裝置39通過第二指套單元電連接38與信號發(fā)生電路14相連接，而第三光接收裝置40和第三電極43與模擬信號處理電路15電連接。第一電極44和第二電極45分別通過電連接46和電連接47與模擬信號處理電路15電連接。
圖24是本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在雙測量單元模式下工作的電路連接示意圖。
在血壓測量方式的雙測量單元工作模式下，手指支撐帶3包括一個第一測量單元4。在這種方案中，模擬信號處理電路15要對由第一光接收裝置11、第三光接收裝置40、以及由第一電極44、第二電極45和及第三電極43得到的三路信號，分別在三個的模擬通道中同時進行處理。模擬通道由放大、濾波等模擬信號處理電路組成，三路信號分別同時的進入三個模擬通道進行處理，三路信號之間互不影響。類似地，信號發(fā)生電路14要產(chǎn)生電信號同步驅(qū)動第一發(fā)光裝置10和第二發(fā)光裝置39。該血壓測量方法不需要使用袖帶，可以連續(xù)地同步測量血壓、心率和血流信號。
圖25是本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在單測量單元模式下工作的電路連接示意圖。
在單測量單元工作模式下，手指支撐帶3無需包括第一測量單元4，它只用于手指支撐。這樣，模擬信號處理電路15只要對由第三光接收裝置40以及由第一電極44、第二電極45和第三電極43得到的兩路信號，分別在兩個模擬通道中同時進行處理，而信號發(fā)生電路14只要產(chǎn)生電信號驅(qū)動第三發(fā)光裝置39。模擬通道由放大、濾波等模擬信號處理電路組成，兩路信號分別同時地進入兩個模擬通道進行處理，兩路信號之間互不影響。
在本發(fā)明的第三實施例中，處理單元7的模擬信號處理電路15處理由第一電極44、第二電極45和第三電極43接收到的電信號。同時，模擬信號處理電路15處理由第一光接收裝置11和/或第三光接收裝置40得到的電信號。
本發(fā)明的第三實施例的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置在使用時，第二指套單元35中的第二指套測量單元37與手指指尖的指肚相接觸，利用光電容積描記法從指尖上檢測脈搏信號。通過佩戴指環(huán)，主體2下表面的電極45與佩戴指環(huán)處的手指皮膚相接觸，加強型指套內(nèi)的第三電極43與同一個手指的指尖相接觸。同時，把另一只手的手指放在主體2的上表面上的第一電極44上作為第三接觸點。通過這三個傳導(dǎo)電極可以獲得心電信號。心電信號和光電容積描記信號在處理單元7中進行處理和分析，之后處理單元7把確定出的信息，如每分鐘的心跳次數(shù)—心率，傳給顯示單元1。
指環(huán)可以在單測量單元模式或雙測量單元模式下工作。位于手指支撐帶3上的第一測量單元4在雙測量單元模式下工作，而在單測量單元模式下不工作。單測量單元模式只從指尖采集生理信號，雙測量單元模式同步從手指根部和指尖采集兩個生理信號，這樣可以加強對運動噪聲的檢測和去除。
以上說明對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，各種改進、添加和替換都是可能的，并都在本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，包括主體，包括具有上表面和與之相對的下表面的外殼；手指支撐帶，其兩端分別與所述主體相對的兩側(cè)連接，并與所述主體的下表面構(gòu)成連續(xù)或非連續(xù)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；測量單元，用于從被監(jiān)測者手指處檢測信號；其特征在于，進一步包括處理單元和顯示單元，所述處理單元位于所述主體內(nèi)，與所述測量單元和所述顯示單元電連接，對所述測量單元的測量信號進行處理以獲取被監(jiān)測者的生理信息，并控制所述測量單元和所述顯示單元的操作；所述顯示單元位于所述主體的上表面，用來顯示所述處理單元獲取的被監(jiān)測者的生理信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述測量單元包括位于所述手指支撐帶內(nèi)的第一測量單元；和/或與所述手指支撐帶分離的第二測量單元，其中，所述第一測量單元和第二測量單元為采用光電容積描記法進行測量的測量單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，進一步包括第三測量單元，該第三測量單元包括位于所述主體上表面的第一電極、位于所述主體下表面，使用時與被監(jiān)測者的手指皮膚接觸的第二電極和與所述手指支撐帶分離的第三電極，所述處理單元對所述第一電極、第二電極和第三電極所檢測到的生物電信號進行預(yù)處理和分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的第一測量單元和第二測量單元包括發(fā)光裝置，用于發(fā)射光到被監(jiān)測者的手指；光接收裝置，用于接收從使用者手指反射或透射的光，并把所述的反射光或透射光轉(zhuǎn)化為電信號；分隔部件，用于防止所述發(fā)光裝置發(fā)出的光直接射到所述的光接收裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述分隔部件由柔軟可壓縮的材料制成，或由可阻擋光的材料制成，或由柔軟可壓縮和可阻擋光的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述分隔部件具有粘性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述手指支撐帶由彈性材料或?qū)庥凶钃踝饔玫牟牧匣驅(qū)庥凶钃踝饔玫膹椥圆牧现瞥伞?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述顯示單元可以顯示數(shù)字、文字和/或圖形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述處理單元包括模擬信號處理電路，處理來自所述測量單元的電信號，產(chǎn)生已處理電信號；信號發(fā)生電路，用于產(chǎn)生控制所述測量單元的電信號；中央處理單元，控制所述模擬信號處理電路、所述信號發(fā)生電路、所述顯示單元的操作，和根據(jù)所述模擬信號處理電路處理后的電信號獲得所述生理信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述生理信息選自以下的一組信息心率、血壓、光電容積描記信號及心電信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述中央處理單元包括存儲單元，用于存儲各種數(shù)據(jù)和處理模塊；微處理器單元，執(zhí)行存儲在所述存儲單元中的模塊，進行數(shù)據(jù)運算和控制處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述存儲單元所存儲的處理模塊包括生理信息確定模塊，用于根據(jù)所述測量單元的測量信號確定被監(jiān)測者的生理信息；錯誤檢測模塊，用于判斷所述測量單元的檢測是否有錯誤；信號發(fā)生電路的控制模塊，用于控制所述信號發(fā)生電路的信號發(fā)送；模擬信號處理電路的控制模塊，用于控制所述模擬信號處理電路的操作；和通用控制模塊，用于控制顯示單元，和響應(yīng)用戶的輸入發(fā)出相應(yīng)的控制命令。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述生理信息確定模塊包括根據(jù)由所述模擬信號處理電路處理后的電信號確定心率的模塊；根據(jù)由所述模擬信號處理電路處理后的電信號確定血壓的模塊；和根據(jù)由所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號提取信號特征并確定信號特征值的模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述確定血壓的模塊采用的血壓確定方法包括基于利用脈搏波傳輸時間的方法和/或基于光電容積描記信號特征時間來確定血壓的方法，所述特征時間包括光電容積信號的上升時間和/或下降時間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述錯誤檢測模塊包括運動噪聲檢測模塊，用于檢測從所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號中的運動噪聲，并根據(jù)檢測結(jié)果修正所述生理信息確定模塊、所述信號發(fā)生電路的控制模塊和所述模擬信號處理電路的控制模塊的操作；和噪聲檢測模塊，用于檢測從所述模擬信號處理電路獲得的已處理電信號中的其他噪聲，并根據(jù)檢測結(jié)果修正所述生理信息確定模塊、所述信號發(fā)生電路的控制模塊和所述模擬信號處理電路的控制模塊的操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生電路的控制模塊包括用于控制開/關(guān)所述發(fā)光裝置的轉(zhuǎn)換模塊；和用于控制輸入至所述發(fā)光裝置的電流強度的電流控制模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述模擬信號處理電路控制模塊包括用于開/關(guān)所述模擬信號處理電路的模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述通用控制模塊包括控制所述顯示單元的顯示模塊；和響應(yīng)所述用戶輸入裝置的輸入模塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述顯示單元可從所述主體上分離，所述通用控制模塊與所述顯示單元通過無線方式傳送數(shù)據(jù)和命令信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述無線方式包括射頻、電磁波、紅外線和光通訊。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述主體進一步包括用于設(shè)置所述指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置操作模式的用戶輸入裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的用戶輸入裝置是對接觸敏感的裝置，包括按鈕和/或觸摸鍵和/或可轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述外殼部分進一步包括至少一個開口，用于露出所述用戶輸入裝置及顯示單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的外殼包括用于連接所述外殼與所述手指支撐帶的連接部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述連接部分包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)整所述手指支撐帶的松緊，以便將所述測量單元固定在手指表面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述連接部分可輔助所述手指支撐帶與所述主體分離。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述第一測量單元與所述手指支撐帶之間的相對位置可以沿所述手指支撐帶調(diào)整，以使所述第一光接收裝置獲得最佳的脈搏信號。
28.根據(jù)權(quán)利要求2至7任一項所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述第二測量單元進一步包括指套。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述指套由彈性材料、或?qū)庥凶钃踝饔玫牟牧?、或?qū)庥凶钃踝饔玫膹椥圆牧现瞥伞?br> 30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，其特征在于，所述指套的松緊是可以調(diào)節(jié)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種指環(huán)式生理信息監(jiān)測裝置，可從使用者手指處獲取生理信號，并根據(jù)該生理信號確定和顯示生理信息，如心率和血壓。該裝置包括主體、手指支撐帶、測量單元、顯示單元和處理單元。處理單元位于主體內(nèi)，與顯示單元和測量單元電連接，用于確定生理信息和對測量單元和顯示單元進行控制。測量單元位于手指支撐帶的內(nèi)表面，使用時與手指肚側(cè)接觸。顯示單元位于主體上表面，顯示所獲得的生理信息。本發(fā)明還可包括指套，用來測量生理信號并可減少其中的運動噪聲。該生理信息監(jiān)測裝置的血壓測量不需使用袖帶，可以連續(xù)長時間地同步測量血壓、心率和血流信號，監(jiān)測結(jié)果準確，佩戴方便。利用無線傳輸功能還可以在遠程終端上顯示確定出的生理信息。
文檔編號A61B5/02GK1692874SQ20041003811
公開日2005年11月9日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月8日
發(fā)明者張元亭, 熊景輝, 陳舜恒, 滕曉菲 申請人:香港中文大學(xué)