專利名稱：一種便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)護(hù)儀器，具體涉及一種監(jiān)護(hù)人體健康的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器。
背景技術(shù)：
近年來，人們?cè)絹碓疥P(guān)注健康問題，生命健康監(jiān)護(hù)已成為一個(gè)重要課題，對(duì)此應(yīng)運(yùn)而生了很多人體健康監(jiān)護(hù)儀器。該儀器以相應(yīng)的電子元件和軟件為基礎(chǔ)，采集人體的血氧、脈搏、心電、血壓等生理信息，通過監(jiān)控每天的某些特定時(shí)刻和特定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下這些生理信息的變化情況，基于一定算法，來評(píng)價(jià)人體的健康狀況，實(shí)現(xiàn)人體健康監(jiān)護(hù)。醫(yī)院中的生命健康監(jiān)護(hù)儀，通常體積比較大，而且價(jià)格昂貴。為滿足普通人群在醫(yī)院以外的地方，如家庭、野外等環(huán)境下對(duì)身體健康狀況的監(jiān)護(hù)要求，開發(fā)一款便攜、易用、多生理參數(shù)檢測(cè)的健康監(jiān)護(hù)設(shè)備，具有較大的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。因此，我們開發(fā)了符合此需求的便攜式人體健康監(jiān)護(hù)儀器。市面上已有技術(shù)成熟的采集脈搏、血氧、心電的傳感器和檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳感器，通過血氧探頭(血氧傳感器)采集人體血氧和脈搏信號(hào)，通過使用不同位置的兩個(gè)電極來采集心電信號(hào)。依據(jù)已有的脈搏波信號(hào)和心電信號(hào)，系統(tǒng)計(jì)算出脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間，進(jìn)一步計(jì)算出人體的動(dòng)脈血壓值。但事實(shí)上，一個(gè)人的血氧、脈搏、心電、血壓值在一天中隨時(shí)間，以及自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷變化。上述方法，未考慮各種主客觀因素的限制條件，僅從單一的算法模型出發(fā)來檢測(cè)人體的健康狀態(tài)，必然不能準(zhǔn)確地反應(yīng)其真實(shí)值。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述問題，本實(shí)用新型提供一種便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，監(jiān)控人體在每天某些特定時(shí)刻(如每天早上、中午、下午、晚上的某些固定時(shí)刻)和某些特定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如跑步、散步、躺臥等)下血氧、脈搏、心電、血壓的變化情況，依據(jù)特定算法測(cè)出變化趨勢(shì)，而不是依靠檢測(cè)出來的實(shí)際值，來評(píng)定人體的健康狀況，從而準(zhǔn)確反應(yīng)人體健康狀態(tài)的真實(shí)值，實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)護(hù)功能。本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器，包括外殼和內(nèi)置集成電路板，在內(nèi)置集成電路板上有血氧傳感器、心電信號(hào)傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器和主芯片等設(shè)備，在外殼上設(shè)置有血氧傳感器的探頭(血氧探頭)和心電信號(hào)傳感器的電極(心電電極)。血氧探頭用來采集人體的血氧和脈搏信號(hào)；心電電極采集人體的心電信號(hào)(基于脈搏和心電信號(hào)，可以計(jì)算出動(dòng)脈血壓)；運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；主芯片記錄檢測(cè)到的血氧值、心電信號(hào)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息，并根據(jù)這些信息來分析人體當(dāng)前時(shí)刻的健康狀態(tài)。血氧傳感器、心電信號(hào)傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器分別與主芯片電性連接。所述心電電極在外殼上設(shè)置有兩個(gè)，均由導(dǎo)電介質(zhì)制成，其中一個(gè)與外殼活動(dòng)連接，用來作為本實(shí)用新型監(jiān)護(hù)儀器的開關(guān)。本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器的內(nèi)置集成電路板上還設(shè)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，用于產(chǎn)生時(shí)間信息，并將該時(shí)間信息傳輸給主芯片。[0008]在外殼上還設(shè)置有顯示屏。顯示屏可為IXD屏，通過IXD驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)，所述IXD驅(qū)動(dòng)芯片通過可變靜態(tài)存儲(chǔ)控制器和主芯片連接。當(dāng)然，顯示屏也可為液晶屏或其他材質(zhì)的顯示屏。上述涉及到的參數(shù)為健康監(jiān)護(hù)的幾項(xiàng)要素。此外，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器的集成電路板上還設(shè)有WIFI無線模塊，可將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過wifi傳輸至后續(xù)的處理設(shè)備。本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器的邏輯結(jié)構(gòu)圖如附圖1所示。儀器的開關(guān)為心電傳感器的一個(gè)電極，當(dāng)按下開關(guān)的瞬間，心電傳感器的兩個(gè)電極同時(shí)接觸到皮膚時(shí)，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器采集到心電信息，結(jié)合采集到的血氧脈搏信息，計(jì)算出血壓值。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)傳感器(也就是加速度傳感器)通過實(shí)時(shí)采集空間中X、1、Z軸三個(gè)方向的加速度值，分析判斷人體當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將檢測(cè)到的人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息傳入主芯片，主芯片根據(jù)各項(xiàng)檢測(cè)值分析處理，得出人體的當(dāng)前的健康狀況和變化趨勢(shì)，從而評(píng)估人體健康程度。本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器是通過監(jiān)控這幾項(xiàng)生理參數(shù)在每天的某些時(shí)刻和某些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的變化情況來評(píng)估人體健康狀況的。采集到人體的血氧、脈搏、心電、血壓等生理數(shù)據(jù)，并非絕對(duì)精確值，也無須得到絕對(duì)精確值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:第一，便攜、適用性，可以在各種環(huán)境下對(duì)人體進(jìn)行健康監(jiān)護(hù)。第二，并不單純以單次測(cè)量出的數(shù)值為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，而是結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和時(shí)間綜合處理，更科學(xué)，也更真實(shí)有效。

圖1是本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器外觀示意圖；圖3是本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器的結(jié)構(gòu)框圖(或電路原理圖)。
具體實(shí)施方式
下面實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但不以任何方式限制本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。儀器的外觀如附圖2所示，需要檢測(cè)時(shí)，用戶將儀器夾在一個(gè)手指頭上，設(shè)備上的血氧探頭可以采集血氧和脈搏信息，心電傳感器的一個(gè)電極接觸皮膚。設(shè)備外部的金屬按鈕作為心電傳感器的另一個(gè)電極和儀器的開關(guān)，用另外一只手按下金屬按鈕，在打開電源或關(guān)閉電源的瞬間，金屬按鈕點(diǎn)接觸皮膚，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器就可以采集到心電信號(hào)。根據(jù)得到的脈搏信號(hào)和心電信號(hào)，使用脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間求血壓的方法，計(jì)算出血壓值。在儀器的封裝外殼內(nèi)的電路板上，設(shè)置有運(yùn)動(dòng)傳感器(加速度傳感器)，通過檢測(cè)X、Y、Z軸三個(gè)方向產(chǎn)生的加速度值分析判斷用戶當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。用戶在每天的固定時(shí)間段使用設(shè)備，設(shè)備采集血氧、脈搏、心電、血壓等生理數(shù)據(jù)的同時(shí)，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器監(jiān)控它們?cè)谀承r(shí)刻(如每天早上、中午、下午、晚上的某些固定時(shí)刻)、某些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如跑步、散步、躺臥等)下的變化情況，并基于特定的算法評(píng)估用戶的健康狀態(tài)，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀器的集成電路板上還設(shè)置有無線WIFI連接模塊，可將反饋信息及時(shí)通過無線局域網(wǎng)傳到智能手持設(shè)備(如android手機(jī))上。本實(shí)用新型的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，主芯片采用ARM Contex-M3,。當(dāng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，血氧探頭在人體的手指上透射紅光和紅外光，通過感應(yīng)透射光的強(qiáng)度的變化來得出血氧飽和度，采集過程通過血氧控制電路控制。同理心電采集也類似，使左臂、右臂接觸心電采集電路的兩個(gè)電極，在心電控制電路的控制下采集到人體的心電信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將提取的量化指標(biāo)傳給主芯片。當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)，并通過通用接口 GPIO將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳給主芯片中。當(dāng)前時(shí)間由實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片RTC產(chǎn)生，并通過相應(yīng)接口傳輸給主芯片。主芯片將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，輸出結(jié)果值。集成板上還設(shè)置有通用同步/異步串行接發(fā)器，可與WIFI模塊連接，實(shí)現(xiàn)無線傳輸。將被檢測(cè)人員的數(shù)據(jù)在無線網(wǎng)絡(luò)中共享，便于及時(shí)查看和更專業(yè)的診斷。板上集成的可變靜態(tài)存儲(chǔ)控制器FSMC，可與IXD驅(qū)動(dòng)芯片連接，用來顯示檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)值、血壓值和時(shí)間等信息。實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC用于產(chǎn)生當(dāng)前時(shí)間信息。采集得到的信息傳回主芯片以后，計(jì)算出血氧、脈搏、血壓的值，結(jié)合時(shí)間和運(yùn)動(dòng)信息，根據(jù)特定算法評(píng)估健康狀況，既可以通過WIFI模塊上傳以供專業(yè)診斷，也可以顯示在IXD屏幕上供病人查看。本實(shí)用新型雖以實(shí)施例揭露如上，然而其僅為范例參考而非用來限定本實(shí)用新型的范圍，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此上述實(shí)施例并非用來限定本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，包括外殼和內(nèi)置的集成電路板，其中，在所述集成電路板上設(shè)置有血氧傳感器、心電信號(hào)傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器和主芯片，在所述外殼上設(shè)置有血氧探頭和心電電極。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，所述心電信號(hào)傳感器包括2個(gè)心電電極,其中一個(gè)與外殼動(dòng)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，所述集成電路板上還設(shè)置有實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，與主芯片電性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，所述外殼上還設(shè)置有顯示屏。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，所述顯示屏為L(zhǎng)CD屏。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，所述顯示屏通過IXD驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)，所述IXD驅(qū)動(dòng)芯片通過可變靜態(tài)存儲(chǔ)控制器和主芯片連接。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，其特征在于，所述集成電路板上還設(shè)置有WIFI無線模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種便攜式電子健康監(jiān)護(hù)儀器，包括外殼和內(nèi)置的集成電路板，在集成電路板上設(shè)置有血氧傳感器、心電信號(hào)傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC和主芯片等，在外殼上設(shè)置有血氧傳感器的探頭和兩個(gè)心電信號(hào)傳感器的電極，其中一個(gè)同時(shí)作為儀器的開關(guān)。本實(shí)用新型在采集人體的血氧、脈搏、心電、血壓等生理信息的同時(shí)，還對(duì)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，綜合評(píng)價(jià)人體的健康狀況，從而使檢測(cè)結(jié)果更科學(xué)，有效實(shí)現(xiàn)人體健康的及時(shí)監(jiān)護(hù)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK202950649SQ20122057854
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者段曉輝, 焦秉立, 王道憲, 黃安鵬, 高虹橋, 郭曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京大學(xué)