專利名稱：非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測人體生理參數(shù)的裝置與方法，具體地說是一種非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
人體動脈血流速度在臨床上具有重要的應(yīng)用價值，如心腦血管系統(tǒng)的狀態(tài)可以通過動脈血流速度來反映。目前常用于血流速度測量的主要設(shè)備有多普勒超聲血流計，但測量精度不高。
傳統(tǒng)的血氧飽和度測量是先從人體中抽取血液再利用分析儀器分析血液得到血氧飽和度數(shù)值。這種檢測方法雖然準(zhǔn)確，但是對患者造成痛苦，也有可能帶來感染。依據(jù)光電容積脈搏波原理設(shè)計出的無創(chuàng)脈搏血氧計是一種快速測量血氧飽和度的有效方法，利用該方法設(shè)計的血氧計成本低、安裝維護(hù)方便、使用時不需要校正，可以用于長時間測量。呼吸頻率的檢測通常用的方法有阻抗法，直接測量呼吸氣流法和氣道壓力法等。心率可以從心電圖的特征參數(shù)中獲得也可以通過測量脈搏間接得到心率。體溫通過溫度計與人體接觸測量得到。
由于監(jiān)測人體各項生理參數(shù)的儀器繁雜，人們常常會忘記攜帶儀器或者進(jìn)行創(chuàng)傷檢測而帶來痛苦不適，因此，一種全新的便攜式多功能檢測裝置是許多人的期待。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用一種便攜式非醫(yī)用的腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，基于對脈搏波光容積描記信號特征點(diǎn)的分析而計算出人體生理參數(shù)，通過對信號特征時間的提取和信號功率譜的計算得出人體血流速度，血氧飽和度，心率和呼吸頻率的參數(shù)值；利用溫度傳感器獲得人體體表溫度信號，通過對該信號的處理實現(xiàn)人體體溫的檢測。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計了一種非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置，包括 電源，光電檢測模塊，貼片式溫度傳感器，信號放大模塊 ，信號濾波模塊，Α/D轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)，顯示屏，數(shù)據(jù)存儲器，其特征在于，所述光電檢測模塊包括紅光光源、紅外光光源和光信號接收器，所述光信號接收器在紅光光源和紅外光光源二者連線的中點(diǎn)位置，且三者在一條直線上，用以獲得漫反射光信號和確定特征時間；光信號接收器依次與信號放大模塊、信號濾波模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊及單片機(jī)連接，單片機(jī)外接一塊數(shù)據(jù)存儲器；電源、信號放大模塊、信號濾波模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊及單片機(jī)設(shè)置在一個外殼內(nèi)，該外殼設(shè)有系在人體手腕上的系帶；顯示屏設(shè)置在外殼正面，數(shù)據(jù)存儲器設(shè)置在外殼內(nèi)部，光電檢測模塊設(shè)置在外殼背面，且光電檢測模塊與橈動脈對應(yīng)的腕部皮膚接觸；貼片式溫度傳感器設(shè)置在外殼背面的中部，與腕部皮膚接觸后將所述光電檢測模塊和貼片式溫度傳感器的測試信號傳送至單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸出端與顯示屏連接。
所述顯示屏為觸摸式液晶顯示屏，其上包括有動脈血流速度值，輸出的血氧飽和度數(shù)值，輸出的心率數(shù)值，輸出的舒張壓數(shù)值，輸出的溫度數(shù)值，輸出的呼吸頻率數(shù)值以及電源開關(guān)。
所述外殼側(cè)面還設(shè)置有蜂鳴器，所述蜂鳴器與單片機(jī)的輸出端連接，用于將超出正常范圍的生理參數(shù)進(jìn)行聲控報警，所述顯示屏上每個顯示的數(shù)值旁邊均設(shè)置LED燈，用于突顯超出正常范圍的生理參數(shù)。
一種非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，其特征在于，將該裝置戴在腕部，光電檢測模塊貼緊橈動脈對應(yīng)的腕部皮膚部位，利用光信號接收器接收由紅光光源和紅外光光源發(fā)射的經(jīng)過漫反射后的信號，經(jīng)信號放大模塊、信號濾波模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊后，輸入單片機(jī)，各人體生理參數(shù)的檢測值按照如下方法得到
A.單片機(jī)對兩路信號的特征點(diǎn)和特征時間提取，提取的時間為脈搏波傳輸時間 PTT，兩個光電探測間的間距設(shè)為S，則可以通過脈搏波的傳輸時間計算出動脈血流速度 Vblood
Vblood = S/PTT (I);
B.單片機(jī)對其中的任一路信號確定脈搏波的周期T，通過公式(2)得到心率
權(quán)利要求
1.一種非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置，包括電源，光電檢測模塊，貼片式溫度傳感器，信號放大模塊，信號濾波模塊，Α/D轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)，顯示屏，數(shù)據(jù)存儲器，其特征在于，所述光電檢測模塊包括紅光光源、紅外光光源和光信號接收器，所述光信號接收器在紅光光源和紅外光光源二者連線的中點(diǎn)位置，且三者在一條直線上，用以獲得漫反射光信號和確定特征時間；光信號接收器依次與信號放大模塊、信號濾波模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊及單片機(jī)連接，單片機(jī)外接一塊數(shù)據(jù)存儲器；電源、信號放大模塊、信號濾波模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊及單片機(jī)設(shè)置在一個外殼內(nèi)，該外殼設(shè)有系在人體手腕上的系帶；顯示屏設(shè)置在外殼正面，數(shù)據(jù)存儲器設(shè)置在外殼內(nèi)部，光電檢測模塊設(shè)置在外殼背面，且光電檢測模塊與橈動脈對應(yīng)的腕部皮膚接觸；貼片式溫度傳感器設(shè)置在外殼背面的中部，與腕部皮膚接觸后將所述光電檢測模塊和貼片式溫度傳感器的測試信號傳送至單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸出端與顯示屏連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述顯示屏為觸摸式液晶顯示屏，其上包括有動脈血流速度值，輸出的血氧飽和度數(shù)值，輸出的心率數(shù)值，輸出的舒張壓數(shù)值，輸出的溫度數(shù)值，輸出的呼吸頻率數(shù)值以及電源開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述外殼側(cè)面還設(shè)置有蜂鳴器，所述蜂鳴器與單片機(jī)的輸出端連接，用于將超出正常范圍的生理參數(shù)進(jìn)行聲控報警，所述顯示屏上每個顯示的數(shù)值旁邊均設(shè)置LED燈，用于突顯超出正常范圍的生理參數(shù)。
4.一種非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，其特征在于，將該裝置戴在腕部，光電檢測模塊貼緊橈動脈對應(yīng)的腕部皮膚部位，利用光信號接收器接收由紅光光源和紅外光光源發(fā)射的經(jīng)過漫反射后的信號，經(jīng)信號放大模塊、信號濾波模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊后， 輸入單片機(jī)，各人體生理參數(shù)的檢測值按照如下方法得到A.單片機(jī)對兩路信號的特征點(diǎn)和特征時間提取，提取的時間為脈搏波傳輸時間 PTT，兩個光電探測間的間距設(shè)為S，則可以通過脈搏波的傳輸時間計算出動脈血流速度 Vblood Vblood = S/PTT(I)；B.單片機(jī)對其中的任一路信號確定脈搏波的周期T，通過公式(2)得到心率f - 60_heal T(2)；C.單片機(jī)對兩路信號的峰值和谷值進(jìn)行確定，通過公式(3)的計算，得到血氧飽和度
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測人體生理參數(shù)的裝置與方法，具體地說是一種非醫(yī)用腕式人體生理參數(shù)監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，包括電源，光電檢測模塊，貼片式溫度傳感器，信號放大模塊，信號濾波模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)，顯示屏，數(shù)據(jù)存儲器。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明能夠無創(chuàng)、舒適、實時的顯示出人體生理參數(shù)，使多項人體生理參數(shù)在一個裝置上得到測量，大大簡化了測量的步驟，減少了測量所花費(fèi)的時間，消除了被測量者的不適感；在監(jiān)測過程中，該裝置不會對人體產(chǎn)生任何危害，因此可以用于長時間生理參數(shù)的監(jiān)測，同時，該裝置體積小，便攜性好，附加了報警和數(shù)據(jù)存儲功能。
文檔編號A61B5/01GK103040454SQ20131000618
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者王成, 宋永江, 馬俊領(lǐng), 李章俊, 左旭東 申請人:王成