一種利用智能手機(jī)音頻口的脈搏波檢測系統(tǒng)與方法
【專利摘要】一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)與方法，使得所有智能手機(jī)都能夠擴(kuò)展脈搏波檢測分析功能，該系統(tǒng)包括智能手機(jī)、脈搏波檢測儀、脈搏波分析系統(tǒng)，所述的脈搏波分析系統(tǒng)安裝在智能手機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，智能手機(jī)與脈搏波檢測儀通過智能手機(jī)上的耳機(jī)口連接；該系統(tǒng)通過智能手機(jī)上的脈搏波分析軟件控制智能手機(jī)音頻口的左右聲道發(fā)出供電信號、載波信號，并通過音頻口的麥克端接收檢測儀輸出的已調(diào)制脈搏波信號，音頻模塊完成A/D轉(zhuǎn)換，脈搏波分析系統(tǒng)將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，可在智能手機(jī)上完成脈搏波波形的實時顯示、實時分析，分析結(jié)果本地存儲及云端存儲。
【專利說明】一種利用智能手機(jī)音頻口的脈搏波檢測系統(tǒng)與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)與方法，屬于電子醫(yī)療儀器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]脈搏波由心臟開始向循環(huán)系統(tǒng)傳播時，不僅要受到心臟本身的影響，同時也受到流經(jīng)各級動脈及分支中各種生理因素如血管阻力、血管壁彈性、血液黏度的影響，脈搏波中包含了豐富的心血管系統(tǒng)生理病理信息。因此，及時準(zhǔn)確地檢測并分析脈搏波信號對于預(yù)測心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生及診治過程中科學(xué)合理的指導(dǎo)都有著重要的意義。
[0003]智能手機(jī)是一個非常優(yōu)秀的音頻信號采集系統(tǒng)，它成本低、性能優(yōu)越、兼容性好、通用性和靈活性強(qiáng)、軟件(安卓或10S)升級方便。因此設(shè)計一款基于智能手機(jī)音頻口的脈搏波實時檢測系統(tǒng)，可以大大降低整個信號采集系統(tǒng)的成本，組成一個低成本高性能的計算機(jī)生物醫(yī)學(xué)信號的采集處理系統(tǒng)。所開發(fā)的設(shè)備具有便攜性，成本低等特點，適用于遠(yuǎn)程醫(yī)療及家庭保健行業(yè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)與方法，使得所有智能手機(jī)都能夠擴(kuò)展脈搏波檢測分析功能，能夠及時準(zhǔn)確地檢測并分析脈搏波信號，對于預(yù)測心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生及診治過程中科學(xué)合理的指導(dǎo)都有著重要的意義。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)與方法，其中，一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能手機(jī)(1)、脈搏波檢測儀(2)、脈搏波分析系統(tǒng)(3)，所述的脈搏波分析系統(tǒng)(3)安裝在智能手機(jī)(1)系統(tǒng)內(nèi)，智能手機(jī)(1)與脈搏波檢測儀(2)通過智能手機(jī)(1)上的耳機(jī)口連接。
[0006]所述的脈搏波檢測儀(2)用于檢測脈搏波信號，脈搏波檢測儀(2)包括手機(jī)供電模塊(4)、電池供電模塊(5)、四芯耳機(jī)插頭(6)、調(diào)制模塊(7)、脈搏波傳感器(8)、光電轉(zhuǎn)換放大模塊(9)、增益調(diào)節(jié)模塊(10)。
[0007]所述的脈搏波分析系統(tǒng)(3)用于控制脈搏波檢測儀及智能手機(jī)完成脈搏波的檢測及分析，脈搏波分析系統(tǒng)(3)包括Aud1Track控制模塊(11)、Aud1Record控制模塊(12)、信號解調(diào)模塊(13)、實時分析模塊(14)、顯示模塊(15)、用戶檢測信息管理模塊
(16)。
[0008]使用者在智能手機(jī)安裝脈搏波分析系統(tǒng)(3)，將脈搏波檢測儀(2)插入智能手機(jī)(1)的耳機(jī)口。
[0009]手機(jī)供電模塊(4)包括升壓電路(41)、整流電路(42)、濾波電路a(43)、穩(wěn)壓電路a (44)，所述升壓電路(41 )、整流電路(42)、濾波電路a (43)、穩(wěn)壓電路a (44)依次連接，并通過脈搏波分析系統(tǒng)(3)的控制在智能手機(jī)的一個聲道輸出正弦信號，經(jīng)四芯耳機(jī)作為電源輸入，手機(jī)供電模塊(4)將該信號經(jīng)升壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，為傳感器、運放芯片元器件供電。
[0010]電池供電模塊(5)包括充電電路(51)、鋰電池(52)、濾波電路b(53)、穩(wěn)壓電路b (54)，所述的充電電路(51)、鋰電池(52)、濾波電路b (53)、穩(wěn)壓電路b (54)依次連接，當(dāng)所使用的智能手機(jī)無法為脈搏波檢測儀(2)提供穩(wěn)定供電時，可以使用脈搏波檢測儀(2)的鋰電池(52)供電，鋰電池經(jīng)過穩(wěn)壓，可為傳感器、運放芯片元器件供電；當(dāng)鋰電池電量低時可通過USB轉(zhuǎn)四芯耳機(jī)連接線連接脈搏波檢測儀(2)，充電電路指示燈紅燈亮開始充電，綠燈亮鋰電池充滿電。
[0011]Aud1Track控制模塊(11)控制智能手機(jī)的音頻左右聲道輸出供電信號和載波信號，將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬正弦信號經(jīng)音頻口輸出到脈搏波檢測儀(2);脈搏波檢測儀(2)的手機(jī)供電模塊(4)接收供電信號，調(diào)制模塊(7)接收載波信號。
[0012]Aud1Record控制|旲塊(12)控制智能手機(jī)的首頻麥克口，將脈搏波檢測僅(2)米集到的已調(diào)制模擬信號，經(jīng)脈沖編碼調(diào)制變換為數(shù)字音頻信號，并保存到音頻緩存區(qū)。
[0013]信號解調(diào)模塊(13)讀取音頻緩存區(qū)的信號，將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，并向?qū)崟r分析模塊(14)和顯示模塊(15)發(fā)出控制信號；實時分析模塊(14)接收數(shù)字脈搏波信號，通過對脈搏波信號的分析，可得到心率、心輸出量、波形特征量、基線漂移量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量、外周阻力、心搏指數(shù)；顯示模塊(15)完成脈搏波波形在智能手機(jī)(2)上的實時顯示，并用雷達(dá)圖實時顯示基線漂移量、波形變異量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量，當(dāng)檢測結(jié)束時顯示脈搏波檢測結(jié)果分析報告。
[0014]用戶檢測信息管理模塊(16)可控制用戶個人信息的錄入，姓名、年齡、性別、身高、體重進(jìn)行編輯修改，可查看用戶檢測的歷史記錄，可將脈搏波檢測數(shù)據(jù)及結(jié)果上傳到云后臺，進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
[0015]該系統(tǒng)通過智能手機(jī)上的脈搏波分析系統(tǒng)控制智能手機(jī)音頻口的左右聲道發(fā)出供電信號、載波信號，并通過音頻口的麥克接收檢測儀輸出的已調(diào)制脈搏波信號，智能手機(jī)的音頻模塊完成D/A、A/D轉(zhuǎn)換，脈搏波分析系統(tǒng)將采集的音頻信號解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，經(jīng)過數(shù)字濾波去噪處理后在智能手機(jī)上完成實時顯示、存儲、計算；
[0016]具體步驟如下，
[0017]S1在智能手機(jī)中安裝脈搏波分析系統(tǒng)，并啟動；
[0018]S2將脈搏波檢測儀插入智能手機(jī)的耳機(jī)口，將要檢測的部位貼靠在傳感器上；
[0019]S3分析系統(tǒng)檢測到檢測儀的插入，可開始檢測；觸發(fā)檢測按鍵，Aud1Track控制模塊開始工作，控制智能手機(jī)音頻口輸出一路供電信號，一路載波信號；
[0020]S4檢測儀的手機(jī)供電模塊接收供電信號，將模擬正弦信號經(jīng)升壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路后為傳感器和運放芯片器件供電；
[0021]S5檢測儀的調(diào)制電路接收載波信號，將模擬正弦信號經(jīng)比較電路變換為開關(guān)信號，控制紅外發(fā)光傳感器的工作；
[0022]S6光電轉(zhuǎn)換放大模塊通過紅外接收傳感器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號為已調(diào)制脈搏波信號，放大電路將已調(diào)制脈搏波信號進(jìn)行放大；
[0023]S7增益調(diào)節(jié)模塊對已調(diào)制信號進(jìn)行基線的調(diào)節(jié)，使信號的幅值在智能手機(jī)麥克的接收范圍，將信號通過四芯耳機(jī)的麥克端傳入到智能手機(jī)中；
[0024]S8 Aud1Record控制模塊控制智能手機(jī)的音頻麥克口，將脈搏波檢測儀采集到的模擬信號，經(jīng)脈沖編碼調(diào)制變換為數(shù)字音頻信號，并保存到音頻緩存區(qū)；
[0025]S9信號解調(diào)模塊讀取音頻緩存區(qū)的信號，將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，并向?qū)崟r分析模塊和顯示模塊發(fā)出控制信號；實時分析模塊接收數(shù)字脈搏波信號，通過對脈搏波信號的分析，可得到心率、心輸出量、波形特征量、基線漂移量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量、外周阻力、心搏指數(shù)；顯示模塊完成脈搏波波形在智能手機(jī)上的實時顯示，并用雷達(dá)圖實時顯示基線漂移量、波形變異量、脈搏主頻能量t匕、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量，當(dāng)檢測結(jié)束時顯示脈搏波檢測結(jié)果分析報告；
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0027]本發(fā)明的脈搏波檢測系統(tǒng)是利用智能手機(jī)上的脈搏波分析系統(tǒng)和脈搏波檢測儀來采集分析脈搏波信號。常規(guī)的通過脈搏波傳感器采集脈搏波信號經(jīng)過單片機(jī)AD采集并預(yù)處理后通過藍(lán)牙、zigbee、串口等方式傳輸?shù)絇C或手機(jī)，在PC上完成信號的處理、分析、存儲。本發(fā)明將傳感器采集的脈搏波信號直接傳遞到手機(jī)中，省去了單片機(jī)的預(yù)處理過程和通過藍(lán)牙、zigbee、串口等方式傳輸?shù)绞謾C(jī)過程，節(jié)約了硬件成本。智能手機(jī)的音頻采集單元具有16位分辨率比大多數(shù)單片機(jī)的性能高，且不需要用戶額外的購買。智能手機(jī)系統(tǒng)本身的優(yōu)秀處理能力提高了脈搏波信號分析的實時性，準(zhǔn)確性。本發(fā)明通過智能手機(jī)的音頻口可為檢測儀提供供電信號及載波信號，智能手機(jī)為檢測儀供電能夠有效提高了儀器的便攜性和工作時間，智能手機(jī)發(fā)出載波信號避免了使用復(fù)雜的載波發(fā)生電路及可能出現(xiàn)的信號干擾。通過本發(fā)明的系統(tǒng)和方法將極大的方便家庭及個人醫(yī)療保健領(lǐng)域的使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2為利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3為手機(jī)供電模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0031 ] 圖4為電池供電模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖中:1、智能手機(jī)，2、脈搏波檢測儀，3、脈搏波分析系統(tǒng)，4、手機(jī)供電模塊，5、電池供電模塊，6、四芯耳機(jī)插頭,7、調(diào)制模塊,8、脈搏波傳感器,9、光電轉(zhuǎn)換放大模塊,10、增益調(diào)節(jié)模塊，11、Aud1Track控制模塊，12、Aud1Record控制模塊，13、信號解調(diào)模塊，14、實時分析模塊，15、顯示模塊，16、用戶檢測信息管理模塊，41、升壓電路，42、整流電路，43、濾波電路a，44、穩(wěn)壓電路a，51、充電電路，52、鋰電池，53、濾波電路b，54、穩(wěn)壓電路b。

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的系統(tǒng)做進(jìn)一步的闡述，以求更為清楚明了地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成和工作方式，但不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)與方法，該系統(tǒng)包括智能手機(jī)(1)、脈搏波檢測儀(2)、脈搏波分析系統(tǒng)(3)，所述的脈搏波分析系統(tǒng)(3安裝在智能手機(jī)(1)系統(tǒng)內(nèi)，智能手機(jī)(1)與脈搏波檢測儀(2)通過智能手機(jī)(1)上的耳機(jī)口連接；
[0035]所述的脈搏波檢測儀2用于檢測脈搏波信號，脈搏波檢測儀2包括手機(jī)供電模塊(4)、電池供電模塊(5)、四芯耳機(jī)插頭(6)、調(diào)制模塊(7)、脈搏波傳感器⑶、光電轉(zhuǎn)換放大模塊(9)、增益調(diào)節(jié)模塊(10)。
[0036]所述的脈搏波分析系統(tǒng)3用于控制脈搏波檢測儀及智能手機(jī)完成脈搏波的檢測及分析，脈搏波分析系統(tǒng)3包括Aud1Track控制模塊(11)、Aud1Record控制模塊(12)、信號解調(diào)模塊(13)、實時分析模塊(14)、顯示模塊(15)、用戶檢測信息管理模塊(16)。
[0037]使用者在智能手機(jī)安裝脈搏波分析系統(tǒng)(3)，將脈搏波檢測儀(2)插入智能手機(jī)
(1)的耳機(jī)口。
[0038]手機(jī)供電模塊(4)包括升壓電路(41)、整流電路(42)、濾波電路a(43)、穩(wěn)壓電路a (44)，所述升壓電路(41 )、整流電路(42)、濾波電路a (43)、穩(wěn)壓電路a (44)依次連接，并通過脈搏波分析系統(tǒng)(3)的控制在智能手機(jī)的一個聲道輸出20kHz左右的正弦信號，經(jīng)四芯耳機(jī)作為電源輸入，手機(jī)供電模塊(4)將該信號經(jīng)升壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，為傳感器、運放芯片兀器件供電。
[0039]電池供電模塊(5)包括充電電路(51)、鋰電池(52)、濾波電路b (53)、穩(wěn)壓電路b (54)，所述的充電電路(51)、鋰電池(52)、濾波電路b (53)、穩(wěn)壓電路b (54)依次連接，當(dāng)所使用的智能手機(jī)無法為脈搏波檢測儀(2)提供穩(wěn)定供電時，可以使用脈搏波檢測儀(2)的鋰電池(52)供電，鋰電池經(jīng)過穩(wěn)壓，可為傳感器、運放芯片元器件供電。當(dāng)鋰電池電量低時可通過USB轉(zhuǎn)四芯耳機(jī)連接線連接脈搏波檢測儀(2)，充電電路指示燈紅燈亮開始充電，綠燈亮鋰電池充滿電。
[0040]Aud1Track控制模塊(11)控制智能手機(jī)的音頻左右聲道輸出供電信號和載波信號，供電信號為20kHz — 22kHz的音頻信號，載波信號為100Hz — 10kHz的音頻信號，將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬正弦信號經(jīng)音頻口輸出到脈搏波檢測儀(2)。脈搏波檢測儀(2)的手機(jī)供電模塊(4)接收供電信號，調(diào)制模塊(7)接收載波信號。
[0041]aud1Track = newAud1Track(Aud1Manager.STREAM_MUSIC,
[0042]EncoderCore.getPowerSupplySamplerate(),
[0043]Aud1Format.CHANNEL_0UT_M0N0,
[0044]Aud1Format.ENC0DING_PCM_8BIT,
[0045]pwMinBufferSize*2,
[0046]Aud1Track.M0DE_STATIC)；
[0047]Aud1Record控制模塊(12)控制智能手機(jī)的音頻麥克口，將脈搏波檢測儀(2)采集到的已調(diào)制模擬信號，經(jīng)脈沖編碼調(diào)制變換為數(shù)字音頻信號，并保存到緩存區(qū)。
[0048]aud1Record = newAud1Record(MediaRecorder.Aud1Source.MIC, frequency,
[0049]channe 1 Configurat1n, aud1Encoding, recBufSize)；
[0050]信號解調(diào)模塊(13)讀取音頻緩存區(qū)的信號，將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，并向?qū)崟r分析模塊(14)和顯示模塊(15)發(fā)出控制信號；實時分析模塊(14)接收數(shù)字脈搏波信號，通過對脈搏波信號的分析，可得到心率、心輸出量、波形特征量、基線漂移量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量、外周阻力、心搏指數(shù)；顯示模塊(15)完成脈搏波波形在智能手機(jī)(2)上的實時顯示，并用雷達(dá)圖實時顯示基線漂移量、波形變異量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量，當(dāng)檢測結(jié)束時顯示脈搏波檢測結(jié)果分析報告；
[0051]用戶檢測信息管理模塊(16)可控制用戶個人信息的錄入，姓名、年齡、性別、身高、體重進(jìn)行編輯修改，可查看用戶檢測的歷史記錄，可將脈搏波檢測數(shù)據(jù)及結(jié)果上傳到云后臺，進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
[0052]該系統(tǒng)通過智能手機(jī)上的脈搏波分析系統(tǒng)控制智能手機(jī)音頻口的左右聲道發(fā)出供電信號、載波信號，并通過音頻口的麥克接收檢測儀輸出的已調(diào)制脈搏波信號，智能手機(jī)的音頻模塊完成D/A、A/D轉(zhuǎn)換，脈搏波分析系統(tǒng)將采集的音頻信號解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，經(jīng)過數(shù)字濾波去噪處理后在智能手機(jī)上完成實時顯示、存儲、計算。
[0053]具體步驟如下:
[0054]S1在智能手機(jī)中安裝脈搏波分析系統(tǒng)，并啟動；
[0055]S2將脈搏波檢測儀插入智能手機(jī)的耳機(jī)口，將要檢測的部位(如食指)貼靠在傳感器上；
[0056]S3分析系統(tǒng)檢測到檢測儀的插入,可開始檢測。觸發(fā)檢測按鍵，Aud1Track控制模塊開始工作，控制智能手機(jī)音頻口輸出一路供電信號，一路載波信號；
[0057]S4檢測儀的手機(jī)供電模塊接收供電信號，將21kHz左右的模擬正弦信號經(jīng)升壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路后為傳感器和運放芯片等器件供電；
[0058]S5檢測儀的調(diào)制電路接收載波信號，將1kHz左右的模擬正弦信號經(jīng)比較電路變換為1kHz左右的開關(guān)信號，控制紅外發(fā)光傳感器的工作；
[0059]S6光電轉(zhuǎn)換放大模塊通過紅外接收傳感器將接收到光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號為1kHz左右的已調(diào)制脈搏波信號，放大電路將已調(diào)制脈搏波信號進(jìn)行放大；
[0060]S7增益調(diào)節(jié)模塊對已調(diào)制信號進(jìn)行基線的調(diào)節(jié)，使信號的幅值在智能手機(jī)麥克的接收范圍，將信號通過4芯耳機(jī)的麥克端傳入到智能手機(jī)中；
[0061]S8 Aud1Record控制模塊控制智能手機(jī)的音頻麥克口，將脈搏波檢測儀采集到的已調(diào)制模擬信號，經(jīng)脈沖編碼調(diào)制變換為數(shù)字音頻信號，并保存到音頻緩存區(qū)。
[0062]S9信號解調(diào)模塊讀取音頻緩存區(qū)的信號，將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，并向?qū)崟r分析模塊和顯示模塊發(fā)出控制信號；實時分析模塊接收數(shù)字脈搏波信號，通過對脈搏波信號的分析，可得到心率、心輸出量、波形特征量、基線漂移量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量、外周阻力、心搏指數(shù)；顯示模塊完成脈搏波波形在智能手機(jī)上的實時顯示，并用雷達(dá)圖實時顯示基線漂移量、波形變異量、脈搏主頻能量t匕、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量，當(dāng)檢測結(jié)束時顯示脈搏波檢測結(jié)果分析報告；
[0063]上述的內(nèi)置于智能手機(jī)1的脈搏波分析系統(tǒng)通過手機(jī)音頻口發(fā)出載波信號，使得硬件電路不需要添加復(fù)雜的載波發(fā)生電路，同時通過音頻口接收經(jīng)過調(diào)制的脈搏波信號，控制智能手機(jī)的音頻采集模塊實現(xiàn)脈搏波的采集，并在智能手機(jī)上完成脈搏波分析和顯示，減少了硬件電路需要專門的單片機(jī)。
[0064]在智能手機(jī)上啟動脈搏波分析軟件，觸發(fā)檢測按鍵，開始檢測是否是脈搏波檢測儀通過耳機(jī)孔插入智能手機(jī)，供電電路是否開始工作。
[0065]系統(tǒng)的載波發(fā)送模塊控制左右聲道發(fā)出載波信號，將數(shù)字正弦信號經(jīng)過音頻單元轉(zhuǎn)為模擬正弦信號，同過耳機(jī)將信號輸出到脈搏波檢測儀。
[0066]實施例
[0067]將手指緊貼檢測傳感器探頭部位，比較器電路將正弦信號轉(zhuǎn)換為矩形脈沖，傳感器開始工作將血液容積變化信息轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過脈沖調(diào)制電路將低頻脈搏波信號調(diào)制到載波之上，最后進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，將信號通過麥克口傳出到智能手機(jī)。
[0068]已調(diào)制脈搏波接收解調(diào)模塊控制智能手機(jī)麥克口接收經(jīng)過調(diào)制的脈搏波模擬信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并解調(diào)處實際的脈搏波信號，該信號經(jīng)過數(shù)字濾波去噪處理在手機(jī)屏幕上實時顯示，并在后臺完成信號的存儲和分析。
[0069]采集完畢后報告管理模塊在手機(jī)屏幕上顯示檢測結(jié)果并提供上傳及歷史查詢功能，結(jié)果可用于預(yù)測心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生及診治過程中的指導(dǎo)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括智能手機(jī)(I)、脈搏波檢測儀(2)、脈搏波分析系統(tǒng)(3)，所述的脈搏波分析系統(tǒng)(3)安裝在智能手機(jī)(1)系統(tǒng)內(nèi)，智能手機(jī)⑴與脈搏波檢測儀⑵通過智能手機(jī)⑴上的耳機(jī)口連接； 所述的脈搏波檢測儀(2)用于檢測脈搏波信號，脈搏波檢測儀(2)包括手機(jī)供電模塊(4)、電池供電模塊(5)、四芯耳機(jī)插頭(6)、調(diào)制模塊(7)、脈搏波傳感器⑶、光電轉(zhuǎn)換放大模塊(9)、增益調(diào)節(jié)模塊(10)； 所述的脈搏波分析系統(tǒng)(3)用于控制脈搏波檢測儀及智能手機(jī)完成脈搏波的檢測及分析，脈搏波分析系統(tǒng)(3)包括Aud1Track控制模塊(11)、Aud1Record控制模塊(12)、信號解調(diào)模塊(13)、實時分析模塊(14)、顯示模塊(15)、用戶檢測信息管理模塊(16)；使用者在智能手機(jī)安裝脈搏波分析系統(tǒng)(3)，將脈搏波檢測儀(2)插入智能手機(jī)(I)的耳機(jī)口 ； 手機(jī)供電模塊(4)包括升壓電路(41)、整流電路(42)、濾波電路a(43)、穩(wěn)壓電路a (44)，所述升壓電路(41)、整流電路(42)、濾波電路a (43)、穩(wěn)壓電路a (44)依次連接，并通過脈搏波分析系統(tǒng)(3)的控制在智能手機(jī)的一個聲道輸出正弦信號，經(jīng)四芯耳機(jī)作為電源輸入，手機(jī)供電模塊(4)將該信號經(jīng)升壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，為傳感器、運放芯片元器件供電； 電池供電模塊(5)包括充電電路(51)、鋰電池(52)、濾波電路b(53)、穩(wěn)壓電路b(54)，所述的充電電路(51)、鋰電池(52)、濾波電路b (53)、穩(wěn)壓電路b (54)依次連接，當(dāng)所使用的智能手機(jī)無法為脈搏波檢測儀(2)提供穩(wěn)定供電時，可以使用脈搏波檢測儀(2)的鋰電池(52)供電，鋰電池經(jīng)過穩(wěn)壓，可為傳感器、運放芯片元器件供電；當(dāng)鋰電池電量低時可通過USB轉(zhuǎn)四芯耳機(jī)連接線連接脈搏波檢測儀(2)，充電電路指示燈紅燈亮開始充電，綠燈亮鋰電池充滿電； Aud1Track控制模塊(11)控制智能手機(jī)的音頻左右聲道輸出供電信號和載波信號，將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬正弦信號經(jīng)音頻口輸出到脈搏波檢測儀(2);脈搏波檢測儀(2)的手機(jī)供電模塊(4)接收供電信號，調(diào)制模塊(7)接收載波信號； Aud1Record控制模塊(12)控制智能手機(jī)的音頻麥克口，將脈搏波檢測儀(2)采集到的已調(diào)制模擬信號，經(jīng)脈沖編碼調(diào)制變換為數(shù)字音頻信號，并保存到音頻緩存區(qū)； 信號解調(diào)模塊(13)讀取音頻緩存區(qū)的信號，將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，并向?qū)崟r分析模塊(14)和顯示模塊(15)發(fā)出控制信號；實時分析模塊(14)接收數(shù)字脈搏波信號，通過對脈搏波信號的分析，可得到心率、心輸出量、波形特征量、基線漂移量、脈搏主頻能量t匕、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量、外周阻力、心搏指數(shù)；顯示模塊(15)完成脈搏波波形在智能手機(jī)(2)上的實時顯示，并用雷達(dá)圖實時顯示基線漂移量、波形變異量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量，當(dāng)檢測結(jié)束時顯示脈搏波檢測結(jié)果分析報告； 用戶檢測信息管理模塊(16)可控制用戶個人信息的錄入，姓名、年齡、性別、身高、體重進(jìn)行編輯修改，可查看用戶檢測的歷史記錄，可將脈搏波檢測數(shù)據(jù)及結(jié)果上傳到云后臺，進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
2.一種利用智能手機(jī)音頻口檢測脈搏波的方法，其特征在于:該系統(tǒng)通過智能手機(jī)上的脈搏波分析系統(tǒng)控制智能手機(jī)音頻口的左右聲道發(fā)出供電信號、載波信號，并通過音頻口的麥克接收檢測儀輸出的已調(diào)制脈搏波信號，智能手機(jī)的音頻模塊完成D/A、A/D轉(zhuǎn)換，脈搏波分析系統(tǒng)將采集的音頻信號解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，經(jīng)過數(shù)字濾波去噪處理后在智能手機(jī)上完成實時顯示、存儲、計算； 具體步驟如下， SI在智能手機(jī)中安裝脈搏波分析系統(tǒng)，并啟動； S2將脈搏波檢測儀插入智能手機(jī)的耳機(jī)口，將要檢測的部位貼靠在傳感器上； S3分析系統(tǒng)檢測到檢測儀的插入，可開始檢測；觸發(fā)檢測按鍵，Aud1Track控制模塊開始工作，控制智能手機(jī)音頻口輸出一路供電信號，一路載波信號； S4檢測儀的手機(jī)供電模塊接收供電信號，將模擬正弦信號經(jīng)升壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路后為傳感器和運放芯片器件供電； S5檢測儀的調(diào)制電路接收載波信號，將模擬正弦信號經(jīng)比較電路變換為開關(guān)信號，控制紅外發(fā)光傳感器的工作； S6光電轉(zhuǎn)換放大模塊通過紅外接收傳感器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號為已調(diào)制脈搏波信號，放大電路將已調(diào)制脈搏波信號進(jìn)行放大； S7增益調(diào)節(jié)模塊對已調(diào)制信號進(jìn)行基線的調(diào)節(jié)，使信號的幅值在智能手機(jī)麥克的接收范圍，將信號通過四芯耳機(jī)的麥克端傳入到智能手機(jī)中； S8Aud1Record控制模塊控制智能手機(jī)的音頻麥克口，將脈搏波檢測儀采集到的模擬信號，經(jīng)脈沖編碼調(diào)制變換為數(shù)字音頻信號，并保存到音頻緩存區(qū)； S9信號解調(diào)模塊讀取音頻緩存區(qū)的信號，將其解調(diào)為數(shù)字脈搏波信號，并向?qū)崟r分析模塊和顯示模塊發(fā)出控制信號；實時分析模塊接收數(shù)字脈搏波信號，通過對脈搏波信號的分析，可得到心率、心輸出量、波形特征量、基線漂移量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量、外周阻力、心搏指數(shù)；顯示模塊完成脈搏波波形在智能手機(jī)上的實時顯示，并用雷達(dá)圖實時顯示基線漂移量、波形變異量、脈搏主頻能量比、干擾頻率能量比、單波數(shù)據(jù)點特征變異量、周期變異量，當(dāng)檢測結(jié)束時顯示脈搏波檢測結(jié)果分析報告。
【文檔編號】A61B5/02GK104287700SQ201410514825
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張松, 楊星星, 楊琳, 楊益民, 李旭雯, 閆亭亭 申請人:北京工業(yè)大學(xué)