一種無(wú)線智能的多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)腕式設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及健康監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)線智能的多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)腕式設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)健康狀況的關(guān)注越來(lái)越重視；尤其是隨著社會(huì)老齡化人口的增長(zhǎng)，方便易用的健康監(jiān)護(hù)設(shè)備成為社會(huì)的迫切需求。
[0003]隨著傳感器技術(shù)、半導(dǎo)體制造技術(shù)、低功耗集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，使得設(shè)計(jì)出多功能、低功耗、小體積的無(wú)線健康監(jiān)護(hù)節(jié)點(diǎn)成為可能。腕表作為一種典型的可穿戴式裝備，由于其適合在自然狀態(tài)下對(duì)人體的生理參數(shù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)同。在學(xué)術(shù)界，其典型的代表是AMON，AMON集成了多種微型傳感器，可測(cè)量血壓，皮膚溫度，血氧飽和度，心電圖和當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。旨在用于醫(yī)院或家里的高危心臟病的病人或高危呼吸困難的病人。但由于目前測(cè)量血壓的方法是以腕表為泵源，采用傳統(tǒng)的袖帶，通過(guò)阻斷腕部血流而測(cè)量血壓，不僅設(shè)備使用會(huì)存在不便捷性的問(wèn)題，而且測(cè)量一次的時(shí)間為3至5分鐘，效率低，導(dǎo)致無(wú)法連續(xù)測(cè)量。并且，測(cè)量后的數(shù)據(jù)僅能在腕表上顯示，無(wú)法存儲(chǔ)到智能設(shè)備上，導(dǎo)致設(shè)備存在所測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性問(wèn)題。然而在產(chǎn)業(yè)界，腕表功能單一，而且大多側(cè)重于對(duì)人體運(yùn)動(dòng)功能的監(jiān)測(cè)、能量消耗的分析，只有部分如M1系列的腕表可以測(cè)量人體脈率，但這并不能滿(mǎn)足人民對(duì)于健康設(shè)備的監(jiān)護(hù)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種無(wú)線智能的多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)腕式設(shè)備，能夠通過(guò)腕表上裝備的傳感器對(duì)心率、脈率、血氧、血壓、體溫和運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行檢測(cè)并存儲(chǔ)于智能設(shè)備中，并且提高了對(duì)血壓測(cè)量的效率。
[0005]一種無(wú)線智能的多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)腕式設(shè)備，包括:心電采集單元、血氧采集單元、溫度采集單元、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元、血壓采集預(yù)處理模塊和信號(hào)分析處理及顯示單元；
[0006]心電采集單元，用于采集并獲得人體的心電圖信號(hào)；
[0007]血氧采集單元，用于采集并獲得人體的光電容積脈搏波描記信號(hào)；
[0008]溫度采集單元，用于采集并獲得人體表皮的溫度信號(hào)；
[0009]運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)單元，用于采集并獲得運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)；
[0010]血壓采集預(yù)處理模塊，用于將獲取的心電圖信號(hào)和光電容積脈搏波描記信號(hào)相參后獲得脈搏波傳輸時(shí)間；即:從心電采集單元獲得的心電圖信號(hào)ECG中獲取R點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻Tk和從血氧采集單元獲得的光電容積脈搏波描記信號(hào)PPG中獲取特征值點(diǎn)P點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻TP，利用At= Tk-Tp獲得脈搏波傳輸時(shí)間Λ t;
[0011]信號(hào)分析處理及顯示單元，用于對(duì)心電圖信號(hào)、光電容積脈搏波描記信號(hào)、溫度信號(hào)、運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)和脈搏波傳輸時(shí)間進(jìn)行處理，獲得心率、血氧、脈率、表皮溫度、運(yùn)動(dòng)速度和血壓參數(shù)，并將獲得的參數(shù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送至智能設(shè)備。
[0012]特別地，所述心電采集單元采用干電極LA、干電極RA和驅(qū)動(dòng)電極RLD對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行采集；其中，干電極RA和驅(qū)動(dòng)電極RLD為長(zhǎng)方形狀，安裝在腕表外表面的液晶顯示屏的兩側(cè)；干電極LA為環(huán)形狀，安裝在腕表的皮膚接觸面上，并形成環(huán)形凸起；用于測(cè)量光電容積脈搏波描記信號(hào)的反射式光電傳感器安裝在腕表皮膚接觸面上的環(huán)形電極LA的內(nèi)偵牝并形成凸起；用于測(cè)量溫度信號(hào)的溫度傳感器安裝在腕表皮膚接觸面上的環(huán)形電極LA的內(nèi)側(cè)，并形成方形凸起；用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)的慣性傳感器安裝于腕表內(nèi)部電路板上。
[0013]特別地，所述血氧采集單元包括反射式光電傳感器和反射式血氧檢測(cè)模塊；
[0014]反射式傳感器，用于將人體的血流信息轉(zhuǎn)換為可用于采集的光電容積脈搏波描記信號(hào)；由紅光發(fā)光管、近紅外發(fā)光管和光電接收管組成；
[0015]反射式血氧檢測(cè)模塊，用于采集由光電傳感器轉(zhuǎn)換到的光電容積脈搏波描記信號(hào)。
[0016]優(yōu)選地，所述反射式傳感器的排布方式有三種:
[0017]方式一、一個(gè)紅光發(fā)射管和一個(gè)近紅外發(fā)射管以列排布于兩個(gè)對(duì)稱(chēng)排布的光電接收管之間；
[0018]方式二、一個(gè)光電接收管兩側(cè)中的一側(cè)排布一個(gè)紅光發(fā)射管，另一側(cè)排布一個(gè)近紅外發(fā)射管；
[0019]方式三、米用一個(gè)光電接收管，并在任意一側(cè)列排布一個(gè)紅光發(fā)射管和一個(gè)近紅外發(fā)射管。
[0020]特別地，所述信號(hào)分析處理及顯示單元包括生理參數(shù)處理和解析模塊、控制模塊、無(wú)線模塊和顯示模塊；
[0021]生理參數(shù)處理和解析模塊，用于將心電檢測(cè)模塊采集到的心電信號(hào)、反射式血氧檢測(cè)模塊采集到的光電容積脈搏波描記信號(hào)、溫度檢測(cè)模塊采集到的溫度信號(hào)、慣性傳感器檢測(cè)模塊采集到的運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)和血壓采集預(yù)處理模塊獲得的脈搏波傳輸時(shí)間進(jìn)行處理，并分別心率、血氧、脈率、表皮溫度、運(yùn)動(dòng)速度和血壓參數(shù)；
[0022]控制模塊，用于將生理參數(shù)處理和解析模塊獲得的心率、血氧、脈率、表皮溫度、運(yùn)動(dòng)速度和血壓參數(shù)發(fā)送給顯示模塊或/和無(wú)線模塊；
[0023]無(wú)線模塊，用于將控制模塊獲得的心率、血氧、脈率、表皮溫度、運(yùn)動(dòng)速度和血壓參數(shù)發(fā)送到智能設(shè)備上，將智能設(shè)備發(fā)來(lái)的控制信號(hào)發(fā)送給控制模塊。
[0024]特別地，所述信號(hào)分析處理及顯示單元進(jìn)一步包括報(bào)警單元；
[0025]所述控制信號(hào)是當(dāng)智能設(shè)備檢測(cè)到異常的生理參數(shù)時(shí)發(fā)出的；接收到控制信號(hào)后的控制模塊控制報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警。
[0026]有益效果:
[0027]1、本發(fā)明通過(guò)將心電采集設(shè)備、反射式光電傳感器、溫度傳感器和慣性傳感器安裝于腕表上，以顯示心率、血氧、脈率、表皮溫度、運(yùn)動(dòng)速度和血壓參數(shù)。并通過(guò)無(wú)線模塊將獲得的參數(shù)發(fā)送至智能設(shè)備中進(jìn)行存儲(chǔ)。此外，在測(cè)量血壓方面，本發(fā)明并未使用傳統(tǒng)袖帶式測(cè)量血壓的方法，而是利用了血壓和脈搏波傳輸時(shí)間存在線性關(guān)系的原理，通過(guò)由心電采集單元獲得的心電圖信號(hào)ECG的R點(diǎn)和由血氧采集單元獲得的光電容積脈搏波描記信號(hào)的特征值點(diǎn)P點(diǎn)的時(shí)間TjP T P獲得脈搏波傳輸時(shí)間，進(jìn)而獲得血壓參數(shù)，提高了便利性，而且，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量方式來(lái)說(shuō)，采用本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)血壓進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，提高了使用效率。
[0028]3、由于腕表在佩戴時(shí)會(huì)因外界因素導(dǎo)致腕表不能夠時(shí)刻貼合在腕部，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器所測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，甚至有時(shí)無(wú)法測(cè)得數(shù)據(jù)，為了避免該種情況的發(fā)生，本發(fā)明將心電采集設(shè)備中的干電極LA、反射式光電傳感器和溫度傳感器均安裝在腕表的皮膚接觸面，進(jìn)而形成凸起狀，使檢測(cè)設(shè)備能夠更好的與皮膚接觸，進(jìn)而達(dá)到檢測(cè)的目的。
[0029]4、本發(fā)明利用I導(dǎo)聯(lián)方式測(cè)量心電圖，在設(shè)計(jì)干電極LA時(shí)，本發(fā)明為采用傳統(tǒng)的長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)原則，而是考慮到在測(cè)量時(shí)，右手兩手指按在表盤(pán)兩側(cè)的干電極RA和驅(qū)動(dòng)電極RLD的力度不一致而導(dǎo)致腕表傾斜，最終無(wú)法測(cè)量。故將干電極LA設(shè)計(jì)成環(huán)形，使得無(wú)論腕表如何傾斜，都能夠使得干電極LA與皮膚接觸，以防止上述情況發(fā)生。而且，將反射式光電傳感器和溫度傳感器均安裝在了干電極LA的內(nèi)側(cè)，使得腕表的結(jié)構(gòu)更加緊湊，減小了腕表的體積。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為腕式多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)設(shè)備系統(tǒng)圖。
[0031]圖2為腕式多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)設(shè)備皮膚接觸面結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖3為腕式多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)設(shè)備外表面結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖4(a)為反射式傳感器的對(duì)稱(chēng)式排布圖。
[0034]圖4(b)為反射式傳感器的排布方式圖。
[0035]圖4(c)為反射式傳感器的排布方式圖。
[0036]圖5為腕式無(wú)袖帶式連續(xù)血壓測(cè)量原理圖。
[0037]其中，1_心電米集單兀，2-血氧米集單兀，3-溫度米集單兀，4-運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，5-血壓采集預(yù)處理模塊，6-信號(hào)分析處理及顯示單元，7-干電極RA，8-干電極LA，9-驅(qū)動(dòng)電極RLD，10-紅光發(fā)射管，11-近紅外發(fā)射管，12-光電接收管，13-溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039]本發(fā)明提供了一種無(wú)線智能的多生理參數(shù)健康監(jiān)護(hù)腕式設(shè)備，如圖1所示，包括心電采集單元、血氧采集單元、溫度采集單元、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元、血壓采集預(yù)處理模塊和信號(hào)分析處理及顯示單元；初始狀態(tài)下，腕表在液晶顯示界面顯示當(dāng)前血氧飽和度值、體溫、脈率和運(yùn)動(dòng)速度。
[0040]心電采集單元，用于采集并獲得人體的心電圖信號(hào)；包括心電采集設(shè)備和心電檢測(cè)模塊。
[0041]其中，心電采集設(shè)備，用于將人體的心電信息轉(zhuǎn)換為可用于采集的心電圖信號(hào)，并安裝于腕表表面形成凸起；如圖2所示，包括均鍍有AgCl薄膜的不銹鋼干電極LA、不銹鋼干電極RA和不銹鋼驅(qū)動(dòng)電極RLD。其中，不銹鋼干電極RA和不銹鋼驅(qū)動(dòng)電極RLD為長(zhǎng)方形，且位于腕表外表面的液晶顯示屏兩側(cè)。如圖3所示，不銹鋼干電極LA為環(huán)形，且位于表盤(pán)的皮膚接觸面。本實(shí)施例采用的是I導(dǎo)聯(lián)方式測(cè)量心電圖，即:假設(shè)腕表戴于左手，當(dāng)需要進(jìn)行心電信號(hào)采集時(shí)，則右手的兩個(gè)手指分別按在干電極RA和驅(qū)動(dòng)電極RLD上，以反映出兩個(gè)肢體之間的電位差，進(jìn)而獲得心電信號(hào)，形成心電圖。
[0042]將心電采集設(shè)備安裝于腕表表面，進(jìn)而形成凸起狀的好處在于:便于腕部皮膚與干電極LA緊密接觸，以防止由于腕表在佩戴過(guò)程中的移動(dòng)而導(dǎo)致接觸不實(shí)的情況。此外，將干電極LA設(shè)計(jì)為環(huán)形的好處在于:當(dāng)右手兩個(gè)手指按在干電極RA和驅(qū)動(dòng)電極RLD上時(shí)，很容易因受力不均導(dǎo)致腕表的傾斜，若采用傳統(tǒng)的長(zhǎng)方形測(cè)量方式，則當(dāng)腕表傾斜時(shí)，很容易造成無(wú)法測(cè)量的后果。所以，將干電極LA設(shè)計(jì)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，無(wú)論腕表如何傾斜，都可以與皮膚相接觸，避免因受力不均而導(dǎo)致無(wú)法測(cè)量的結(jié)果。此外，信號(hào)處理及顯示單元通過(guò)檢測(cè)干電極RA和干電極LA之間的電阻值，來(lái)判斷是否啟動(dòng)心電采集及處理單元，起到與初始狀態(tài)切換的功能。
[0043]心電監(jiān)測(cè)模塊，用于采集由心電采集設(shè)備轉(zhuǎn)換到的心電圖信號(hào)。
[0044]血氧采集單元，用于采集并獲得人體的光電容積脈搏波描記信號(hào)；包括反射式光電傳感器和反射式血氧檢測(cè)模塊。
[0045]其中，反射式光電傳感器包括紅光發(fā)射管、