一種無線智能的多生理參數健康監護腕式設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及健康監護領域，具體涉及一種無線智能的多生理參數健康監護腕式設備。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的快速發展，人們對健康狀況的關注越來越重視；尤其是隨著社會老齡化人口的增長，方便易用的健康監護設備成為社會的迫切需求。
[0003]隨著傳感器技術、半導體制造技術、低功耗集成電路設計技術、計算機技術以及無線通信技術的發展，使得設計出多功能、低功耗、小體積的無線健康監護節點成為可能。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下對人體的生理參數信息進行監測，得到學術界和產業界的認同。在學術界，其典型的代表是AMON，AMON集成了多種微型傳感器，可測量血壓，皮膚溫度，血氧飽和度，心電圖和當前運動狀態。旨在用于醫院或家里的高危心臟病的病人或高危呼吸困難的病人。但由于目前測量血壓的方法是以腕表為泵源，采用傳統的袖帶，通過阻斷腕部血流而測量血壓，不僅設備使用會存在不便捷性的問題，而且測量一次的時間為3至5分鐘，效率低，導致無法連續測量。并且，測量后的數據僅能在腕表上顯示，無法存儲到智能設備上，導致設備存在所測量數據的可靠性問題。然而在產業界，腕表功能單一，而且大多側重于對人體運動功能的監測、能量消耗的分析，只有部分如M1系列的腕表可以測量人體脈率，但這并不能滿足人民對于健康設備的監護需求。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提供了一種無線智能的多生理參數健康監護腕式設備，能夠通過腕表上裝備的傳感器對心率、脈率、血氧、血壓、體溫和運動速度進行檢測并存儲于智能設備中，并且提高了對血壓測量的效率。
[0005]一種無線智能的多生理參數健康監護腕式設備，包括:心電采集單元、血氧采集單元、溫度采集單元、運動狀態監測單元、血壓采集預處理模塊和信號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；
[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；
[0008]溫度采集單元，用于采集并獲得人體表皮的溫度信號；
[0009]運動狀態檢測單元，用于采集并獲得運動速度信號；
[0010]血壓采集預處理模塊，用于將獲取的心電圖信號和光電容積脈搏波描記信號相參后獲得脈搏波傳輸時間；即:從心電采集單元獲得的心電圖信號ECG中獲取R點對應時刻Tk和從血氧采集單元獲得的光電容積脈搏波描記信號PPG中獲取特征值點P點對應時刻TP，利用At= Tk-Tp獲得脈搏波傳輸時間Λ t;
[0011]信號分析處理及顯示單元，用于對心電圖信號、光電容積脈搏波描記信號、溫度信號、運動速度信號和脈搏波傳輸時間進行處理，獲得心率、血氧、脈率、表皮溫度、運動速度和血壓參數，并將獲得的參數通過無線模塊發送至智能設備。
[0012]特別地，所述心電采集單元采用干電極LA、干電極RA和驅動電極RLD對心電圖信號進行采集；其中，干電極RA和驅動電極RLD為長方形狀，安裝在腕表外表面的液晶顯示屏的兩側；干電極LA為環形狀，安裝在腕表的皮膚接觸面上，并形成環形凸起；用于測量光電容積脈搏波描記信號的反射式光電傳感器安裝在腕表皮膚接觸面上的環形電極LA的內偵牝并形成凸起；用于測量溫度信號的溫度傳感器安裝在腕表皮膚接觸面上的環形電極LA的內側，并形成方形凸起；用于測量運動速度信號的慣性傳感器安裝于腕表內部電路板上。
[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模塊；
[0014]反射式傳感器，用于將人體的血流信息轉換為可用于采集的光電容積脈搏波描記信號；由紅光發光管、近紅外發光管和光電接收管組成；
[0015]反射式血氧檢測模塊，用于采集由光電傳感器轉換到的光電容積脈搏波描記信號。
[0016]優選地，所述反射式傳感器的排布方式有三種:
[0017]方式一、一個紅光發射管和一個近紅外發射管以列排布于兩個對稱排布的光電接收管之間；
[0018]方式二、一個光電接收管兩側中的一側排布一個紅光發射管，另一側排布一個近紅外發射管；
[0019]方式三、米用一個光電接收管，并在任意一側列排布一個紅光發射管和一個近紅外發射管。
[0020]特別地，所述信號分析處理及顯示單元包括生理參數處理和解析模塊、控制模塊、無線模塊和顯示模塊；
[0021]生理參數處理和解析模塊，用于將心電檢測模塊采集到的心電信號、反射式血氧檢測模塊采集到的光電容積脈搏波描記信號、溫度檢測模塊采集到的溫度信號、慣性傳感器檢測模塊采集到的運動速度信號和血壓采集預處理模塊獲得的脈搏波傳輸時間進行處理，并分別心率、血氧、脈率、表皮溫度、運動速度和血壓參數；
[0022]控制模塊，用于將生理參數處理和解析模塊獲得的心率、血氧、脈率、表皮溫度、運動速度和血壓參數發送給顯示模塊或/和無線模塊；
[0023]無線模塊，用于將控制模塊獲得的心率、血氧、脈率、表皮溫度、運動速度和血壓參數發送到智能設備上，將智能設備發來的控制信號發送給控制模塊。
[0024]特別地，所述信號分析處理及顯示單元進一步包括報警單元；
[0025]所述控制信號是當智能設備檢測到異常的生理參數時發出的；接收到控制信號后的控制模塊控制報警單元進行報警。
[0026]有益效果:
[0027]1、本發明通過將心電采集設備、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、運動速度和血壓參數。并通過無線模塊將獲得的參數發送至智能設備中進行存儲。此外，在測量血壓方面，本發明并未使用傳統袖帶式測量血壓的方法，而是利用了血壓和脈搏波傳輸時間存在線性關系的原理，通過由心電采集單元獲得的心電圖信號ECG的R點和由血氧采集單元獲得的光電容積脈搏波描記信號的特征值點P點的時間TjP T P獲得脈搏波傳輸時間，進而獲得血壓參數，提高了便利性，而且，相對于傳統的測量方式來說，采用本發明能夠實時的對血壓進行連續測量，提高了使用效率。
[0028]3、由于腕表在佩戴時會因外界因素導致腕表不能夠時刻貼合在腕部，進而導致傳感器所測數據不準確，甚至有時無法測得數據，為了避免該種情況的發生，本發明將心電采集設備中的干電極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，進而形成凸起狀，使檢測設備能夠更好的與皮膚接觸，進而達到檢測的目的。
[0029]4、本發明利用I導聯方式測量心電圖，在設計干電極LA時，本發明為采用傳統的長方形設計原則，而是考慮到在測量時，右手兩手指按在表盤兩側的干電極RA和驅動電極RLD的力度不一致而導致腕表傾斜，最終無法測量。故將干電極LA設計成環形，使得無論腕表如何傾斜，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的內側，使得腕表的結構更加緊湊，減小了腕表的體積。
【附圖說明】
[0030]圖1為腕式多生理參數健康監護設備系統圖。
[0031]圖2為腕式多生理參數健康監護設備皮膚接觸面結構圖。
[0032]圖3為腕式多生理參數健康監護設備外表面結構圖。
[0033]圖4(a)為反射式傳感器的對稱式排布圖。
[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為腕式無袖帶式連續血壓測量原理圖。
[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-運動狀態監測單元，5-血壓采集預處理模塊，6-信號分析處理及顯示單元，7-干電極RA，8-干電極LA，9-驅動電極RLD，10-紅光發射管，11-近紅外發射管，12-光電接收管，13-溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。
[0039]本發明提供了一種無線智能的多生理參數健康監護腕式設備，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、運動狀態監測單元、血壓采集預處理模塊和信號分析處理及顯示單元；初始狀態下，腕表在液晶顯示界面顯示當前血氧飽和度值、體溫、脈率和運動速度。
[0040]心電采集單元，用于采集并獲得人體的心電圖信號；包括心電采集設備和心電檢測模塊。
[0041]其中，心電采集設備，用于將人體的心電信息轉換為可用于采集的心電圖信號，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和不銹鋼驅動電極RLD。其中，不銹鋼干電極RA和不銹鋼驅動電極RLD為長方形，且位于腕表外表面的液晶顯示屏兩側。如圖3所示，不銹鋼干電極LA為環形，且位于表盤的皮膚接觸面。本實施例采用的是I導聯方式測量心電圖，即:假設腕表戴于左手，當需要進行心電信號采集時，則右手的兩個手指分別按在干電極RA和驅動電極RLD上，以反映出兩個肢體之間的電位差，進而獲得心電信號，形成心電圖。
[0042]將心電采集設備安裝于腕表表面，進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程中的移動而導致接觸不實的情況。此外，將干電極LA設計為環形的好處在于:當右手兩個手指按在干電極RA和驅動電極RLD上時，很容易因受力不均導致腕表的傾斜，若采用傳統的長方形測量方式，則當腕表傾斜時，很容易造成無法測量的后果。所以，將干電極LA設計為環形結構，無論腕表如何傾斜，都可以與皮膚相接觸，避免因受力不均而導致無法測量的結果。此外，信號處理及顯示單元通過檢測干電極RA和干電極LA之間的電阻值，來判斷是否啟動心電采集及處理單元，起到與初始狀態切換的功能。
[0043]心電監測模塊，用于采集由心電采集設備轉換到的心電圖信號。
[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；包括反射式光電傳感器和反射式血氧檢測模塊。
[0045]其中，反射式光電傳感器包括紅光發射管、