基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明主要涉及超聲波數據采集和輔助保健技術領域，具體涉及一種人體生理數據采集和輔助保健的洗浴設備。
【背景技術】
[0002]超聲檢查利用人體軟組織對超聲波的反射，將軟組織的反射波進行圖像化處理，進而對人體軟組織的物理特性、形態結構與功能狀態作出判斷，可對肝臟、膽囊、子宮等體內器官或者甲狀腺、眼部、乳腺等淺表部位器官進行檢查。由于超聲檢查具有無創性、安全、簡便易行等特點，在體檢和臨床中經常使用。超聲檢查要求探頭與人體組織表面緊耦合，檢查時醫生拿著探頭在體表來回移動并結合經驗對超聲成像結果進行判斷，所以超聲檢查大多在醫院中由有經驗的醫生完成，結果造成大量檢查必須提前預約并排隊完成，不能隨時進行健康體檢。然而，健康監測需要經常體檢，超聲檢查排期的不確定性限制了體檢次數和健康狀況的連續監測。
[0003]鑒于此，本專利提出一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備。該設備利用洗浴的閑暇時間，通過超聲波的發射和接收對人體不同部位的生理數據進行采集，經過后續數據處理和特征比對進而對人體的健康狀況進行監測，還可以提高超聲波發射功率在特定位置進行超聲波按摩而實現輔助保健。該設備具有對人體無害、操作方便、無須去醫院排隊、使用安全等優點，可廣泛用于健康監測、遠程體檢和輔助保健等領域。
【發明內容】
[0004]本發明目的在于提供一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，利用洗浴的閑暇時間對人體不同部位和穴位的生理數據進行采集，也可以通過提高超聲波發射功率在特定位置進行超聲波按摩而實現輔助保健。
[0005]一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，其特征在于包括生理數據采集浴缸、生理數據采集花灑頭、定位標簽、數據采集服和數據采集系統。
[0006]一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，其中所述生理數據采集浴缸包括數據采集終端、軌道、缸體、牽引電動機、置腳板、置手板和頭枕板。洗浴者把手、腳和頭放在預設的置腳板、置手板和頭枕板位置，數據采集終端固定在缸體夾層的軌道上，利用牽引電動機的牽引力沿著軌道從缸底到缸頂呈螺旋式緩慢旋轉并上升，然后從缸頂到缸底呈螺旋式緩慢旋轉并下降，期間通過超聲波的發射和陣列接收對缸體范圍內各處的人體生理數據進行采集。
[0007]本發明中生理數據采集浴缸，其中所述置腳板、置手板和頭枕板采用聚氨酯透聲軟質凝膠或其它透聲材料制成并置于浴缸的特定位置，洗浴者可以根據自己的體位移動置腳板、置手板和頭枕板的位置，確保雙腳放在置腳板，雙手放在置手板，頸項放在頭枕板。置腳板、置手板和頭枕板的形狀事先已知，它們所在位置的透聲率不同于其它位置，因此聲阻抗也不同于其它位置，根據數據采集、時頻反演和特征分析后的聲阻抗及其分布形狀可以定位腳板、手掌和頸項位置，根據數據采集點和已知腳板、手掌和頸項的距離可初步確定數據采集點對應的生理位置。
[0008]本發明中生理數據采集浴缸，其中所述數據采集終端包括收發一體的超聲波探頭陣列、信號處理單元、通信單元和電池單元，并用透聲防水材料進行封裝。其中，收發一體的超聲波探頭陣列包括一個超聲波發射探頭和多個超聲波接收探頭，它們按照一定方式排列并組成超聲波探頭陣列；信號處理單元負責發射信號的產生和陣列接收信號的預處理；通信單元負責數據采集終端和數據采集系統之間數據和控制信息的傳遞，可采用有線/無線通信模式；電池單元負責對數據采集終端進行供電，采用微型電池或者充電模塊。
[0009]本發明中生理數據采集浴缸，其中所述缸體設置中空的夾層并放置螺旋形軌道，夾層內側的缸體采用聚氨酯材料或者其它透聲材料制成，為了有利于超聲波信號的傳播和耦合液體的經濟適用，夾層中可以采用液體水來達到此目的。
[0010]本發明中生理數據采集浴缸，其中所述牽引電動機通過電機旋轉拉動鋼絲繩，牽引固定在鋼絲繩上的數據采集終端沿著軌道移動。
[0011]本發明中生理數據采集浴缸，其中所述軌道采用鋼絲繩制作，設置在浴缸的夾層中，數據采集終端固定地卡在鋼絲繩上，利用牽引電動機的牽引力拉動鋼絲繩，牽引著數據采集終端從浴缸底部到頂部沿著軌道螺旋式旋轉并上升，然后從缸頂到缸底呈螺旋式緩慢旋轉并下降，從而遍歷浴缸的整個數據采集區域。
[0012]一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，其中所述生理數據采集花灑頭包括數據采集終端和花灑面板、花灑底座、防漏橡膠墊。其中數據采集終端采用支架固定在花灑底座上，防漏橡膠墊和花灑面板依次安裝在花灑底座上。打開花灑后水流從花灑面板的孔隙中射出，數據采集終端啟動后從發射探頭主動發射超聲波并隨著水流向前行進，遇到人體后有部分反射波沿著入射水流反向傳輸，由鄰近的超聲波接收探頭接收。
[0013]本發明中生理數據采集花灑頭，其中所述數據采集終端包括數據采集單元、數據采集板、陣列信號處理單元、功放單元、通信單元和電池模塊，并用透聲防水膜密封起來。其中，數據采集單元是收發一體的超聲波探頭陣列，包括一個超聲波發射探頭和多個超聲波接收探頭，它們按照一定形狀排列并形成陣列，多個數據采集單元按照一定形狀排列并固定在數據采集板上；陣列信號處理單元負責發射信號的產生和陣列接收信號的預處理；功放單元負責對發射信號進行功率放大；通信單元負責數據采集終端和數據采集系統之間數據和控制信息的傳遞，可采用有線/無線通信模式；電池單元負責對數據采集終端進行供電，采用微型電池或者充電模塊。
[0014]一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，其中所述定位標簽采用透聲材料制成，具有一定形狀且不限于圓形，不同標簽的形狀可以不同；定位標簽通過打孔對標簽進行編碼，不同標簽的打孔序列和對應碼字不同，打孔處的透聲率不同于未打孔處，可利用聲阻抗分布特性進行碼字識別。實際應用中，不同數據采集部位使用的定位標簽預先設定好，把特定形狀或編碼的定位標簽貼在數據采集部位，其透聲率不同于無標簽位置，通過回波接收、時頻特性反演和后續聲阻抗分析，利用聲阻抗分布形狀可以確定定位標簽的形狀和編碼，把采集的數據、采集部位和編碼對應起來并存儲在一起，方便后續數據定位和特征分析。
[0015]一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，其中所述數據采集服采用彈性透聲材料定制，標識出經絡走向和人體主要穴位的位置，在穴位位置上通過打孔進行編碼，洗浴時也可以把定位標簽貼在特定位置，通過調整衣服的平展度使標識的穴位和定位標簽正對著數據采集位置。
[0016]一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，其中所述數據采集系統包括通信單元、信號處理與反演單元、主控制器、存儲單元和人機交互。其中，通信單元負責數據采集終端與數據采集系統之間數據和控制信息的傳遞，可采用有線/無線通信模式；信號處理與反演單元負責進行信號處理和時頻特性反演，得到不同位置回波信號的時域和頻域特性、延時特性、聲阻抗特性等；主控制器采用嵌入式處理器，負責整個裝置的參數設置與控制、不同單元之間的調度；存儲單元負責采集參數、超聲回波信號數據和反演結果的存儲；人機交互平臺負責采集參數的設置和超聲回波特性的圖形顯示。
[0017]一種人體生理數據采集及輔助保健方法，其特征是包括兩種工作模式:數據采集模式和按摩模式。數據采集模式啟動后，生理數據采集浴缸或者生理數據采集花灑頭通過數據采集終端的發射探頭發射超聲波，反射的超聲回波由陣列接收探頭獲取，超聲回波經過預處理后通過通信單元送至數據采集系統，在數據采集系統中經過信號處理和時頻特性反演后保存在存儲單元，這個數據采集過程反復進行直至數據采集結束；按摩模式啟動后，生理數據采集花灑頭通過數據采集終端產生的發射信號通過功率放大后經發射探頭發射超聲波，這個大功率超聲波隨水流噴射到人體特定部位，通過超聲波產生的內振動和溫熱效應實現輔助按摩。
[0018]本發明所提出的一種基于超聲波人體生理數據采集及輔助保健的洗浴設備，具有以下優點:
(I)本發明利用洗浴的閑暇時間收集人體生理數據，借助后續的數據分析、特征識別和特征比對可實現健康監測和遠程體檢。
[0019](2)本發明采用透聲材料制成具有特定形狀的定位標簽，通過打孔對定位標簽進行編碼，利用定位標簽對數據采集部位進行標識，為后續數據分析和特征識別提供了位置
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[0020](3)本發明采用一種生理數據采集浴缸，在洗浴時利用超聲波的發射和接收對不同部位的人體生理數據進行采集。
[0021](4)本發明采用一種生理數據采集花灑頭，在淋浴時利用超聲波的發射和接收對不同部位的人體生理數據進行采集；提高超聲波發射功率可對人體特定部位進行按摩，實現輔助保健。
[0022](5)本