CN101617940B

CN101617940B - 脉搏监测装置及脉搏本地、远程监测报警系统

Info

Publication number: CN101617940B
Application number: CN2009101072453A
Authority: CN
Inventors: 汪欣
Original assignee: 汪欣
Current assignee: Lucent Baer medical Communications Research Institute (Wuhan) Limited
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: CN101617940A

Abstract

本发明涉及脉搏监测装置及脉搏本地、远程监测报警系统。其中，脉搏监测装置包括一个多探头压力传感器及与其相连的信号处理电路，及与信号处理电路相连的输入装置和输出装置；传感器的感应表面相互间隔预定距离设置有多个探头，探头之间的距离设置以能够保持每个探头既能有较大地相对独立运动，又能有较高的密度为准，使得当将脉搏监测装置放置在动脉血管附近时，多探头压力传感器上有至少一个探头能与动脉血管处肌肤相接触；其中探头为凸起物。利用本发明的脉搏监测装置，可以取得强度高、干扰小、稳定可靠、位置不敏感的脉搏信号，可以建立可靠实用的24小时脉搏实时监测系统，使用户每时每刻都能得到关注，尽早发现问题时及时治疗。

Description

脉搏监测装置及脉搏本地、远程监测报警系统

技术领域

本发明涉及保健器材，更具体地说，涉及一种能够监测人体生命体征的脉搏探测器、脉搏监测装置及脉搏本地、远程监测报警系统。

背景技术

医生通常通过探测脉搏来确定人的健康状态，比如心律和血压等。这是因为血液循环系统是人体的基本生命系统，脉搏和生命息息相关。

传统的中医号脉诊断，是通过医师的手指完成的；这一操作明显取决于医师的个人经验和一致性，因此这种诊断方法非常主观，没有严格的科学性。所以，尽管脉象对诊断非常重要，医生们也只能以他们手指所感觉到的状况，定性地描述脉象的模糊诊断。

一方面，尽管现有的精密脉搏探测器可以较严谨地评定人体脉搏，但由于这些仪器体积较大、不便携带，且仪器成本高价格昂贵、操作复杂，一般只适用于放置在医院内供医生为患者诊断疾病时使用。无法应用于各种不同的人体脉搏的日常、实时监测。

另一方面，现有的脉搏探测器由于探头布置上存在的缺陷，在使用时必须精确地调整传感器到某个特定的位置，才能探测到脉搏的跳动，一但测试过程中探头位置稍有移动就会出现误测、误报。这种脉搏探测器灵敏度低，不方便使用。

据统计全球有数亿的高血压、糖尿病、血脂异常、肥胖体重超标的患者和亚健康人群。每年中风、心肌梗塞、心力衰竭等非传染性疾病是占四分之三以上的主要死亡原因，其中心血管疾病占首位。事实上，如果能对脉搏进行有效的、24小时的实时监测，使病人得到及时早期治疗，绝大多数心脑血管疾病患者的病情可以缓解。而急性发作前的早期主动、自动报警，可大幅度减低心脑血管发病死亡几率。因此，急需一种能够对人体脉搏进行有效、可靠、24小时的实时监测的装置和系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的脉搏探测器在测试时必须精确对准动脉血管位置才能探测到脉搏跳动而造成的灵敏度低，不稳定的缺陷，提供一种具有多个探头的脉搏探测器。

同时提供一种包括前述脉搏探测器的脉搏监测装置。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：构造一种脉搏探测器，包括一个传感器及相互间隔预定距离设置在所述传感器感应表面的多个探头，所述多个探头将各自探测到的信号传递至所述传感器的感应表面，所述感应表面接收到的信号是各个探头传递的信号的迭加；其中，所述多个探头在所述感应表面排列成多行多列的点阵，且探头之间的距离设置以能够保持每个探头既能有较大地相对独立运动，又能有较高的密度为准。

在本发明所述的脉搏探测器中，所述多个探头通过基体或直接贴附在所述传感器的感应表面。

在本发明所述的脉搏探测器中，所述传感器为压力传感器，所述探头为凸起物；所述基体是由柔性或刚性材料制成的薄片，且所述凸起物设置在所述基体的上表面和/或下表面。

在本发明所述的脉搏探测器中，所述传感器包括以下至少一种或多种替代传感器：

超声波信号传感器，可选择性地包括一个超声波发生器，或

热敏传感器，可选择性地包括一个热源发生器；或

红外传感，可选择性地包括一个红外光源；或

电磁波信号传感器，可选择性的包括一个电磁波发生器；或

核磁共振信号传感器，可选择性的包括一个核磁共振发生器；或

X-光信号传感器，可选择性的包括一个X-光发生器。

本发明解决该技术问题所采用的另一技术方案是：构造一种脉搏监测装置，包括上述脉搏探测器及与其相连的信号处理电路，及与所述信号处理电路相连的输入装置和输出装置；其中，所述至少二个脉搏探测器排列成单行或多行的阵列，使得当将所述脉搏监测装置放置在人体肢干部的动脉血管附近时，所述至少二个脉搏探测器中有至少一个所述探头能与人体肢干部的动脉血管处肌肤相接触。

在本发明所述的脉搏监测装置中，所述信号处理电路包括低噪声信号放大器和微处理器，其中，每一个脉搏探测器连接有一个低噪声信号放大器，所述低噪声信号放大器的输出端连接到微处理器的输入端。

在本发明所述的脉搏监测装置中，

所述输入装置为按钮或键盘；

所述输出装置为蜂鸣器和/或LED指示灯或LCD显示屏。

在本发明所述的脉搏监测装置中，还包括一个与所述微处理器相连的短距离无线通讯模组。

在本发明所述的脉搏监测装置中，所述脉搏探测器、信号处理电路、输入装置和输出装置均安装在腕带上。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：构造一种脉搏本地监测报警系统，包括上述脉搏监测装置及一个本地监测报警装置，所述本地监测报警装置设置有一个短距离无线通讯接收模组，用于接收所述短距离无线通讯模组发送的脉搏数据信号和报警信号，并设置有一个长距离无线通讯发射模组，用于向远程监控中心发送脉搏数据和报警信号。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：构造一种脉搏远程监测报警系统，包括上述脉搏本地监测报警系统及远程监控中心，其中所述脉搏本地监测报警系统中的本地监测报警装置通过短距离无线通讯链路与脉搏监测装置通讯并通过长距离无线通讯链路与所述远程监控中心通讯。

实施本发明，具有以下有益效果：

由于每个传感器上设置有多个探头，其中只要有一个探头处于动脉血管位置处即可将脉搏信号传递到传感器感应表面，因而传感器位置变动对探测结果的影响很小，可靠性高；而当多个探头处于动脉血管位置时，每个探头得到的脉搏信号可以在传感器感应表面上迭加，因而灵敏度高。

另外，本发明的脉搏监测装置中每个传感器连接一个低噪声放大器且多个传感器共用一个微处理器，其电路简单、器件少、成本低。

本发明的脉搏监测装置能够对人体脉搏进行有效、可靠、24小时的实时监测，有助于及时、尽早地发现病情，防患于未燃。再者，本发明的脉搏监测装置带有无线通讯模组，当携带者脉搏出现异常时，无线通讯模组可通过无线通讯网络将报警、求救信号发往本地监测报警装置和/或远程监控中心，使病人得到及时、早期治疗。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1A是根据本发明一实施例的脉搏探测器的主视图；

图1B是图1A的俯视图；

图1C是图1A的右视图；

图2A是根据本发明一实施例的脉搏探测器组件的主视图；

图2B是图2A的俯视图；

图2C是图2A的右视图；

图3A是根据本发明一实施例的脉搏监测装置和本地监测报警装置通讯的示意图；

图3B是图3A中脉搏监测装置的后视图；

图4是根据本发明一实施例的脉搏监测装置的方框图；

图5是根据本发明一实施例的脉搏本地监测报警系统的方框图；

图6是根据本发明一实施例的脉搏远程监测报警系统的方框图。

具体实施方式

本发明所述的脉搏监测装置能够感应人体动脉的一维、二维脉搏脉动压力。

依据本发明的一个实施例，脉搏监测装置包括至少一个多探头压力传感器。每个传感器连接一个低噪音信号放大器，该低噪音信号放大器连接到微处理器。脉搏探测器可由一个腕带、臂带、胸带和床垫、坐垫等任何可接触人体的固定装置固定在动脉附近的部位。

每一个探头独立感应脉动压力，多个探头组成的探头点阵探测到的信号迭加形成强度高、干扰小、稳定可靠脉搏压力信号。

图1A-1C为根据本发明实施例的单个脉搏探测器的结构示意图。图1A是主视图；图1B是图1A的俯视图；图1C是图1A的右视图。如图1A-图1C所示，在本实施例中，脉搏探测器设置有3个探头1，探头1连接于基体2上，基体2与压力传感器3的感应表面相接触，将探头探测到的信号传递到传感器的感应表面，传感器的输出信号通过引出线4输出。

图2A-2C是根据本发明实施例的包括两个脉搏探测器的脉搏探测器组件的结构示意图，其中，图2A是主视图；图2B是图2A的俯视图；图2C是图2A的右视图。如图2A-2C所示，在本实施例中，每个脉搏探测器设置有6个探头1，探头1连接于基体2上，基体2与第一压力传感器31、第二压力传感器32的感应表面相接触，将探头探测到的信号传递到传感器的感应表面，传感器的输出信号通过引出线41、42输出。虽然图2A-2C中的基体2是一个整块的基体，作为选择，也可将其分成两个单独的基体：第一基体和第二基体，分别贴附在第一压力传感器31、第二压力传感器32的感应表面。

从图中可看出，探头之间相互间隔一段距离，形成点阵。这样设置的好处是：每个探头同时相对独立地探测信号，而在共用传感器的感应表面上迭加，得到较强的输出信号。虽然图1A所示脉搏探测器上设置有3个单列排列的探头，但本领域技术人员应当知晓，还可设置更多探头，并将其排列成多行多列的点阵，甚至可排列成圆形、椭圆形等或其它形状的点阵。同理，作为类似的实施方式，由至少两个脉搏探测器构成的脉搏探测器组件中，每个脉搏探测器上也可设置比图2A中所示的6个探头更多或更少的探头，并将其排列成多行多列的点阵，甚至可排列成圆形、椭圆形等或其它形状的点阵。探头之间的距离设置以能够保持每个探头既能有较大地相对独立运动，又能有较高的密度为准。

在图1A和图2A所示的实施例中，探头1是设置在基体2的上表面。在本发明的其它实施例中，探头1可设置在基体2的下表面，或者可在基体2的上、下两个表面均设置探头1。

基体2通常是由柔性或刚性材料制成的薄片。探头1的形状可以是弧形、半圆形、矩形、六角形等对称或非对称的多边形等各种不同形状的硬物体或软物体构成的凸起，通过薄片式基体(例如薄膜)用粘胶连接到或以任何方法连接到压力传感器单元的感应表面，形成探头点阵。在本发明的一些实施例中，探头1为硬质凸起物，例如：不锈钢、铝合金、钛合金等金属凸起物，尼侬、ABS、有机玻璃等硬塑料凸起物等，其通过粘结剂粘接在所述基体2上。在其它实施例中，探头1为软质凸起物，例如：硅胶、橡胶等软塑料，或者由充气或空心气囊等构成凸起物。凸起物与基体可以采用相同材质一体成型，或者凸起物可以通过粘结剂粘接在相同或不同材质的基体上。应当理解，上述提及的材料均应为健康卫生、对人体无害的材料。

在本发明的另一实施例中，探头直接设置在传感器的感应表面，例如粘贴在传感器的感应表面。或用能稳定地将探头安装在传感器的感应表面的其它方法。

虽然本发明的实施例中采用的是压力传感器，但本领域技术人员应当理解，还可以采用其它类型的传感器来实施本发明。例如采用超声波信号传感器，可选择性地包括一个超声波发生器，和具有一个以上的超声波探头的超声传感器；或热敏传感器，可选择性地包括一个热源发生器，和具有一个以上的热敏探头的热敏传感器；或红外传感器，可选择性地包括一个红外光源，和具有一个以上的红外探头的红外传感器；或电磁波信号传感器，可选择性的包括一个电磁波发生器，和具有一个以上的电磁探头的电磁传感器；或核磁共振信号传感器，可选择性的包括一个核磁共振发生器，和具有一个以上的核磁共振探头的核磁共振传感器；或X-光信号传感器，可选择性的包括一个X-光发生器，和具有一个以上的X-光探头的X-光传感器。

图3A是根据本发明一实施例的脉搏监测装置100及与其通讯连接的本地监测报警装置202的示意图；图3B是图3A中脉搏监测装置的后视图。如图3A和3B所示，在本实施例中，脉搏监测装置100为腕带固定式，脉搏探测器 101、信号处理电路(包括放大器和微处理器，此图中未示出)、输入装置104和输出装置105均安装在柔性腕带201上。本地监测报警装置202与脉搏监测装置100之间通过无线通讯链路120连接。本地监测报警装置202上的数字68为监测到的脉搏。

如图3B所示，本实施例的脉搏监测装置100上安装有3个脉搏探测器101，这种设置方式可以有效地扩大探测覆盖面积，以保证当脉搏监测装置100在一定范围内移动(例如在手腕上转动90度以内或上下移动2厘米以内)时，至少有一个脉搏探测器101中的至少一个探头能与动脉血管处肌肤相接触。也就是说，使得脉搏监测装置100的探测能力对位置变化不敏感。

在本发明的实施例中，腕带201设计成可伸缩(如带有部分松紧带)，使得使用者将脉搏监测装置100带在手腕上时，探头点阵可与动脉血管附近的皮肤良好接触。另外，腕带201的长度可以设置成可调式(如表带式)以适用于手腕粗细不同的各个使用者。

在本发明的其它实施例中，脉搏监测装置100上可以设置更多或更少的脉搏探测器101。例如，可以设置4个，排列成两行两列的阵列；6个，排列成2行3列的阵列；8个，排列成2行4列的阵列的；或者9个，排列成3行3列的阵列等等。或者，当传感器3的感应表面足够大时，只用一个或二个脉搏探测器101，当然这种情况下，每个脉搏探测器101上的探头数量也要足够多。

虽然图3A和3B中所示的脉搏监测装置的固定机构为腕带，但本发明不限于此，还可采用其它形式的固定机构，例如：一个装有用来携带单个脉搏探测器组件的刚性或半刚性固定板的柔性绷带，可拆卸地环绕在人体肢干上；一个臂带；胸带；床垫；坐垫等任何接触人体的固定装置，用于将脉搏探测器组件固定在人体动脉血管附近的部位。

图4是根据本发明一实施例的脉搏监测装置100的方框图。如图4所示，脉搏监测装置100包括：脉搏探测器101a-101n、低噪音信号放大器102a-102n、微处理器103、输入装置(按钮、键盘等)104、输出装置(蜂鸣器、LED灯等)105和短距离无线通讯模组106。其中，n为脉搏探测装置中包含的脉搏探测器的个数，每一个脉搏探测器101a-101n连接有一个低噪声信号放大器102a-102n，各个低噪声信号放大器的输出端连接到微处理器103的输入端。这种设计使得脉搏监测装置的电路简单、器件少、成本低。

图5是根据本发明一实施例的脉搏本地监测报警系统200的方框图。如图5所示，柔性腕带201所携带的脉搏监测装置100通过短距离无线通讯链路120连接到本地监测报警装置202。

图6是根据本发明一实施例的脉搏远程监测报警系统300的方框图。如图6所示，脉搏监测装置100通过短距离无线通讯链路120连接到本地监测报警装置202；本地监测报警装置202通过长距离无线通讯链路230连接到远程监控中心302。

在操作中，脉搏监测装置100取得实时脉动信号并通过短距离无线通讯链路120(如蓝牙、红外传输链路等)传送到本地脉搏监测报警装置202。本地脉搏监测报警装置202处理分析脉搏监测数据，并通过长距离无线通讯链路230(例如GSM、CDMA、WLAN、3G等通讯网络)和远程监控中心302通讯。远程监控中心302对由脉搏监测装置100和本地监测报警装置202构成的脉搏本地监测报警系统200进行24小时实时监控，平时对用户提供医疗顾问服务，急性发作时，提供自主、自动的各种方式报警。

虽然图3A、图5、图6中未示出脉搏本地监测报警装置202的详细组成，但通过以上描述，本领域技术人员应当知晓，脉搏本地监测报警装置202可包括短距离无线通讯接收模组、长距离无线通讯发射模组、脉搏监测数据处理分析模块、报警模块、脉搏数据显示模块及GPS定位模块等。

本发明的各个实施例中，脉搏探测器包括由一个以上的相邻沿着动脉血管双向(纵、横)单面或双面排列的弧形、半圆形、或相似形状的硬物体或软物体构成的探头点阵，并集成在一个压力传感器表面。单面探头点阵与人体表面或传感器表面相接触。双面探头点阵的双面分别与人体表面和传感器表面相接触。一个以上的该脉搏探测器双向(纵、横)排列组成脉搏探测器组件。在探测脉搏压力时，由于每个压力传感器上有数个探头，每个探头都可以感应脉动，大大提高每个压力传感器的探测灵敏度；并且由于有数个探头，该压力传感器对位置不敏感，在相对大的范围内都可以有效地感应脉动。而将数个多探头压力传感器单向、或双向排列集成使用，可得到更好的效果，更高的探测灵敏度，更强的感应信号。

利用本发明的脉搏探测器，可以取得强度高，干扰小，稳定可靠，位置不敏感的脉搏信号，可以建立可靠实用的24小时脉搏实时监测系统。使病人得到时时的关注，如果有问题及早治疗。而绝大多数心脑血管疾病患者，如果可以早期发现发病的趋势，及时采取措施，病情可以很快缓解。而急性发作前的早期自动、主动报警，则可大幅度减低心脑血管发病的猝死几率。

Claims

1.一种脉搏探测器，其特征在于，包括一个压力传感器(3、31、32)及相互间隔预定距离设置在所述压力传感器感应表面的多个凸起物，所述多个凸起物将各自相对独立地探测到的信号传递至所述压力传感器的感应表面，所述感应表面接收到的信号是各个凸起物传递的信号的迭加；其中，所述多个凸起物在同一感应表面排列成多行多列的点阵，且凸起物之间的距离设置以能够保持每个凸起物既能有较大地相对独立运动，又能有较高的密度为准；所述压力传感器的输出信号通过一条引出线(4、41、42)输出，其中，所述压力传感器的输出信号是各个凸起物探测到的信号在传感器的感应表面上迭加而得到的；所述多个凸起物通过基体(2)贴附在所述压力传感器的感应表面；其中，所述多个凸起物与基体采用相同材质一体成型。

2.一种脉搏监测装置，其特征在于，包括至少二个如权利要求1所述的脉搏探测器(101)及与其相连的信号处理电路，及与所述信号处理电路相连的输入装置(104)和输出装置(105)；其中，所述至少二个脉搏探测器排列成单行或多行的阵列，使得当将所述脉搏监测装置放置在人体肢干部的动脉血管附近时，所述至少二个脉搏探测器中有至少一个所述凸起物能与人体肢干部的动脉血管处肌肤相接触。

3.根据权利要求2所述的脉搏监测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括低噪声信号放大器(102)和微处理器(103)，其中，每一个脉搏探测器(101)连接有一个低噪声信号放大器，所述低噪声信号放大器的输出端连接到微处理器的输入端。

4.根据权利要求3所述的脉搏监测装置，其特征在于，

所述输入装置(104)为按钮或键盘；

所述输出装置(105)为蜂鸣器和/或LED指示灯或LCD显示屏。

5.根据权利要求3所述的脉搏监测装置，其特征在于，还包括一个与所述微处理器(103)相连的短距离无线通讯模组(106)。

6.根据权利要求3所述的脉搏监测装置，其特征在于，所述脉搏探测器(101)、信号处理电路、输入装置(104)和输出装置(105)均安装在腕带(201)上。

7.一种脉搏本地监测报警系统，其特征在于，包括如权利要求5所述的脉搏监测装置(100)及一个本地监测报警装置(202)，所述本地监测报警装置(202)设置有一个短距离无线通讯接收模组，用于接收所述短距离无线通讯模组(106)发送的脉搏数据信号和报警信号，并设置有一个长距离无线通讯发射模组，用于向远程监控中心(302)发送脉搏数据和报警信号。

8.一种脉搏远程监测报警系统，包括如权利要求7所述的脉搏本地监测报警系统(200)及远程监控中心(302)，其中所述脉搏本地监测报警系统(200)中的本地监测报警装置(202)通过短距离无线通讯链路(120)与脉搏监测装置(100)通讯并通过长距离无线通讯链路(230)与所述远程监控中心(302)通讯。