CN103239218A

CN103239218A - 脉搏监控设备及系统

Info

Publication number: CN103239218A
Application number: CN2013101964300A
Authority: CN
Inventors: 邱云周; 秦文霞; 肖世良; 裴俊; 谢东峰; 潘乐炳; 张家辉
Original assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: CN103239218B

Abstract

本发明提供一种脉搏监控设备及系统。其中，脉搏监控设备至少包括：感测脉搏信号的传感器；用于对传感器所感测的信号进行放大及滤波的放大滤波电路；用于基于放大滤波电路输出的多个信号来确定脉搏判决阈限的自适应训练单元；用于基于所述脉搏判决阈限来确定单位时间内放大滤波电路输出的脉搏信号的个数是否超过正常范围的监控单元；用于当单位时间内的脉搏信号个数超过正常范围时输出警示信息的警示单元；以及用于供电的电源单元；此外，通过配置本地通讯设备，可将脉搏监控设备输出的警示信息发送至异地监护系统。本发明具有监测准确、报警及时、监控有效、携带方便及成本低廉等优点。

Description

脉搏监控设备及系统

技术领域

本发明涉及脉搏监控领域，特别是涉及一种脉搏监控设备及系统。

背景技术

对心脑血管疾病患者体征监测及独居老人的监护一直是困扰广大患者和家属的难题，脉搏携带有丰富的人体健康状况信息，准确地检测脉搏信号对于预防心血管系统疾病的发生，提高人们身心健康水平具有重要的科学和社会意义。

现有医院对患者的心电监护多采用心电监护仪。心电监护仪是一种能同时监护病人的动态心电图形、呼吸、体温、血压（分无创和有创）、血氧饱和度、脉率等生理参数的设备，其通过将与导联线连接的贴片贴于患者的胸部来对患者实施监控，该种有线方式直接影响患者的行动自由。为此，在申请号为201120478761.X的中国专利文献中，公开了一种生命特征脉搏监控设备，其包括电池组、人体生命特征传感器、读写器和上位机，所述读写器包括RFID读写器和无线传输模块，由于人体生命特征传感器与读写器之间以无线方式传输数据，读写器又通过无线网络与上位机无线连接，因此，人体生命特征传感器将感测的数据发送给读写器，读写器再发送给上位机，由此来实现监控。该监控设备虽然能以无线方式来传输数据，功能较为完善，但其成本过高，难以适用于普通人群在家使用。

而随着社会老龄化趋势的发展，越来越多老人选择居家养老，如何对该些居家养老的老人提供全天时、全天候的健康监护服务，构建低成本、广覆盖的全民健康医疗保障网络，创立家庭、社区、医院三维一体医疗服务新模式，已成为关注的焦点。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种使用方便且成本低廉的脉搏监控设备及系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脉搏监控设备，其至少包括：

感测脉搏信号的传感器；

用于对所述传感器所感测的信号进行放大并滤波的放大滤波电路；

自适应训练单元，用于基于所述放大滤波电路输出的多个信号来确定脉搏判决阈限；

监控单元，用于基于所述脉搏判决阈限来确定单位时间内所述放大滤波电路输出的脉搏信号的个数是否超过正常范围；

警示单元，用于当单位时间内的脉搏信号个数超过正常范围时输出警示信息；

用于供电的电源单元。

优选地，所述警示单元包括发送警示信息的发送单元；更为优选地，所述发送单元包括蓝牙发送单元。

优选地，所述传感器包括微机电系统压电传感器。

优选地，所述放大滤波电路包括有源二阶低通滤波器；更为优选地，所述有源二阶低通滤波器由运算放大器、电容及电阻构成。

优选地，所述脉搏监控设备为腕式。

优选地，所述脉搏监控设备还包括：用于显示信息的显示单元。

本发明还提供一种脉搏监控系统，其至少包括：前述脉搏监控设备；以及将所述脉搏监控设备输出的警示信息发送至异地监护系统的本地通讯设备。

优选地，所述本地通讯设备包括具有蓝牙模块的手持式设备，例如，智能手机等。

如上所述，本发明的脉搏监控设备及系统，具有以下有益效果：能对人体脉搏进行有效监控，具有监测准确、报警及时、监控有效、携带方便及成本低廉等优点，能通过普通智能手机实现远程传输，无需额外配置传输设备，可为普通人群提供全天时、全天候的健康监护服务，具有较大的推广价值与应用前景。

附图说明

图1显示为本发明的脉搏监控设备示意图。

图2显示为本发明的脉搏监控设备的一种优选放大滤波电路示意图。

图3显示为本发明的脉搏监控设备所确定的脉搏判决阈限示意图。

元件标号说明

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图所示，本发明提供一种脉搏监控设备。该脉搏监控设备1至少包括：传感器11、放大滤波电路12、自适应训练单元13、监控单元14、警示单元15、及电源单元16。

所述传感器11用于感测脉搏信号，其可采用任何能感测脉搏信号的器件，优选地，所述传感器11为微机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS）压电传感器。该MEMS压电传感器采用新型高分子材料聚偏二氟乙烯PVDF研制而成，具有压电系数大、频响宽、声阻抗易匹配、机械强度高、柔韧性好、质量轻、耐冲击、易于大面积成膜和价格低廉等优点。

所述放大滤波电路12用于对所述传感器11所感测的信号进行放大并滤波，优选地，其可采用有源二阶低通滤波器来实现。

如图2所示，其为一种优选有源二阶低通滤波器电路图。该有源二阶低通滤波器主要由运算放大器、电容及电阻等组成，运算放大器对传感器11感测的信号进行放大，电阻对电路起到反馈调节作用，可显著提高电压放大范围，电容主要用来调节频率，把高于设定频率的信号导地进行滤除。

所述自适应训练单元13用于基于所述放大滤波电路12输出的多个信号来确定脉搏判决阈限。

其中，所述脉搏判决阈限用于判断所述放大滤波电路12输出的信号是否能被确定为脉搏信号。

具体地，在上电后，所述自适应训练单元13统计所述放大滤波电路12输出的多个信号的幅度范围，进而确定脉搏判决阈限。例如，如图3所示，图3中的“a”为所述自适应训练单元13确定的脉搏信号上升沿的上限、“b”为所述自适应训练单元13确定的脉搏信号上升沿的下限、“c”为所述自适应训练单元13确定的脉搏信号下降沿的上限，由此，当所述放大滤波电路12输出的脉冲信号上升沿大于b且该脉冲信号的下降沿小于c时，则认定为正常脉搏信号。

优选地，所述自适应训练单元13可采用微处理器等来实现。

所述监控单元14用于基于所述脉搏判决阈限来确定单位时间内所述放大滤波电路12输出的脉搏信号的个数是否超过正常范围。

具体地，所述监控单元14先基于所述脉搏判决阈限来确定所述放大滤波电路12输出的信号是否为脉搏信号，若是，则予以记录，由此来统计10秒或者1分钟等单位时间内脉搏信号的个数，并确定单位时间内的脉搏次数是否超过正常范围，例如，1分钟的脉搏次数低于40或高于120，则确定超过正常范围。

例如，如图3所示，所述自适应训练单元13确定的脉搏判决阈限包括脉搏信号上升沿的上限a、脉搏信号上升沿的下限b及脉搏信号下降沿的下限c，当脉搏判决阈限已确定之后，所述放大滤波电路12输出如图3所示的脉冲信号，则所述监控单元14基于图3中的第1个及第2个脉冲信号的上升沿均低于脉搏信号上升沿的下限b、第6个脉冲信号的上升沿超过脉搏信号上升沿的上限a，确定第1个、第2个及第6个脉冲信号均为干扰信号，并基于第3个、第4个、及第5个脉冲信号的上升沿均高于脉搏信号上升沿的下限b且低于脉搏信号上升沿的上限a、且下降沿均低于脉搏信号下降沿的下限c，来确定第3个、第4个、及第5个脉冲信号均为脉搏信号。

优选地，所述监控单元14可采用微处理器等来实现。

所述警示单元15用于当单位时间内的脉搏信号个数超过正常范围时输出警示信息，例如，以驱动警示灯的方式来输出警示信息。

优选地，所述警示单元15包括发送警示信息的发送单元，例如，以蓝牙方式发送警示信息的蓝牙发送单元。

所述电源单元16用于向传感器11、放大滤波电路12、自适应训练单元13、监控单元14、警示单元15供电，优选地，其通过电池的方式来供电。

作为一种优选方式，上述脉搏监控设备1为腕式，由此可方便使用者佩戴。

作为另一种优选方式，上述脉搏监控设备1还包括显示单元。该显示单元用于显示时间、单位时间内的脉搏次数等信息。

优选地，该显示单元采用微处理器、液晶阵列及显示屏等来实现。

上述脉搏监控设备1的工作过程如下：

首先，将脉搏监控设备1佩戴在被监控者的手腕上，上电后，传感器11感测被监控者的脉搏信号，并将所感测的信号送入放大滤波电路12处理后输出至自适应训练单元13，该自适应训练单元13基于多次的信号来确定该被监控者的脉搏判决阈限；在脉搏判决阈限确定以后，传感器11所感测的信号经过放大滤波电路12放大滤波后则送入监控单元14，该监控单元14基于自适应训练单元13所确定的脉搏判决阈限来确定放大滤波电路12提供的信号是否为脉搏信号，若是则予以记录，由此统计单位时间内的脉搏次数，并判断单位时间内的脉搏次数是否超过正常范围，若是，则警示单元15输出警示信息，并将所统计的单位时间内的脉搏次数予以显示。

作为另一种优选方式，上述脉搏监控设备1可与本地通讯设备，例如，具有蓝牙模块的手持式设备，构成脉搏监控系统，由此，当脉搏监控设备1以诸如蓝牙等方式将单位时间内的脉搏次数等警示信息发送给手持式设备后，该手持式设备再将所述脉搏监控设备1输出的警示信息发送至异地监护系统，例如，异地医疗等机构的监护系统，由此实现远程监控。

其中，所述手持式设备优选为智能手机等。

综上所述，本发明的脉搏监控设备及系统提供一种一体化、微型化、低成本腕式脉搏监控设备，将脉搏信息采集、滤波放大、信号处理、异常报警等功能进行综合集成，形态如腕式手表，具有时间显示功能，而报警信息和指控信息的远程传输服务则由智能手机来完成；而且，针对人体脉搏信号的特点，采用微型MEMS压电脉搏传感器进行脉搏信号采集，避免了红外、光敏等脉搏监测手段的局限性，并采用二阶反馈滤波处理电路及多门限判决处理方式，可有效滤除工频干扰、肌体抖动及外界振动等干扰，提高了脉搏监控的准确性，降低虚警、漏警的发生；此外，利用普通智能手机作为远程传输手段，将脉搏监控设备上报的异常情况自动编辑成语音、短信等报警信息，通过公用移动网络传输到异地监护系统，实现远程智能监控，避免脉搏监控设备集成远程传输模块，减少脉搏监控设备的尺寸和成本，而且，利用普通智能手机作为远程传输手段，便于接收异地监护系统的指控信息，且携行操作方便；再有，通过采用MEMS工艺、一体化集成设计、定期休眠策略等技术措施，有效提高了脉搏监控设备的微型化、低功耗水平，使之更具实用性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种脉搏监控设备，其特征在于，所述脉搏监控设备至少包括：

感测脉搏信号的传感器；

用于供电的电源单元。

2.根据权利要求1所述的脉搏监控设备，其特征在于，所述警示单元包括发送警示信息的发送单元。

3.根据权利要求2所述的脉搏监控设备，其特征在于：所述发送单元包括蓝牙发送单元。

4.根据权利要求1所述的脉搏监控设备，其特征在于：所述传感器包括微机电系统压电传感器。

5.根据权利要求1所述的脉搏监控设备，其特征在于：所述放大滤波电路包括有源二阶低通滤波器。

6.根据权利要求5所述的脉搏监控设备，其特征在于：所述有源二阶低通滤波器由运算放大器、电容及电阻构成。

7.根据权利要求1所述的脉搏监控设备，其特征在于：所述脉搏监控设备为腕式。

8.根据权利要求1所述的脉搏监控设备，其特征在于还包括：用于显示信息的显示单元。

9.一种脉搏监控系统，其特征在于，所述脉搏监控系统至少包括：

权利要求1至8任一项所述的脉搏监控设备；

将所述脉搏监控设备输出的警示信息发送至异地监护系统的本地通讯设备。

10.根据权利要求9所述的脉搏监控系统，其特征在于，所述本地通讯设备包括具有蓝牙模块的手持式设备。