CN103892804A - 一种用于健康监控的腕式装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于健康监控的腕式装置，该腕式装置包括生理参数测量设备、智能匹配终端、第一柔性腕带和第二柔性腕带，其中：所述生理参数测量设备，用于获得人体的生理参数，并将该生理参数发送至所述智能匹配终端；所述智能匹配终端，用于接入无线互联网，并通过该无线互联网将所述生理参数上传至后台服务器，还用于通过所述无线互联网接收所述后台服务器针对所述生理参数的反馈结果，并显示该反馈结果；所述生理参数测量设备、所述智能匹配终端、所述第一柔性腕带和所述第二柔性腕带整体组合为用于环绕在人体腕部的环状腕式佩戴结构。
Description
技术领域
本发明涉及医学传感技术和电子通信领域，尤其涉及一种用于健康监控的腕式装置。
背景技术
目前，随着生活水平的提高和人们对于个人健康状况的关注，便于普通大众使用的医疗测量设备得到广泛应用。人体生理参数是医学上衡量人体生理状态的一系列指标，包括脉搏，血压，血糖，血氧饱和度等。生理参数宏观地反映了人体的身体状况，对于疾病预测，身体保养具有非常重要的预警与指引作用。通常生理参数由人们在医院经过专业仪器体检而获得。但随着科技的进步，越来越多的小型化、家庭化的便携式生理参数测量设备问世，受到人们的青睐。
现有技术中常常将便携式生理参数测量设备与智能手机配合使用，利用智能手机的数据处理能力和数据显示能力配合便携式生理参数测量设备使用，智能手机通过蓝牙与便携式生理参数测量设备通信，并接收便携式生理参数测量设备测量得到的生理参数。蓝牙是一种短距离通信的无线技术，因此用户在使用基于上述便携式生理参数测量设备时，需要同时携带该便携式生理参数测量设备和智能手机，但现有技术中并未提供一种有效方便的结构组合方案使用户便于同时携带上述便携式生理参数测量设备和智能手机。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种用于健康监控的腕式装置，该腕式装置包括生理参数测量设备、智能匹配终端、第一柔性腕带和第二柔性腕带，其中：
所述生理参数测量设备，用于获得人体的生理参数，并将该生理参数发送至所述智能匹配终端；
所述智能匹配终端，用于接入无线互联网，并通过该无线互联网将所述生理参数上传至后台服务器，还用于通过所述无线互联网接收所述后台服务器针对所述生理参数的反馈结果，并显示该反馈结果；
所述第一柔性腕带的两端分别连接所述生理参数测量设备和所述智能匹配终端，所述第二柔性腕带的两端分别连接所述生理参数测量设备和所述智能匹配终端，所述生理参数测量设备、所述智能匹配终端、所述第一柔性腕带和所述第二柔性腕带整体组合为用于环绕在人体腕部的环状腕式佩戴结构。
根据本发明的一个方面，所述腕式装置中所述生理参数测量设备包括密封壳体，所述光发射和接收单元和所述处理单元设置在该密封壳体的内部；所述密封壳体上设置防水窗口，所述至少一种波长的测量光通过该防水窗口从所述密封壳体的内部穿透至所述密封壳体的外部。
根据本发明的另一个方面，所述腕式装置中便携式测量设备获得被测量对象的生理参数包括：所述便携式测量设备向所述被测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测量光，并接收所述测量光的反射光；以及所述便携式测量设备对所述反射光进行处理以得到所述生理参数。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中当所述环状腕式佩戴结构环绕在所述人体的腕部时，所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带的长度配置为使所述防水窗口对准所述桡动脉皮肤，并使所述智能匹配终端位于所述腕部中紧挨所述人体的手掌背部的一侧上。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带还包括柔性导线，该柔性导线封装在所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带的带体内；所述生理参数测量设备通过所述柔性导线将所述生理参数发送至所述智能匹配终端
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带上设置用于调节长度的限位扣结构。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中所述生理参数测量设备和所述智能匹配终端之间建立短距离无线通信的连接，所述生理参数测量设备通过该短距离无线通信的连接将所述生理参数发送至所述智能匹配终端。。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中所述短距离无线通信包括蓝牙通信。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中所述至少一种波长的测量光包括：红光和/或红外光。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中所述红光的波长的范围是660nm±3nm；所述红外光的波长的范围是940nm±10nm，或所述红外光的波长是9600nm。
根据本发明的又一个方面，所述腕式装置中的所述智能匹配终端是智能手表。
本发明提供的用于健康监控的腕式装置具有以下优点：在机械结构上将生理参数测量设备和智能匹配终端通过第一柔性腕带和第二柔性腕带连接固定，以形成便于人体佩戴的环状腕式佩戴结构，便于用户随身携带以便提升所述腕式装置的便携性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本发明的用于健康监控的腕式装置的立体图；
图2是图1所示出的腕式装置的侧视图；
图3是图1所示出的腕式装置对应人体腕部的佩戴位置的示意图；
图4是可用于实现图1或图2所提供的腕式装置中智能匹配终端的智能终端的结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
请参考图1，图1是根据本发明的用于健康监控的腕式装置的立体图，该腕式装置包括生理参数测量设备100、智能匹配终端200、第一柔性腕带300和第二柔性腕带400，其中：
所述生理参数测量设备100，用于获得人体的生理参数，并将该生理参数发送至所述智能匹配终端200；
所述智能匹配终端200，用于接入无线互联网，并通过该无线互联网将所述生理参数上传至后台服务器201，还用于通过所述无线互联网接收所述后台服务器201针对所述生理参数的反馈结果，并显示该反馈结果；
所述第一柔性腕带300的两端分别连接所述生理参数测量设备100和所述智能匹配终端200，所述第二柔性腕带400的两端分别连接所述生理参数测量设备100和所述智能匹配终端200，所述生理参数测量设备100、所述智能匹配终端200、所述第一柔性腕带300和所述第二柔性腕带400整体组合为用于环绕在人体腕部的环状腕式佩戴结构。
具体地，所述生理参数测量设备100包括：光发射和接收单元，用于向所述人体的腕部的桡动脉皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收所述测量光的反射光；处理单元，用于对所述反射光进行处理以得到所述生理参数。典型地，所述光发射和接收单元采用光反射法来测量被测量对象的各项生理参数，其具体原理是利用光发射器向人体组织发送光波，该光波经过人体组织反射后生成反射光，光接收器接收该反射光并分析该反射光所反映的人体的生理状况，从而达到测量人体生理参数的目的。具体地，本文所提及的术语“生理参数”包括脉搏参数、血压参数、血糖参数、血氧饱和度参数中任一或其组合。
光发射和接收单元用于向人体的腕部的桡动脉皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收所述测量光的反射光，因此该光发射和接收单元可以使用能满足上述功能的光电传感器来实现。例如，当前所需测量的生理参数是脉搏参数，根据光反射法测量脉搏参数的原理，测量光可以红光也可以是红外光，因此光发射和接收单元可以是能产生红光的光电传感器，也可以是可以产生红外光的光电传感器，还可以是既能产生红光也可以产生红外光的光电传感器；当前所需测量的生理参数是血氧饱和度参数时，根据双波长反射法测量血氧饱和度参数的原理，需要两种波长的测量光共同作用才能实现，因此光发射和接收单元是能够产生红光和红外光两种不同波长的测量光的光电传感器；当前所需测量的生理参数是血糖参数时，根据光反射法测量血糖参数的原理，所述测量光可以使用波长较大（例如为9600nm）的红外光来实现，因此光发射和接收单元是能够产生上述波长为9600nm的红外光的光电传感器。相应地，若当前所需测量的生理参数是血压参数，该血压参数可以通过脉搏参数测算得到，因此此类情况下对光发射和接收单元所提出的硬件需求等同于测量脉搏参数。
优选地，所述至少一种波长的测量光包括：红光和/或红外光。典型地，该光发射和接收单元可使用NJL5501R芯片来实现，NJL5501R芯片是一种可以产生红光和红外光的光电传感器。为满足测量所述生理参数的需求，NJL5501R芯片发出的红光的波长的范围是660nm±3nm，所述红外光的波长的范围是940nm±10nm。可选地，该光发射和接收单元还集成发射波长是9600nm的红外光的光电传感器。
根据对所述处理单元的功能要求，所述处理单元可以使用常见的单片机芯片来实现，例如MK20DN512VLK10芯片。本领域技术人员应当理解，所述处理单元或所述光发射和接收单元中应包括合适的模数转换芯片，用于将所述光发射和接收单元接收到的反射光信号转换为数字信号供所述处理单元进行处理。
为了保证生理参数测量设备100中各种电子元件能在随身佩戴的情况下正常工作，如图1所示，优选地所述生理参数测量设备100包括密封壳体110，所述光发射和接收单元和所述处理单元设置在该密封壳体110的内部；所述密封壳体上设置防水窗口120，所述至少一种波长的测量光通过该防水窗口120从所述密封壳体110的内部穿透至所述密封壳体110的外部。
典型地，智能匹配设备200可使用现有的任一种智能手表来实现，该智能手表包括但不限于安装了Symbian、Windows Mobile、iOS、Android、Maemo、WebOS、Palm OS或Blackberry OS等终端操作系统的智能手表。优选地，上述智能手表具有防水封装结构。
为了便于人体佩戴舒适和方便，所述第一柔性腕带300和/或所述第二柔性腕带400设置为可调节长度的结构，请参考图2，图2是图1所示出的腕式装置的侧视图，在该实施例中，第一柔性腕带300具有上述可调节长度的结构，该第一柔性腕带300上设置用于调节长度的限位扣结构310，便于用户根据具体的手腕外径调节生理参数测量设备100、所述智能匹配终端200、所述第一柔性腕带300和所述第二柔性腕带400整体组合为用于环绕在人体腕部的环状腕式佩戴结构的内径。当然在其他的实施例中，与限位扣结构310类似的结构也可以设置在第二柔性腕带400上。所述第一柔性腕带300和所述第二柔性腕带400可以由多种部件组合构成，所述部件的材料包括金属、橡胶、布料、有机聚合材料、皮革等。
在优选的实施例中，生理参数测量设备100和智能匹配设备200之间通过短距离无线通信进行通信，所述生理参数测量设备100通过该短距离无线通信的连接将所述生理参数发送至所述智能匹配终端200，该短距离无线通信指的是蓝牙、ZigBee、UWB、IrDA、HomeRF、Wi-Fi中任一或其组合。图2示出的实施例中，基于低功耗和便于开发的考虑，所述短距离无线通信选用蓝牙通信。
在另一实施例中，所述第一柔性腕带300和/或所述第二柔性腕带400还包括柔性导线，该柔性导线封装在所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带的带体内；所述生理参数测量设备100通过所述柔性导线将所述生理参数发送至所述智能匹配终端200。
优选地，所述环状腕式佩戴结构环绕在所述人体的腕部时，所述第一柔性腕带300和/或所述第二柔性腕带400的长度配置为使所述防水窗口120对准所述桡动脉皮肤，并使所述智能匹配终端200位于所述腕部中紧挨所述人体的手掌背部的一侧上。请参考图3，图3是图1所示出的腕式装置对应人体腕部的佩戴位置的示意图，如图3所示，本发明提供的腕式装置佩戴在人体的腕部位置时，可以调节第一柔性腕带300和/或第二柔性腕带400的长度，使得防水窗口120对准人体的腕部的桡动脉皮肤101，这样才能达到最佳的测量效果。
请参考图4，图4是可用于实现图1或图2所提供的腕式装置中智能匹配终端的智能终端的结构示意图，图4示意性地示出了所述智能终端的常见结构，参考图4对常见的智能终端的内部组件、软件和协议结构进行说明。
该智能终端具有处理器510，其负责智能终端的整体操作，并且可以利用任何商业可得中央处理单元、数字信号处理器或任何其他电子可编程逻辑器件实现。处理器510具有关联的存储器520，该存储器520包括但不限于RAM存储器、ROM存储器、EEPROM存储器、闪存或其组合。存储器520由处理器500控制用于各种目的，其中之一在于为智能终端中各种软件存储程序指令和数据。
该智能终端的软件层面包括实时操作系统540、用于人机界面560的驱动器、应用处理机550和各种应用。所述应用例如是文本编辑器551、手写识别应用552和各种其他多媒体应用553，典型地该其他多媒体应用包括诸如语音呼叫应用、视频呼叫应用、发送和接收短消息服务(SMS)消息应用、多媒体消息服务(MMS)应用或电子邮件应用、web浏览器、即时消息收发应用、电话簿应用、日历应用、控制面板应用、照相机应用、一个或多个视频游戏、记事本应用等。应当注意，上述应用的两个或更多可以作为同一应用执行。
所述智能终端还包括一个或多个硬件控制器，用于与人机界面560的驱动器一起与显示设备561，物理按键562、麦克风563和各种其他I/O设备（诸如扬声器、振动器、响铃发生器、LED指示器等）协作，以实现所述智能终端的人机交互。本领域技术人员应当理解用户可以通过这样形成的人机界面560来操作智能终端。
该智能终端的软件层面还可以包括各种模块、协议栈、驱动器等与通信相关的逻辑，归纳为如图3中示出的通信接口570，用于为无线射频接口571以及可选地为蓝牙接口572和/或红外接口573提供通信服务（例如传输、网络和连通性），以实现所述智能终端的网络连通性。无线射频接口571包括内部或外部天线以及用于建立和维护通往基站的无线链路的适当无线电电路。如本领域技术人员公知的，所述无线电电路包括一系列模拟和数字电子组件，其一起形成无线电接收机和发射机。这些组件例如包括带通滤波器、放大器、混频器、本地振荡器、低通滤波器、AD/DA转换器等。
智能终端还可以包括读卡装置530，该读卡装置530通常包括处理器以及数据存储器等，用于读出SIM卡的信息并以此为根据协作无线射频接口517接入运营商所提供的网络。
此外，本说明书中提及的术语“智能手表”具有如图4所示出结构。本领域技术人员应当理解“智能手表”这一术语所指代的设备可参考现有的穿戴式智能设备来实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。
不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
本发明提供的用于健康监控的腕式装置具有以下优点：在机械结构上将生理参数测量设备和智能匹配终端通过第一柔性腕带和第二柔性腕带连接固定，以形成便于人体佩戴的环状腕式佩戴结构，便于用户随身携带以便提升所述腕式装置的便携性。
以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (11)
1.一种用于健康监控的腕式装置，该腕式装置包括生理参数测量设备、智能匹配终端、第一柔性腕带和第二柔性腕带，其中：
所述生理参数测量设备，用于获得人体的生理参数，并将该生理参数发送至所述智能匹配终端；
所述智能匹配终端，用于接入无线互联网，并通过该无线互联网将所述生理参数上传至后台服务器，还用于通过所述无线互联网接收所述后台服务器针对所述生理参数的反馈结果，并显示该反馈结果；
所述第一柔性腕带的两端分别连接所述生理参数测量设备和所述智能匹配终端，所述第二柔性腕带的两端分别连接所述生理参数测量设备和所述智能匹配终端，所述生理参数测量设备、所述智能匹配终端、所述第一柔性腕带和所述第二柔性腕带整体组合为用于环绕在人体腕部的环状腕式佩戴结构。
2.根据权利要求1所述的腕式装置，其中，所述生理参数测量设备包括：
光发射和接收单元，用于向所述人体的腕部的桡动脉皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收所述测量光的反射光；
处理单元，用于对所述反射光进行处理以得到所述生理参数。
3.根据权利要求2所述的腕式装置，其中：
所述生理参数测量设备包括密封壳体，所述光发射和接收单元和所述处理单元设置在该密封壳体的内部；
所述密封壳体上设置防水窗口，所述至少一种波长的测量光通过该防水窗口从所述密封壳体的内部穿透至所述密封壳体的外部。
4.根据权利要求3所述的腕式装置，其中：
当所述环状腕式佩戴结构环绕在所述人体的腕部时，所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带的长度配置为使所述防水窗口对准所述桡动脉皮肤，并使所述智能匹配终端位于所述腕部中紧挨所述人体的手掌背部的一侧上。
5.根据权利要求1所述的腕式装置，其中：
所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带还包括柔性导线，该柔性导线封装在所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带的带体内；
所述生理参数测量设备通过所述柔性导线将所述生理参数发送至所述智能匹配终端。
6.根据权利要求1、4或5所述的腕式装置，其中：
所述第一柔性腕带和/或所述第二柔性腕带上设置用于调节长度的限位扣结构。
7.根据权利要求1所述的腕式装置，其中：
所述生理参数测量设备和所述智能匹配终端之间建立短距离无线通信的连接，所述生理参数测量设备通过该短距离无线通信的连接将所述生理参数发送至所述智能匹配终端。
8.根据权利要求7所述的腕式装置，其中：
所述短距离无线通信包括蓝牙通信。
9.根据权利要求1所述的腕式装置，其中，所述至少一种波长的测量光包括：
红光和/或红外光。
10.根据权利要求9所述的腕式装置，其中：
所述红光的波长的范围是660nm±3nm；
所述红外光的波长的范围是940nm±10nm，或所述红外光的波长是9600nm。
11.根据权利要求1、4或7任一项所述的腕式装置，其中：
所述智能匹配终端是智能手表。
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