CN103932688A - 猝死预警装置及应用猝死预警装置的手表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种猝死预警装置，包括PPG监测模块、运动信息监测模块、CPU数据处理器和无线信号收发模块，所述PPG监测模块和运动信息监测模块均与CPU数据处理器连接，所述CPU数据处理器与无线信号收发模块连接。本发明同时提供了一种应用该猝死预警装置的手表。本发明提供的猝死预警装置，PPG监测模块实现人体脉搏相关信息监测，运动信息监测模块实现人体运动信息监测，通过对人体脉搏相关信息和人体运动信息的综合分析，进而进行猝死判断及报警，实现猝死预警。当可能发生猝死时向外界发送求救信号，以便被监测者及时获得救援，降低猝死死亡率。本发明提供的手表具有计时功能，还具有猝死预警功能。

Description

猝死预警装置及应用猝死预警装置的手表

技术领域

本发明涉及电子医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种具有猝死预警功能的猝死预警装置，及应用该猝死预警装置的手表。

背景技术

猝死是指短时间内很快死亡。猝死多发生于心脏疾病患者，因心脏供血不足而引发突然死亡。猝死发生时，心脏丧失有效收缩4－15秒即可导致昏厥和抽搐，呼吸迅速减慢。有数据显示，中国每年死于心脏性猝死的人数多达55万。由于猝死现象发生突然，且有效营救时间非常短暂，仅为7-10分钟，病人通常无法完成自救，或猝死发生时无旁人在场，因此，猝死病人的营救率非常低。

研究发现，在病人发生猝死前有一定的症状表现，如精神刺激或情绪波动现象，或者出现心前区闷痛，并伴有呼吸困难、心悸、极度疲乏感，或表现为急性心肌梗塞并伴有室性早搏。如果对产生上述现象时的生理指标进行实时监测，当监测到这些生理指标出现异常时，及时发出报警或求救信号，可大大降低猝死死亡率。但是，目前还没有这样的监测预警设备或方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种猝死预警装置及应用猝死预警装置的手表，该猝死预警装置通过对人体脉搏的PPG(Photo PlethysmoGraphy，脉搏波)波形监测，当被监测者具有发生猝死的可能时触发报警，以解决目前还没有猝死监测预警设备的问题，以降低猝死死亡率。

本发明提供的猝死预警装置，包括PPG监测模块、运动信息监测模块、CPU数据处理器和无线信号收发模块，所述PPG监测模块和运动信息监测模块均与CPU数据处理器连接，所述CPU数据处理器与无线信号收发模块连接。

PPG监测模块用于监测人体脉搏相关信息，运动信息监测模块用于监测人体运动信息，CPU数据处理器对人体脉搏相关信息和人体运动信息进行综合分析，并判断是否存在猝死的可能，当可能发生猝死时通过无线信号收发模块向外界发送求救信号，以便及时获得救援。

进一步的，所述PPG监测模块包括PPG传感器和弹性带，所述PPG传感器设置于弹性带的内部。根据本发明实施例，所述PPG传感器包括至少一个绿光LED灯、绿光传感器和至少一个光隔板，所述光隔板设置于绿光LED灯与绿光传感器之间。进一步的，所述绿光LED灯为发射光波长为540nm的绿光LED。540nm绿光相对于传统方式的红光或红外光更适合反射式的PPG波形检测，获得信号的信噪比更好。

优选的，所述光隔板为两个，所述绿光LED灯为两个，所述绿光传感器设置于两个绿光LED灯之间。利用双绿光的结构可进一步地提高信噪比，并且减小运动伪差的影响。

根据本发明实施例，所述运动信息监测模块包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器与CPU数据处理器连接。三轴加速度传感器用于监测被监测对象的运动信息。

优选的，所述无线信号收发模块为蓝牙4.0模块。蓝牙4.0模块功耗低，即使在无手机信号的情况下，仍然可通过蓝牙4.0将求救信号广播出去，无障碍的有效距离可达50米以上，在此范围其它具有蓝牙4.0功能的手机只要打开蓝牙，便能收到此信号。同时，手机中通常安装有定位APP模块，手机定位APP模块通过蓝牙的发射功率判断距离，进而可实现目标定位。

本发明同时提供了一种应用猝死预警装置的手表，包括上述的猝死预警装置，还包括手表本体，所述手表本体包括表背外壳和PCB电路板，所述猝死预警装置的PPG监测模块设置于表背外壳上，猝死预警装置的运动信息监测模块、CPU数据处理器和无线信号收发模块均设置于PCB电路板上。将猝死预警装置应用于手表上，使得手表不仅具有计时功能，还具有猝死预警功能。

本发明实现的技术效果：

本发明提供的猝死预警装置包括PPG监测模块，运动信息监测模块，CPU数据处理器和无线信号收发模块。PPG监测模块实现人体脉搏相关信息监测，运动信息监测模块实现人体运动信息监测，通过对人体脉搏相关信息和人体运动信息的综合分析，进行猝死判断，实现猝死预警。当可能发生猝死时向外界发送求救信号，以便及时获得救援，降低猝死死亡率。

本发明提供的应用猝死预警装置的手表，包括手表本体和猝死预警装置，该手表不仅具有普通手表的计时功能外，还具有猝死预警功能，扩展了手表的功能。同时，猝死预警装置与手表的结合使用，也使得猝死预警装置的使用更时尚、便捷。

附图说明

图1示出了实施例提供的猝死预警装置的组成结构；

图2示出了实施例提供的,猝死预警装置的PPG传感器在手表上的布局结构；

图3示出了实施例提供的猝死预警装置中的PPG传感器的数据处理流程。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本实施例提供的猝死预警装置，包括PPG监测模块，运动信息监测模块，CPU数据处理器和无线信号收发模块，PPG监测模块和运动信息监测模块均与CPU数据处理器连接，CPU数据处理器与无线信号收发模块连接。猝死预警装置通过无线信号收发模块与具有无线信号接收功能的终端设备进行通讯，向其发送报警信号。当然的，猝死预警装置还包括为PPG监测模块、运动信息监测模块、CPU数据处理器和无线信号收发模块提供电能的电源模块。

参阅图1，本实施例中，PPG监测模块包括PPG传感器10，PPG传感器10与人体手腕皮肤接触，监测人体脉搏波形信号。运动信息监测模块包括三轴加速度传感器12，三轴加速度传感器12监测人体运动信息，并将监测数据传输至CPU数据处理器13。CPU数据处理器13对采集的脉搏波形信号和运动信息进行数据处理，智能判断被监测对象是否存在猝死的可能。无线信号收发模块采用低功耗的蓝牙4.0模块14，当CPU数据处理器判断出被监测对象存在猝死的可能时，通过蓝牙4.0模块14对外发布报警信号。蓝牙4.0模块14首先搜索是否有与其配对的手机终端或掌上电脑等其他终端，如果有则调用该手机终端的短信、电话、定位功能，向指定号码求救。如果没有搜索到与其配对的手机终端或其他终端，则通过蓝牙4.0模块14广播求救信号。被监测对象附近一定距离的手机终端只要打开蓝牙功能，便能接收到此求救信号，并且能获得有限字节数的求救信息内容。

CPU数据处理器接收到脉搏波形信号和运行信息后，对其进行数字滤波和频谱分析。猝死预警装置通过对被监测对象在正常情况下的脉搏波和运动信息进行学习，进而判断是否存在猝死的可能。如学习被监测对象在休息状态、运动状态下的脉搏波信号，三轴加速度传感器在静止(休息)状态、运动状态、异常摔倒状态下采集的加速度信息等，在猝死发生时，被监测对象的脉搏波所反应的生理信息和三轴加速度传感器所反应的运动信息都会随之变化，在检测到此种变化时，则可判断被监测对象存在猝死的可能。当然的，本实施例提供的猝死预警装置不仅是可以进行猝死预警，还可以用于其它心脏相关疾病预警，通过对被监测对象在正常情况下的脉搏波学习，当监测到被监测对象的脉搏波与正常情况下的脉搏波不同时，则可判断被监测对象可能出现心脏相关疾病，即实现心脏相关疾病预警。

本实施例提供的猝死预警装置可单独使用，也可与手表等戴在手腕上的饰品结合使用。如图2所示，本实施例中，将猝死预警装置应用在手表上，构成具有猝死预警功能的手表。具有猝死预警功能的手表包括手表本体和猝死预警装置，手表本体包括表背外壳和PCB电路板，猝死预警装置的PPG传感器设置于手表本体的表背外壳20上，猝死预警装置的三轴加速度传感器、CPU数据处理器、蓝牙4.0模块均设置于手表本体的PCB电路板上。猝死预警装置应用在手表上，使得手表不仅具有传统手表的基本功能，还具有猝死预警功能，扩展了手表的功能。

参阅图2，PPG监测模块还包括一由弹性材料制成的弹性带11，PPG传感器10设置于弹性带11的内部。使用弹性带11，一方面改善被监测者的佩戴舒适性，另一方面也防止佩戴时过松或过紧造成无法检测到脉搏波。同时，弹性带11可以使PPG传感器在垂直于手表表本体的表背外壳的方向，在压力的情况下可以有一定的位移，使得PPG传感器与人体皮肤接触时，在一定范围内保证了恒定的压力，防止佩戴过松时的环境光干扰，而佩戴过紧时造成压迫毛细血管而使得血液阻塞，导致无法检测到脉搏波。

PPG传感器10包括两个绿光LED灯101、绿光传感器102和两个光隔板103，绿光传感器102设置于两个绿光LED灯101之间，且通过光隔板103隔开绿光LED灯101和绿光传感器102。绿光LED灯101采用540nm绿光LED，发出540nm绿光。540nm绿光相对于传统方式的红光或红外光更适合反射式的PPG波形检测，获得信号的信噪比更好。需要说明的是，绿光LED灯可以为一个、两个甚至更多，多个绿光LED灯可以增加进入皮肤的光线，相应地反射回来的光线也更多，提高了信噪比，一定程度上也改善了运动伪差的影响，但是绿光LED灯越多，其功耗就越大。较佳的，本实施例中，采用两个绿光LED灯，在保障准确度的同时也兼顾了系统功耗。

CPU数据处理器13通过驱动电路控制两个绿光LED灯101发出540nm绿光，540nm绿光经皮肤反射后由绿光传感器102接收。光隔板103起到将绿光LED灯发出的绿光与绿光传感器102隔离的作用，尽可能的保障使绿光传感器102接收到的绿光来自皮肤的反射。

参阅图3，PPG传感器的模拟前端AFE(Analog Front End)电路包括LED驱动电路、功率放大电路和AD转换电路。LED驱动电路驱动绿光LED灯发出绿光，绿光接触到人体皮肤后反射回来，实现人体脉搏相关信息采集，包括脉搏BPM、心跳间期RR-inerval值、心率变异HRV、漏搏等。采集的脉搏相关信息数据进行一级放大、二级放大，再进行AD采样后传输至CPU数据处理器，进行数字滤波和频谱分析处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种猝死预警装置，其特征在于，所述猝死预警装置包括PPG监测模块、运动信息监测模块、CPU数据处理器和无线信号收发模块，所述PPG监测模块和运动信息监测模块均与CPU数据处理器连接，所述CPU数据处理器与无线信号收发模块连接。

2.根据权利要求1所述的猝死预警装置，其特征在于，所述PPG监测模块包括PPG传感器和弹性带，所述PPG传感器设置于弹性带的内部。

3.根据权利要求2所述的猝死预警装置，其特征在于，所述PPG传感器包括至少一个绿光LED灯、绿光传感器和至少一个光隔板，所述光隔板设置于绿光LED灯与绿光传感器之间。

4.根据权利要求3所述的猝死预警装置，其特征在于，所述光隔板为两个，所述绿光LED灯为两个，所述绿光传感器设置于两个绿光LED灯之间。

5.根据权利要求3所述的猝死预警装置，其特征在于，所述绿光LED灯为发射光波长为540nm的绿光LED。

6.根据权利要求1所述的猝死预警装置，其特征在于，所述运动信息监测模块包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器与CPU数据处理器连接。

7.根据权利要求1所述的猝死预警装置，其特征在于，所述无线信号收发模块为蓝牙4.0模块。

8.一种应用猝死预警装置的手表，其特征在于，所述手表包括权利要求1至7之一所述的猝死预警装置，还包括手表本体，所述手表本体包括表背外壳和PCB电路板，所述猝死预警装置的PPG监测模块设置于表背外壳上，猝死预警装置的运动信息监测模块、CPU数据处理器和无线信号收发模块均设置于PCB电路板上。