CN104720773A - 一种手持式的人体多健康参数监护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手持式的人体多健康参数监护系统。使用本发明通过将心电采集单元和血氧采集单元所用传感器镶嵌在可手持的壳体上的方式，使得其使用人群更为广泛。同时，可手持的壳体可用于日常生活、办公等公众场合使用，无需局限于某一特定环境下使用。此外，通过双手紧握可手持的壳体的手持部，不仅使得其检测点与手部更好的贴合，而且还保证了其检测时的稳定性，进而能够获得更加精确的生理参数。

Description

一种手持式的人体多健康参数监护系统
技术领域
本发明涉及健康监护领域，具体涉及一种手持式的人体多健康参数监护系统。
背景技术
随着我国社会经济高速发展，人们的卫生条件及生活质量有了很大的提升；然而由于人口老龄化的问题加剧，以及社会、经济、环境等因素的变化，居民的整体医疗健康服务仍有待提高。
为了能够实现日常生活时测量血压、血氧或心电数据，现出现了一种以耳环、戒指或腰带为载体，通过将微型传感器置于载体上，从而获得血压、血氧或心电参数。然而，在实际测量过程中，会遇到如下问题：
1、耳环和腰带的使用具有局限性，例如：男士和儿童通常不能够通过耳环对生理参数进行测量；此外，穿着裙装的女士也无法采用腰带对生理参数进行测量，且该种测量方式不易于公众场合进行测量。且耳环、戒指和腰带其能够获得的生理参数单一。
2、由于手表自身特性，所以在佩戴过程中常常会有挪动，故手表的应用对于生理参数的测量是极为不准确的，甚至有些生理参数无法测量。且获得生理参数大多只有脉率和心率参数。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种手持式的人体多健康参数监护系统，不仅适合于公众场合使用，而且能够对针对不同人群进行测量且精确获得人体的血氧参数、心电参数、脉率参数和血压参数。
一种手持式的人体多健康参数监护系统，包括：心电采集单元、血氧采集单元、生理参数解析单元、显示器、报警器和无线单元；其中，所述心电采集单元由第一干电极、第二干电极和驱动电极RLD构成；血氧采集单元由第一反射式光电传感器构成；
所述监护系统装载于可手持的壳体上；
其中，壳体的表面具有第一手持部、第二手持部和非接触区；
将两个干电极中的一个装载于其中一个手持部上，另一个干电极装载在另一个手持部上；
将用于检测心电信号的驱动电极RLD和用于检测血氧的第一反射式光电传感器安装于壳体中的同一个手持部或分别安装在不同手持部上；
将显示器和报警器安装于可手持的壳体的非接触区；
将生理参数解析单元和无线单元安装于可手持的壳体的内部；
心电采集单元，用于采集并获得人体的心电信号ECG，并将采集到的心电信号ECG发送至生理参数解析单元；
血氧采集单元，用于采集并获得人体的光电容积脉搏波描记信号PPG，并将采集到的心电信号PPG发送至生理参数解析单元；
生理参数解析单元用于：将获得的心电信号ECG、光电容积脉搏波描记信号PPG进行处理，进而获得心率参数、血氧参数、脉率参数和血压参数；将获得的心率参数、血氧参数、脉率参数和血压参数发送至显示器显示；将获得的用于警报参数异常的控制信号发送至报警器进行报警；
无线单元，用于将获得的心率参数、血氧、脉率参数和血压参数发送到智能设备上，将智能设备发来的用于警报参数异常的控制信号发送给生理参数解析单元。
较佳地，所述可手持的壳体为长方体结构，其中，所述长方体结构由依次相连的第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，以及分别与上述四个侧面相互连接的正面和背面构成；
其中，第一侧面，以及第二侧面和第四侧面靠近第一侧面的区域共同构成第一手持部；
第三侧面，以及第二侧面和第四侧面靠近第一侧面的区域共同构成第二手持部；
将显示器和报警器安装于可手持的壳体的正面的非接触区部分。
较佳地，所述生理参数解析单元包括:
用于将获得的心电信号ECG进行解析，进而获得心率参数和特征值R点对应时刻TR的心电解析器；
用于将获得光电容积脉搏波描记信号PPG进行解析，进而获得血氧参数、脉率参数和特征值点P点对应时刻TP的血氧解析器；
用于将心电解析器产生的时刻TR和血氧解析器产生的时刻TP相减，获得脉搏波传输时间Δt的减法器；以及，
用于将所述脉搏波传输时间Δt进行解析，进而获得血压参数的血压参数解析器；
用于将心电解析器产生的心率参数、血氧解析器产生的血氧参数和脉率参数以及血压参数解析器产生的血压参数输出给显示器的输出接口。
特别地，所述系统进一步包括由紧凑布置的第三干电极和第二反射式光电传感器构成的集成采集单元；该集成采集单元安装于壳体的其中一个手持部，用于同时采集心电信号和光电容积脉搏波描记信号，并发送至生理参数解析单元。
特别地，集成采集单元中的第三干电极中心开设窗口，第二反射式光电传感器置于第三干电极中心窗口内部。
有益效果：
1、本发明通过将心电采集单元和血氧采集单元所用传感器镶嵌在可手持的壳体上的方式，使得其使用人群更为广泛。同时，可手持的壳体可用于日常生活、办公等公众场合使用，无需局限于某一特定环境下使用。此外，通过双手紧握可手持的壳体的手持部，不仅使得其检测点与手部更好的贴合，而且还保证了其检测时的稳定性，进而能够获得更加精确的生理参数。
2、由于小孩和手部活动不便利的人群在进行测量时很难将所有可手持的壳体上的检测点覆盖，故本发明所述的系统还包括了集成采集单元，该集成采集单元通过将第二/第三反射式光电传感器与第三/第四干电极集成的方式，减少了手部与可手持的壳体的贴合点，进而提高了使用的便捷程度，增加了使用人群。
附图说明
图1(a)为本发明所述可手持的壳体示意图。
图1(b)为本发明所述可手持的壳体驱动电极RLD与第一反射式光电传感器安装在同一手持部示意图。
图1(c)为本发明所述可手持的壳体驱动电极RLD与第一反射式光电传感器安装在不同手持部示意图。
图1(d)为本发明所述可手持的壳体立体图。
图1(e)为本发明所述可手持的壳体参数获得原理图。
图2为本发明实施例一系统示意图。
图3为本发明实施例二系统示意图。
图4为本发明采集设备结构图。
图5为生理参数解析单元内部结构示意图。
其中，1-第一侧面，2-第二侧面，3-第三侧面，4-第四侧面，5-正面，6-背面。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
由于在日常生活中，可手持的壳体的使用极为便利，同时，可手持的壳体的采用也能够通过双手的紧握而使其具有良好的稳定性，为此，通过将传感器装载于可手持的壳体上，不仅为更多人群的使用提供了便利，而且还有效的增加了其检测的准确性。
实施例一：
本发明提供了一种手持式的人体多健康参数监护系统，安装于一手持检测设备上，该可手持的壳体在使用过程中，仅需通过双手与可手持的壳体手持部上的检测点吻合并握紧，即可获得血氧参数、心电参数、脉率参数和血压参数；如图2所示，包括心电采集单元、血氧采集单元、生理参数解析单元、显示器、报警器和无线单元；其中，所述心电采集单元由第一干电极、第二干电极和驱动电极RLD构成；血氧采集单元由第一反射式光电传感器构成；
为了方便使用，本实施例将该可手持的壳体设计为长方体结构，如图1(d)所示。所述长方体结构由依次相连的第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，以及分别与上述四个侧面相互连接的正面和背面构成；
将外部壳体分为第一手持部、第二手持部和非接触区；
其中，第一侧面，以及第二侧面和第四侧面靠近第一侧面的区域沟通构成第一手持部；第三侧面，以及第二侧面和第四侧面靠近第一侧面的区域沟通构成第二手持部。
由于本实施例采用I导联方式获得心电信号，即左上肢接第一干电极，右上肢接第二干电极；故如图1(a)所示，将两个干电极中的一个装载于其中一个手持部上，另一个干电极装载在另一个手持部上；这样一来，在使用时双手仅需分别自然握紧两个手持部即可测量，提高了其使用的便捷性，且方便在任何场所使用。
如图1(b)和图1(c)所示，将用于检测心电信号的驱动电极RLD和用于检测血氧的第一反射式光电传感器安装于可手持的壳体中的同一个手持部或分别安装在不同手持部上。由于该安装排布方式众多，在此不一一列举。
此时，通过第一干电极、第二干电极和驱动电极RLD，将能够测量心电信号；通过第一反射式光电传感器，将能够测量光电容积脉搏波描记信号。
如图1(a)所示，将显示器和报警器安装于可手持的壳体的正面的非接触区上；
将生理参数解析单元和无线单元安装于可手持的壳体的内部；
其中，心电采集单元，用于采集并获得人体的心电信号ECG，并将采集到的心电信号ECG发送至生理参数解析单元；
血氧采集单元，用于采集并获得人体的光电容积脉搏波描记信号PPG，并将采集到的心电信号PPG发送至生理参数解析单元；
如图1(e)所示，生理参数解析单元用于：将获得的心电信号ECG、光电容积脉搏波描记信号PPG进行处理，进而获得心率参数、血氧参数、脉率参数和血压参数；将获得的心率参数、血氧参数、脉率参数和血压参数发送至显示器显示；将获得的控制信号发送至报警器进行报警；
具体为，如图5所示，生理参数解析单元包括心电解析器、血氧解析器、减法器和血压参数解析器；
其中，用于将获得的心电信号ECG进行解析，进而获得心率参数和特征值R点对应时刻TR的心电解析器；由于该解析过程为成熟技术，在此不做详细描述。
用于将获得光电容积脉搏波描记信号PPG进行解析，进而获得血氧参数、脉率参数和特征值点P点对应时刻TP的血氧解析器；由于该解析过程为成熟技术，在此不做详细描述。
用于将心电解析器产生的时刻TR和血氧解析器产生的时刻TP相减，获得脉搏波传输时间Δt的减法器；即：利用公式(1)
Δt＝TR-TP        (1)
获得脉搏波传输时间Δt，并发送给血压参数解析器。
以及，用于将所述脉搏波传输时间Δt进行解析，进而获得血压参数的血压参数解析器；即根据公式(2)，获得血压参数BP
BP＝a+b×Δt        (2)
其中，其中，a、b均为预设的血压测量系数，它是根据获得的脉搏波传输时间Δt，并依据实际的血压参数计算得到的血压测量系数a和b，并记载至生理参数解析单元。生理参数解析单元，还用于接收由无线单元发来的用于告警参数异常的控制信号，并发送至显示及报警单元。。
无线单元，用于将获得的心率参数、血氧、脉率参数和血压参数发送到智能设备上，将智能设备发来的用于警告参数异常的控制信号发送给生理参数解析单元。
实施例二：
较佳地，由于在使用过程中，需要同时将手部的多个部位与可手持的壳体的检测点接触，这样一来，对于小孩来说，由于其手掌过小，而导致无法完全覆盖可手持的壳体手持部的所有检测点；对于手部活动不便利的人群来说，将增加其使用难度。为此，为提高其使用范围，如图3所示，本实施例二在上述实施例一中还增加有集成采集单元；该集成单元所采用的测量设备通过减小其测量面积，进而达到减小手掌与检测点的贴合面积。
如图3所示，所述集成采集单元包括由紧凑布置的第三干电极和第二反射式光电传感器构成的集成采集单元，且安装于可手持的壳体的其中一个手持部；用于同时采集心电信号ECG和光电容积脉搏波描记信号PPG，并将采集到的信号发送至生理参数解析单元。将所述集成采集单元所采用的测量设备安装于可手持的壳体的其中一个手持部。这样一来，在使用时，仅需将左手/右手与集成采集单元的测量设备相接处，另一只手与测量设备所在侧的对立侧上的干电极相接处，且可手持的壳体手持部上驱动电极RLD所在侧的手掌与驱动电极RLD贴合即可测量人体的生理参数。其中，第一侧面和第三侧面互为对立侧；第二侧面和第四侧面互为对立侧。
如图4所示，测量设备结构为：集成采集单元中的第三干电极中心开设窗口，第二反射式光电传感器置于第三干电极中心窗口内部。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (5)

1.一种手持式的人体多健康参数监护系统，其特征在于，包括：心电采集单元、血氧采集单元、生理参数解析单元、显示器、报警器和无线单元；其中，所述心电采集单元由第一干电极、第二干电极和驱动电极RLD构成；血氧采集单元由第一反射式光电传感器构成；
所述监护系统装载于可手持的壳体上；
其中，壳体的表面具有第一手持部、第二手持部和非接触区；
将两个干电极中的一个装载于其中一个手持部上，另一个干电极装载在另一个手持部上；
将用于检测心电信号的驱动电极RLD和用于检测血氧的第一反射式光电传感器安装于壳体中的同一个手持部或分别安装在不同手持部上；
将显示器和报警器安装于可手持的壳体的非接触区；
将生理参数解析单元和无线单元安装于可手持的壳体的内部；
心电采集单元，用于采集并获得人体的心电信号ECG，并将采集到的心电信号ECG发送至生理参数解析单元；
血氧采集单元，用于采集并获得人体的光电容积脉搏波描记信号PPG，并将采集到的心电信号PPG发送至生理参数解析单元；
生理参数解析单元用于：将获得的心电信号ECG、光电容积脉搏波描记信号PPG进行处理，进而获得心率参数、血氧参数、脉率参数和血压参数；将获得的心率参数、血氧参数、脉率参数和血压参数发送至显示器显示；将获得的用于警报参数异常的控制信号发送至报警器进行报警；
无线单元，用于将获得的心率参数、血氧、脉率参数和血压参数发送到智能设备上，将智能设备发来的用于警报参数异常的控制信号发送给生理参数解析单元。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可手持的壳体为长方体结构，其中，所述长方体结构由依次相连的第一侧面(1)、第二侧面(2)、第三侧面(3)和第四侧面(4)，以及分别与上述四个侧面相互连接的正面(5)和背面(6)构成；
其中，第一侧面(1)，以及第二侧面(2)和第四侧面(4)靠近第一侧面(1)的区域共同构成第一手持部；
第三侧面(3)，以及第二侧面(2)和第四侧面(4)靠近第一侧面(1)的区域共同构成第二手持部；
将显示器和报警器安装于可手持的壳体的正面(5)的非接触区部分。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生理参数解析单元包括:
用于将获得的心电信号ECG进行解析，进而获得心率参数和特征值R点对应时刻TR的心电解析器；
用于将获得光电容积脉搏波描记信号PPG进行解析，进而获得血氧参数、脉率参数和特征值点P点对应时刻TP的血氧解析器；
用于将心电解析器产生的时刻TR和血氧解析器产生的时刻TP相减，获得脉搏波传输时间Δt的减法器；以及，
用于将所述脉搏波传输时间Δt进行解析，进而获得血压参数的血压参数解析器；
用于将心电解析器产生的心率参数、血氧解析器产生的血氧参数和脉率参数以及血压参数解析器产生的血压参数输出给显示器的输出接口。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括由紧凑布置的第三干电极和第二反射式光电传感器构成的集成采集单元；该集成采集单元安装于壳体的其中一个手持部，用于同时采集心电信号和光电容积脉搏波描记信号，并发送至生理参数解析单元。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，集成采集单元中的第三干电极中心开设窗口，第二反射式光电传感器置于第三干电极中心窗口内部。
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