CN105310662A - 一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，包括脉搏波传感器(103)、存储芯片(106)、主控芯片(105)，以及用于封装和支撑所述脉搏波传感器(103)、存储芯片(106)、主控芯片(105)的耳模(101)，所述装置能很好的适应耳朵形状，相对传统指尖测量，首先其不易受到外部环境的影响，如出汗，运动，触碰，光线变化等，从而得到信噪比较高的脉搏波信号；其次，所述装置允许用户在包括跑步、游泳、睡眠在内的任何状态下长时间监测脉搏波，得到的脉搏波信号能体现更多的生理参数，为脉搏波的后期分析提供便利；最后，由于脑部血氧丰富，所述装置更易得到准确测量，参考价值更大。可以运用于可穿戴的脉搏波检测领域。

Description

一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置

技术领域

本发明涉及脉搏波检测领域，尤其涉及一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置。

背景技术

脉搏是重要的生理特征，在心动周期，心脏的射血活动使动脉管内的压力产生周期性的波动，产生的振动以波的形式向动脉管系统传播，称脉搏波。脉搏波的传播过程不仅受到心脏本身的影响，还受到沿途动脉和周围组织器官状况的影响，因此脉搏波蕴藏着极为丰富的人体生理和病理信息。

脉搏波的获取可以采用压电式传感器、压阻式传感器、光电容积式脉搏传感器或超声多普勒技术。对脉搏波的分析主要是比较正常和病理状态下，脉搏波波形和传播速度的不同，或者是提取时域或频域特征参数来加以分析研究。主要分析方法包括时域分析法、频域分析法、时频联合分析法、数学建模分析法和脉搏波传播速度分析法等。

之前在脉搏波远程监测与分析方面已经有一些研究与专利：公开号为103654741A的一种蓝牙脉搏波检测仪，其采用蓝牙技术，将脉搏波信号无线传输到手机，在手机端可以存储显示脉搏波，并上传至服务器；公开号为103720462A的脉搏波信号分析方法和装置，其对脉搏波信号进行模数转换后，进行傅里叶变换，并使用特征点法和面积图法的组合进行脉搏波数据分析，以获得脉搏波信号的特征量。

然而，已有的脉搏波获取装置，其脉搏波的获取位置一般为指尖，需要用户在处于非运动状态，保持相对静止，不利于长时间的监测，并且，易受到外界光照、温度乃至水环境等因素的影响，使得到的原始脉搏波有更高的信噪比。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是如何提供一种不易受到外界光照、温度乃至水环境等因素影响的脉搏获取与记录装置，并允许用户在运动条件下长时间监测自己的脉搏波信号。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，包括脉搏波传感器、存储芯片，控制所述脉搏波传感器、存储芯片的主控芯片，以及用于封装和支撑所述脉搏波传感器、存储芯片、主控芯片的耳模；

所述耳模用于外耳道上，其形状受外耳道限制。

优选地，所述装置还包括无线通讯模块，与所述存储芯片、主控芯片连接，将所述存储芯片存储的数据发送到远程监控装置。

优选地，所述装置包括传声器和助听器电路，与所述主控芯片连接。

优选地，所述传声器位于耳模上的外耳门一端，所述助听器电路位于耳模上的鼓膜一端。

优选地，所述脉搏波传感器连接脉搏波放大电路的输入端，所述脉搏波传感器通过脉搏波放大电路与主控芯片的一端连接，所述主控芯片的另一端连接所述存储芯片、无线通讯模块；

所述主控芯片连接电池。

优选地，所述的电池为钮扣电池、干电池、稳产电池或光电池；

所述的主控芯片为微型处理器或PLC可编程逻辑控制器。

优选地，所述的耳模材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或硅胶材料，制成的耳模质地柔软，与耳道的贴合好，舒适，易于佩戴。

优选地，所述的脉搏波传感器为压电式传感器、压阻式传感器或光电容积式脉搏传感器。

优选地，所述耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置长×宽×高在5mm×5mm×10mm到20mm×20mm×40mm之间。

优选地，所述耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置具有防水性能。

(三)有益效果

本发明的一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，首次提出适应耳朵形状的耳膜血氧测试电子设备，观念与以往指尖测量有实质区别，将传感器、存储芯片、主控芯片设于耳模上，并将耳模置于耳道内，不影响正常生活，在应用上大大提升，具体体现为，首先，其不易受到外部环境的影响，如出汗，运动，触碰，光线变化等，从而得到信噪比较高的脉搏波信号；其次，所述装置允许用户在包括跑步、游泳、睡眠在内的任何状态下长时间监测脉搏波，得到的脉搏波信号能体现更多的生理参数，为脉搏波的后期分析提供便利。最后，由于脑部血氧丰富，所述装置较传统测量装置更易得到准确测量，参考价值更大。上述都是传统设备无法做到的。

进一步的，本发明采用无线通讯模块时，将所述存储芯片存储的数据发送到远程监控装置，不仅可以减小装置体积，使得装置穿戴方便，同时可以将数据发送到相应的终端设备，例如可与医生的诊断设备结合，当脉搏波数据发生异常时，终端设备启动报警。

本发明的外观为长耳塞式，质地柔软，佩戴舒适，具有防噪声的功能，当与传声器和助听器电路结合时，可以为听力减退的人士带来便利采用。这也是传统单一功能的无论助听器还是指环型脉搏测试仪无法做到的。

本发明无连线问题，采用适合耳道的柔性材料，且直接按照耳道形状安防，也就避免了传统指环型测量器件对手指会产生压紧力而带来的不舒适感，使用起来更为舒适方便，也更能符合用户的高质量体验感和长时测量需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：实施例1的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的实用示意图；

图2：实施例1的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的结构方框示意图；

图3：实施例2的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的实用示意图；

图4：光电容积脉搏波描记法原理示意图；

图5：为实施例3的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的实用示意图；

图6：为实施例4的实用示意图。

图中：101、耳模；102、电池；103、脉搏波传感器；104、脉搏波放大电路；105、主控芯片；106、存储芯片；107、无线通讯模块；108、传声器；109、助听器电路；301、光源；302、光电接收器；501、压电薄膜式传感器；601、第一耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置；602、第二耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置；603、第三耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置；604、智能手机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明提供一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，包括脉搏波传感器103、存储芯片106，控制所述脉搏波传感器103、存储芯片106的主控芯片105，以及用于封装和支撑所述脉搏波传感器103、存储芯片106、主控芯片105的耳模101；

所述耳模101位于外耳道上，其形状受外耳道限制。

根据耳膜灌注方法或医学影像设备MRI等获得的用户自身的耳道具体尺寸和结构，得到的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置长×宽×高一般情况下在5mm×5mm×10mm到20mm×20mm×40mm之间。

将本发明提供的装置固定于耳道内，打开了诸多全新的应用，其不影响正常生活，更适于人体不受限制的测试：首先，其不易受到外部环境的影响，如出汗，运动，触碰，光线变化等，从而得到信噪比较高的脉搏波信号；其次，所述装置允许用户在包括跑步、游泳、睡眠在内的任何状态下长时间监测脉搏波，得到的脉搏波信号能体现更多的生理参数，为脉搏波的后期分析提供便利；最后，由于脑部血氧丰富，所述装置较传统的脉搏波测量装置更易得到准确测量，参考价值更大。

实施例1，如图1所示，提供一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，所述脉搏波传感器103通过脉搏波放大电路104与主控芯片105的一端连接，所述主控芯片105的另一端连接所述存储芯片106、无线通讯模块107；所述主控芯片105连接电池102。

本实施例中，脉搏波放大电路104的作用在于将脉搏波传感器103测得的信号进一步放大，从而便于传递与控制。

本实施例中，包括无线通讯模块107，所述的通讯模块具有向外的无线传输接口，将所述存储芯片106存储的数据发送到远程终端设备，例如手机、PDA、计算机等，不仅可以减小装置体积，使得装置穿戴方便，同时可以实现脉搏波数据的远程监测，例如可与医生的诊断设备结合，当脉搏波数据发生异常时，终端设备启动报警。无线通讯模块107可以采用蓝牙通讯方式进行通讯，当然其他可实现无线通讯的模块也应当包含在本发明当中。本实施例中所述无线通讯模块107采用IEEE802.11a/b/g/n、IEEE802.15/16、GSM/GPRS、或CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口方式。

本实施例中，还包括传声器108和助听器电路109，其中，所述传声器108位于耳模101上的外耳门一端，所述助听器电路109位于耳模101上的鼓膜一端，可以为听力减退的人士带来便利采用。当然传声器108和助听器电路109的其他连接方式，只要能达到上述目的，都应当包含在本发明当中。

除了集成助听装置以外，本发明还可以集成光电测量装置等其他的电子技术领域的装置，从而使得本发明的应用性能进一步提升。

本实施例中，电池102为钮扣电池、干电池、稳产电池或光电池；主控芯片105为微型处理器或PLC可编程逻辑控制器。其他能起到相同作用的电池102、主控芯片105也应当包含在本发明当中。

本实施例中，采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或硅胶材料，制得质地柔软的耳模101，使得耳模与耳道的贴合完好，舒适，易于佩戴，且避免外界光线进入耳道从而干扰脉搏波和血氧测量。但耳模101也并不局限于上述材料，采用基底柔性材料在内的其他各类材料，或者采用多种材料进行配合，只要最终得到的耳模101适合人耳佩戴即应当包含在本发明当中。

最终得到本实施例的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的结构方框示意图如图2所示。

实施例2，如图3所示，提供一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，在本实施例中，脉搏波传感器103采用反射式光电容积脉搏传感器，光源301与光电接收器302均置于外耳道内，不易受到外界光照、温度等因素的影响。如图4，光电容积脉搏波描记法原理为：当一定波长的光束照射到皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式穿过组织，皮肤、肌肉、骨骼等对光的吸收在整个血液循环中保持恒定不变，而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，引起接收光强度的变化。光电接收器将光强度变化信号转换成电信号，得到的脉搏波信号含有丰富的微循环生理病理信息。脉搏波信号通过脉搏波放大电路104的处理，进入主控芯片105，并通过无线通讯模块107发送到相应的终端设备，例如手机、PDA、计算机等，当检测到脉搏波数据出现异常时，终端设备可以报警。当然脉搏波传感器103并不局限于反射式光电容积脉搏传感器，其他的光电容积脉搏传感器也应当包含在本发明当中。

实施例3，如图5所示，提供一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，在本实施例中，脉搏波传感器103采用压电薄膜式传感器，与光电传感器相比，不需要光源，能耗低，体积较小。压电薄膜式传感器501与耳道内膜紧紧贴合，主控芯片105采集的脉搏波数据可以存储于存储芯片，也可以通过数据传输模块发送到相应的终端设备，例如手机、PDA、计算机等；当检测到脉搏波数据出现异常时，终端设备可以报警。当然，脉搏波传感器103并不局限于压电薄膜式传感器501，其他压电式传感器也应当包含在本发明当中。

实施例4，如图6所示，本实施例将第一耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置601，第二耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置602，第三耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置603等多个脉搏波获取与记录装置，同时与同一终端设备连接，可以同时监测记录分析多个人的脉搏波数据。在本实施例中，应用场景为医院或养老院等机构，每个脉搏波传感器都有自己特有的编码，可以有效区分不同病人的脉搏波信息，这些信息统一发到终端设备，如智能手机604。当某一个或某几个用户脉搏波异常时，终端设备可以报警，减轻看护人员的负担。本实施例中耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置不限于三台。

本发明提供的一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的脉搏波传感器103不局限于上述实施例描述的压电式传感器和光电容积式脉搏传感器，包括压阻式传感器在内的其他脉搏波传感器只要能实现相同的功能，也应当包含在本发明当中。

本发明提供的一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置的存储芯片106可以采用但不局限于快速闪存存储器。

本发明提供的一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置具有防水性能。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，包括脉搏波传感器(103)、存储芯片(106)，控制所述脉搏波传感器(103)、存储芯片(106)的主控芯片(105)，以及用于封装和支撑所述脉搏波传感器(103)、存储芯片(106)、主控芯片(105)的耳模(101)；

所述耳模(101)用于外耳道上，其形状受外耳道限制。

2.根据权利要求1所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述装置还包括无线通讯模块(107)，与所述存储芯片(106)、主控芯片(105)连接，将所述存储芯片(106)存储的数据发送到远程监控装置。

3.根据权利要求1所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述装置包括传声器(108)和助听器电路(109)，与所述主控芯片(105)连接。

4.根据权利要求3所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述传声器(108)位于耳模(101)上的外耳门一端，所述助听器电路(109)位于耳模(101)上的鼓膜一端。

5.根据权利要求1所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述脉搏波传感器(103)通过脉搏波放大电路(104)与主控芯片(105)的一端连接，所述主控芯片(105)的另一端连接所述存储芯片(106)、无线通讯模块(107)；

所述主控芯片(105)连接电池(102)。

6.根据权利要求5所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述的电池(102)为钮扣电池、干电池、稳产电池或光电池；

所述的主控芯片(105)为微型处理器或PLC可编程逻辑控制器。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述的耳模(101)材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或硅胶材料。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述的脉搏波传感器(103)为压电式传感器、压阻式传感器或光电容积式脉搏传感器。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述装置长×宽×高在5mm×5mm×10mm到20mm×20mm×40mm之间。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的耳道式可穿戴脉搏波获取与记录装置，其特征在于，所述装置具有防水性能。