CN106108882A - 一种心率变异性监测内衣及系统 - Google Patents

一种心率变异性监测内衣及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生理数据采集技术领域。本发明公开一种本发明心率变异性监测内衣，包括设于内衣的心率变异性模块，该心率变异性模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与两个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；心率变异分析单元，根据ADC采样单元提取的生物电信号获得心率数据，并对心率数据行变异性分析，输出心率变异性分析结果；微控制单元，协调各单元工作。由于将可以采集心率变化的心率变异性模块设置于内衣，可以保证其实时与皮肤接触，实现实时采集心率数据，可以实时对心率变异性的进行预测和提醒，提高心电采集数据的时效性和预测的准确性，对用户的心理压力，猝死风险进行预防和提醒。

Description

一种心率变异性监测内衣及系统
技术领域
本发明涉及生理数据采集技术领域，特别涉及一种心率变异性监测内衣及系统。
背景技术
心脏是人身重要器官，心脏是否存在可能的问题通常情况下无法预知，目前只能医疗机构专业的设备采集相关数据，进行分析后才能获得可能的风险预测结果。运动状态时，心脏处于较大较负荷状态，更容易出现变异性，从而出现风险。而医疗机构专业的设备无法实时记录心率变化，并对可能存的风险实时提前预测。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种心率变异性监测内衣及系统，该心率变异性监测内衣可以避免大型医疗设备无法实时对心率变异性监测，提高心跳采集数据的时效性和预测的准确性，降低运时用户身体突出状况的风险。
为了解决上述问题，本发明提供一种心率变异性监测内衣，该心率变异性监测内衣包括设于内衣的心率变异性模块，该心率变异性模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；心率变异分析单元，根据ADC采样单元提取的生物电信号获得心率数据，并对心率数据行变异性分析，输出心率变异性分析结果；微控制单元，协调各单元工作。
进一步地说，所述采样电极包括织物电极。
进一步地说，所述心率变异性模块还包括与微控制单元信号连接的重力传感器。
进一步地说，所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示的提示单元。
进一步地说，所述提示单元包括震动器、灯光或蜂鸣器。
本发明还提供一种基于内衣的心率变异性监测系统，该监测系统包括设于内衣的心率变异性模块和对心率变异性模块输入的数据进行心率变异性分析处理的数据处理终端，所述心率变异性采集模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；无线传输单元，将采集的生物电信号发送给数据处理终端，并接收数据处理终端指令；微控制单元，协调各单元工作。
进一步地说，所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示的提示单元。
进一步地说，所述无线传输单元包括蓝牙单元。
进一步地说，心率变异性模块还包括与微控制单元信号连接的重力传感器。
本发明还提供一种基于内衣的心率变异性监测系统，包括，心率变异性模块，设于内衣，采集生理电信号；数据接收终端，将接收的生理电信号转发给服务器，并向心率变异性采集模块反馈服务器分析结果；服务器，对从生理电信号获得心率数据进行变异性分析，并向数据接收终端反馈输出心率变异性分析结果。
进一步地说，所述心率变异性采集模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；无线传输单元，将采集的生物电信号发送给数据处理终端，并接收数据处理终端指令；微控制单元，协调各单元工作。
进一步地说，所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示的提示单元。
进一步地说，所述提示单元包括震动器、灯光或蜂鸣器。
本发明心率变异性监测内衣及系统，包括设于内衣的心率变异性模块，该心率变异性模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；心率变异分析单元，从生物电信号中获得心率数据，对心率数据行变异性分析，输出心率变异性分析结果；微控制单元，协调各单元工作。由于将可以采集心率变化的心率变异性模块设置于内衣，可以保证其实时与皮肤接触，实现实时采集心率数据，尤其时在运动状态下，可以实时对心率变异性的进行预测和提醒，提高心率采集数据的时效性和预测的准确性，降低运动时用户身体突发状况的风险，对猝死风险进行预防和提醒。
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介绍，显而易见地，而描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在还付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1 是本发明心率变异性监测内衣实施例电气框图。
图2是本发明基于内衣的心率变异性监测系统实施例电气框图。
图3是本发明基于内衣的心率变异性监测系统另一实施例电气框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而还是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种心率变异性监测内衣实施例。
该心率变异性监测内衣包括：设于内衣的心率变异性模块，该心率变异性模块包括，采样电极1，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元2，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；心率变异分析单元3，根据ADC采样单元提取的生物电信号获得心率数据，对心率数据行变异性分析，输出心率变异性分析结果；微控制单元4，协调各单元工作。
具体地说，所述采样电极1采用三个，具体结构可以采用现有技术来实现，不作特别限定。该采样电极包括织物电极，也可以采用其他形式电极，由于采用织物电极时增加舒适性，因而选用织物电极为作优选的实施例。所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元3输出的心率变异结果进行提示的提示单元5，该提示单元5包括声光电输出器件，如可以是震动器、灯光或蜂鸣器等。
所述心率变异性模块还设有与微控制单元信号连接的重力传感器（附图未标示），由于人运动状态时都会受外部环境因素影响，通过重力传感器可以对采集电极1获得的数据进行补偿，提高心率数据采集的准确性。所述ADC采样单元2对电极输入的数据进行滤波、放大等处理，从采样电极1中输入的信号中提取需要的心电数据，便于对心率进行分析。
所述心率变异分析单元3对输入的生物电信号进行处理，根据生物电信号获得的对应心电数据进行处理，获得心率变异数据。所述心率变异分析单元3采用独特的分析工具，如采用时域分析的各种指标都是用定量分析的方法对R-R 间期的直方图或R-R 间期差值的直方图的定量描述.通过主要函数有伪平滑WVD 分布( PSWVD)、Wigner-Vile 时频分布(WVD)，短时傅立叶变换(STFT)。具体分析参数如：SDNN （正常窦性R-R 间期的标准差），MEAN R-R(全程记录中R-R 间期的平均值), RMSSD(相邻R-R 间期差值的均方根值)，PSI等.。
同时将实时获得心率采用频域分析法将心率变化的曲线通过快速Fourier 转换法和自回归分析法转换到频域进行分析的方法，称为HRV 的谱分析或频域分析，它提供了能量随频率变化的基本信息。通过频谱分析出： VLF(极低频带)、L F (低频带)、HF (高频带)和TP (总功率 )，该VLF(极低频带)与体温调节以及心率中缓慢的线性和非线性变化趋势有关；该L F (低频带)反映心脏交感神经的活性或迷走神经调制的交感神经活性，与心血管中枢节律活动和外周血管的舒缩有关；该HF (高频带)反映心脏迷走神经的活性，与呼吸对迷走神经中枢的直接作用及呼吸机械效应对动脉及心脏压力感受器反射活动的影响有关； TP (总功率 )反映信号的总的变异性以及反映了交感神经/ 迷走神经调节的平衡的低频段与高频段功率比。
当根据采集电极输入的心电数据出现变异性时，由微控制单元4向提示单元5发出声光电等输出指令，实现实时提示。由于将可以采集心率变化的心率变异性模块设置于内衣，可以保证其实时与皮肤接触，实现实时采集心率数据，尤其时在运动状态下，可以实时对心率变异性的进行预测和提醒，提高心率采集数据的时效性和预测的准确性，降低运动时用户身体突发状况的风险，对猝死风险进行预防和提醒。
在本实施例中，只需要微控制单元4和心率变异分析单元3功能足够强，就可以通过心率变异性模块自身实现实时预测或监测心率变异。
由于心率变异性模块设置在内衣，其体积不能太大，且受供电电源能量的限制，可以将所述心率变异分析单元3与心率变异性模块分离。
如图2所示，本发明还提供一种基于内衣的心率变异性监测系统，该监测系统包括设于内衣的心率变异性模块和对心率变异进行分析处理的数据处理终端7，所述心率变异性采集模块包括，三个采样电极1，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元2，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；无线传输单元6，将采集的生物电信号发送给数据处理终端，并接收数据处理终端指令；微控制单元4，协调各单元工作；提示单元5，对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示。
具体地说，将数据处理终端7作为上述实施例中的心率变异分析单元3，该数据处理终端7包括智能手等，现有的智能手机功能强大，也具备跢的数据处理能力，通过无线传输单元6，如蓝牙单元将ADC采样单元2提取的心电信号发交送给数据处理终端7进行处理，当相关数据出现超出预设的阈值时，由数据处理终端7通过无线传输单元6向微控制单元4发出指令，并由微控制单元4控制提示单元5执行相应指令，实现实时监测和提示。其也原理及工作过程相同，不再赘述。
如图3所示，本发明还提供一种基于内衣的心率变异性监测系统，包括：心率变异性模块，设于内衣，采集生理电信号；数据接收终端7，将接收的生理电信号转发给服务器，并向心率变异性采集模块反馈服务器分析结果；服务器8，对从生理电信号获得心率数据进行变异性分析，并向数据接收终端反馈输出心率变异性分析结果。
具体地说，所述心率变异性模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；无线传输单元，将采集的生物电信号发送给数据处理终端，并接收数据处理终端指令；微控制单元，协调各单元工作。
所述服务器7对数据接收终端7转发的数据分析进行，该服务器7将分析结果无线发送给数据接收终端7，如智能手机等，由智能手机将分析结果与预设的数据进行比对，当超出预设阈值时，数据接收终端7通过无线传输单元6，如蓝牙单元发送相应指令，微控制单元4根据该指令控制提示单元5执行，输出声光电，以提示用户及时注意或休息。从而提高心率采集数据的时效性和预测的准确性，降低运时用户身体突出状况的风险。其未说明部分与上述实施例相同，不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并还使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.心率变异性监测内衣，其特征在于，包括设于内衣的心率变异性模块，该心率变异性模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；心率变异分析单元，根据ADC采样单元提取的生物电信号获得心率数据，对心率数据行变异性分析，输出心率变异性分析结果；微控制单元，协调各单元工作。
2.根据权利要求1所述的心率变异性监测内衣，其特征在于：所述采样电极包括织物电极。
3.根据权利要求1所述的心率变异性监测内衣，其特征在于：所述心率变异性模块还包括与微控制单元信号连接的重力传感器。
4.根据权利要求1所述的心率变异性监测内衣，其特征在于：所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示的提示单元。
5.基于内衣的心率变异性监测系统，其特征在于，包括设于内衣的心率变异性模块和对心率变异性模块输入的数据进行心率变异性分析处理的数据处理终端，所述心率变异性采集模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；无线传输单元，将采集的生物电信号发送给数据处理终端，并接收数据处理终端指令；微控制单元，协调各单元工作。
6.根据权利要求5所述的基于内衣的心率变异性监测系统，其特征在于：所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示的提示单元。
7.根据权利要求5所述的心率变异性监测内衣，其特征在于：心率变异性模块还包括与微控制单元信号连接的重力传感器。
8.基于内衣的心率变异性监测系统，其特征在于，包括，心率变异性模块，设于内衣，采集生理电信号；数据接收终端，将接收的生理电信号转发给服务器，并向心率变异性采集模块反馈服务器分析结果；服务器，对从生理电信号获得心率数据进行变异性分析，并向数据接收终端反馈输出心率变异性分析结果。
9.根据权利要求8所述的基于内衣的心率变异性监测系统，其特征在于：所述心率变异性采集模块包括，三个采样电极，与皮肤接触获得生理电信号；ADC采样单元，与三个采集电极信号连接提取出微弱的生物电信号；无线传输单元，将采集的生物电信号发送给数据处理终端，并接收数据处理终端指令；微控制单元，协调各单元工作。
10.根据权利要求9所述的基于内衣的心率变异性监测系统，其特征在于：所述心率变异性模块还包括对心率变异分析单元输出的心率变异结果进行提示的提示单元。
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