CN106725397A - 一种心率及血压测量方法及实施该方法的枕头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种心率及血压测量方法，包括以下步骤：（1）制备具有心率及血压测量功能的枕头；（2）预设心率及血压测量系统开启时间；（3）系统开启，充气泵向气囊内充气，压力传感器检测气囊内压力，直至检测到压力达到240‑260mmHg；（4）开启微泄气阀使气囊泄气，压力传感器实时检测气囊内的压力；光电式脉搏传感器实时检测脉搏信号；当光电式脉搏传感器一检测到脉搏信号时，则微控制器将此时的压力设定为当前收缩压；当光电式脉搏传感器检测到的脉搏信号消失时，则微控制器将此时的压力设定为当前舒张压；（5）微控制器对脉搏信号进行计数，获得当前心率范围与当前血压范围，在智能移动终端APP中显示。还公开了具有心率及血压测量功能的枕头。
Description
技术领域
本发明涉及一种枕头，尤其涉及一种心率及血压测量方法及实施该方法的枕头。
背景技术
随着物质生活水平的提高，人们对身体健康越来越重视。人体的心率、血压是人的重要生理参数，可以通过对脉搏波形的观测、人体的心率和血压的测量来判断人的健康状况。定期对这些生理参数进行检测，对老年人或患有脑血管和心血管疾病者是特别重要的。即使是健康者，在紧张状态如训练时，同样需要定期对自己的心率和血压进行测量。
传统的身体检查通常都需要到医院或者其他医疗机构，通过特定的仪器测量心率、血压以及其他人体的生理参数。近年来，随着传感器及计算机技术的发展，电子式的血压仪和心率测量仪已经走进了人们的家庭生活，人们在家中即可完成血压和心率的测量。但是，由于每种测量仪器只能完成相对单一的人体生理参数的测量功能，人们需要购买不同功能的测量仪器来满足日常身体状况检查的需要。
而且，对心率或血压的测量，需要定期进行，但是对于老年人经常会忘记测量，甚至到了感觉到心率或血压不正常了才开始测量，导致发生身体健康问题；同时，对于年轻人来说，往往会觉得不需要进行心率或血压的定期测量，而等到自己感觉到身体不适时，病情已经变得更严重了。
因此，需要研发出可智能及自动对人体进行心率或血压测量的方法，显得较为重要。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种心率及血压测量方法及实施该方法的枕头，通过枕头对人体心率及血压进行实时监控，使人们可实时了解自己的身体状况，心率及血压检测方便，快捷，准确，实用。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种心率及血压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备一具有心率及血压测量功能的枕头，其包括枕头本体与心率及血压测量系统，其中，该心率及血压测量系统包括分别设置于枕头本体内的气囊、光电式脉搏传感器、压力传感器与微控制器，该气囊与光电式脉搏传感器设置于枕头本体内前方对应人体脖子位置处，且沿枕头本体的纵向紧贴排列，该压力传感器设置于气囊上，该气囊与设置于枕头本体外部的一充气泵连接，且该气囊上设置有一微泄气阀；该微控制器分别电连接至光电式脉搏传感器、压力传感器、充气泵与微泄气阀；
（2）通过智能移动终端APP预设心率及血压测量系统开启时间T0；
（3）待到达开启时间T0时，心率及血压测量系统开启，微控制器控制充气泵向气囊内充气，于此同时，压力传感器实时检测气囊内的压力，并将压力反馈至微控制器，直至检测到的气囊内压力达到240-260mmHg后，微控制器关闭充气泵；此时，气囊与光电式脉搏传感器紧贴使用者脖子位置，使血液不流动；
（4）微控制器控制开启微泄气阀，使气囊以2 ~ 3mmHg/ s 的速度泄气，与此同时, 压力传感器实时检测气囊内的压力，并传送至微控制器；同时，光电式脉搏传感器实时检测血流状态及脉搏信号，并传递至微控制器；当光电式脉搏传感器一检测到脉搏信号时，则微控制器将此时压力传感器检测到的压力设定为当前收缩压，并记录下时间T1；随着气囊的不断泄气，当光电式脉搏传感器检测到的脉搏信号消失时，则微控制器将此时压力传感器检测到的压力设定为当前舒张压，并记录下时间T2；
（5）微控制器对时间T1至时间T2之间检测到的脉搏信号进行计数分析，获得使用者的当前心率范围，并在智能移动终端APP中显示；同时，获得使用者当前血压范围：当前舒张压~当前收缩压，并以时间为X轴，压力为Y轴输出血压与时间的关系图，并在智能移动终端APP中显示。
作为本发明的进一步改进，所述心率及血压测量系统还包括报警电路，该报警电路与微控制器电连接；所述步骤（2）还包括以下步骤：通过智能移动终端APP预设正常人的心率范围W0与血压范围W1；还包括步骤（6）：微控制器将获得的当前心率范围与预设的心率范围W0进行比较分析，若不在预设的心率范围W0内，则通过报警电路发出报警信号；否则，微控制器将获得的使用者当前血压范围与预设的血压范围W1进行比较分析，若不在预设的血压范围W1内，则通过报警电路发出报警信号。
实施上述方法的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，包括枕头本体与心率及血压测量系统，其中，该心率及血压测量系统包括分别设置于枕头本体内的气囊、光电式脉搏传感器、压力传感器与微控制器，该气囊与光电式脉搏传感器设置于枕头本体内前方对应人体脖子位置处，且沿枕头本体的纵向紧贴排列，该压力传感器设置于气囊上，该气囊与设置于枕头本体外部的一充气泵连接，且该气囊上设置有一微泄气阀；该微控制器分别电连接至光电式脉搏传感器、压力传感器、充气泵与微泄气阀。
作为本发明的进一步改进，所述心率及血压测量系统还包括报警电路，该报警电路与微控制器电连接，该报警电路包括电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q1、三极管Q2、喇叭K1与开关S1，其中，所述开关S1的一端连接电阻R9一端，另一端分别连接至三极管Q2的发射极、电容C6正极、喇叭K1一端、三极管Q1的发射极与电容C4负极；所述电阻R9另一端分别连接至电阻R10一端与电容C4正极，该电阻R10另一端分别连接至电容C5正极与三极管Q1的基极，该电容C5负极分别连接至喇叭K1另一端、三极管Q2的集电极与电容C6负极，该三极管Q1的集电极连接至三极管Q2的基极。
作为本发明的进一步改进，所述光电式脉搏传感器包括传感器基体、分别设置于传感器基体上的红外发光二极管与红外光敏三极管、及脉搏信号检测电路，该红外发光二极管与红外光敏三极管之间形成一锐角。
作为本发明的进一步改进，所述脉搏信号检测电路包括恒流源模块与检测模块，其中，该恒流源模块分别连接至红外发光二极管与红外光敏三极管；该检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、放大器A1与稳压二极管D3，其中，所述放大器A1的同向输入端分别连接至电阻R1与红外光敏三极管，该放大器A1的反向输入端分别连接至电阻R2一端、电阻R4一端与电容C2一端，该电阻R2另一端连接至电容C1，该放大器A1的输出端分别连接至电容C2另一端、电阻R4另一端与电阻R3一端，该电阻R3另一端连接至稳压二极管D3负极。
作为本发明的进一步改进，所述压力传感器包括一薄型铝支架、固接于薄型铝支架上的圆形感压膜片、及粘贴于圆形感压膜片上的半导体力敏电桥，该半导体力敏电桥与一信号放大电路连接。
作为本发明的进一步改进，所述信号放大电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3与放大器A2，其中，所述放大器A2的第1引脚分别连接至电阻R5一端、电阻R7一端与电容C3一端，该电阻R5另一端连接至半导体力敏电桥的输出端，该电阻R7另一端与电容C3另一端均连接至放大器A2的第3引脚；所述放大器A2的第2引脚分别连接至电阻R6一端与电阻R8一端，该电阻R6另一端连接至半导体力敏电桥的输入端。
作为本发明的进一步改进，所述圆形感压膜片由0.15-0.25mm厚的磷青铜材料制成，且该圆形感压膜片的直径为18-20mm。
本发明提供的心率及血压测量方法，通过嵌入枕头中的心率及血压测量系统，即可实现对人体心率及血压的实时监控及报警功能。可预设每次进行心率及血压测量时间，一旦人体头部及脖子向下压枕头，预设时间到后，即可对人体脖子的心率及血压进行检测，即使是处于睡眠状态也可以进行测量，并显示于智能移动终端APP上，对人体心率及血压进行实时监控，使人们实时了解自己的身体状况，若出现心率或血压异常，可实时报警提醒，使人们及时了解自己的身体状况。
本发明提供的具有心率及血压测量功能的枕头，通过将带光电式脉搏传感器与压力传感器的心率及血压测量系统嵌入枕头中，无需再准备额外的血压仪和心率测量仪对人体进行心率及血压测量，也不会出现因忘记定时进行心率及血压测量而带来的身体健康问题，实现人体心率及血压的自动检测及报警功能，对人体心率及血压进行实时监控，使人们通过智能移动终端APP即可了解自己的身体状况，心率及血压检测方便，快捷，准确，实用。
上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明枕头的整体结构示意图；
图2为本发明光电式脉搏传感器的结构示意图；
图3为本发明压力传感器的结构示意图；
图4为本发明报警电路的原理图；
图5为本发明检测模块的原理图；
图6为本发明信号放大电路的原理图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
实施例一：
请参照图1，本实施例提供一种心率及血压测量方法，包括以下步骤：
（1）制备一具有心率及血压测量功能的枕头，其包括枕头本体1与心率及血压测量系统，其中，该心率及血压测量系统包括分别设置于枕头本体1内的气囊2、光电式脉搏传感器3、压力传感器4与微控制器5，该气囊2与光电式脉搏传感器3设置于枕头本体1内前方对应人体脖子位置处，且沿枕头本体1的纵向紧贴排列，该压力传感器4设置于气囊2上，该气囊2与设置于枕头本体1外部的一充气泵6连接，且该气囊2上设置有一微泄气阀；该微控制器5分别电连接至光电式脉搏传感器3、压力传感器4、充气泵6与微泄气阀；
（2）通过智能移动终端APP预设心率及血压测量系统开启时间T0；
（3）待到达开启时间T0时，心率及血压测量系统开启，微控制器5控制充气泵6向气囊2内充气，于此同时，压力传感器4实时检测气囊2内的压力，并将压力反馈至微控制器5，直至检测到的气囊2内压力达到240-260mmHg后，微控制器5关闭充气泵；此时，气囊2与光电式脉搏传感器3紧贴使用者脖子位置，使血液不流动；
（4）微控制器5控制开启微泄气阀，使气囊以2 ~ 3mmHg/ s 的速度泄气，与此同时, 压力传感器4实时检测气囊2内的压力，并传送至微控制器5；同时，光电式脉搏传感器3实时检测血流状态及脉搏信号，并传递至微控制器5；当光电式脉搏传感器3一检测到脉搏信号时，则微控制器5将此时压力传感器4检测到的压力设定为当前收缩压，并记录下时间T1；随着气囊2的不断泄气，当光电式脉搏传感器3检测到的脉搏信号消失时，则微控制器5将此时压力传感器4检测到的压力设定为当前舒张压，并记录下时间T2；
（5）微控制器5对时间T1至时间T2之间检测到的脉搏信号进行计数分析，获得使用者的当前心率范围，并在智能移动终端APP中显示；同时，获得使用者当前血压范围：当前舒张压~当前收缩压，并以时间为X轴，压力为Y轴输出血压与时间的关系图，并在智能移动终端APP中显示。
本实施例将带光电式脉搏传感器3与压力传感器4的心率及血压测量系统嵌入枕头中，可预设每次进行心率及血压测量时间，一旦人体头部及脖子向下压枕头，预设时间到后，即可对人体脖子的心率及血压进行检测，即使是处于睡眠状态也可以进行测量，并显示于智能移动终端APP上，对人体心率及血压进行实时监控，使人们实时了解自己的身体状况，防止因忘记定时进行心率及血压测量，而带来的身体健康问题。
实施例二：
本实施例与实施例一的主要区别在于：所述心率及血压测量系统还包括报警电路，该报警电路与微控制器5电连接；所述步骤（2）还包括以下步骤：通过智能移动终端APP预设正常人的心率范围W0与血压范围W1；还包括步骤（6）：微控制器5将获得的当前心率范围与预设的心率范围W0进行比较分析，若不在预设的心率范围W0内，则通过报警电路发出报警信号；否则，微控制器5将获得的使用者当前血压范围与预设的血压范围W1进行比较分析，若不在预设的血压范围W1内，则通过报警电路发出报警信号。
本实施例增设报警电路，当人体心率或血压出现异常时，实时报警提醒，使人们及时了解自己的身体状况。
请参照图1，本发明实施例还提供了实施上述方法的具有心率及血压测量功能的枕头，包括枕头本体1与心率及血压测量系统，其中，该心率及血压测量系统包括分别设置于枕头本体1内的气囊2、光电式脉搏传感器3、压力传感器4与微控制器5，该气囊2与光电式脉搏传感器3设置于枕头本体1内前方对应人体脖子位置处，且沿枕头本体1的纵向紧贴排列，该压力传感器4设置于气囊2上，该气囊2与设置于枕头本体1外部的一充气泵6连接，且该气囊2上设置有一微泄气阀；该微控制器5分别电连接至光电式脉搏传感器3、压力传感器4、充气泵6与微泄气阀。
如图4所示，所述心率及血压测量系统还包括报警电路，该报警电路与微控制器电连接，该报警电路包括电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q1、三极管Q2、喇叭K1与开关S1，其中，所述开关S1的一端连接电阻R9一端，另一端分别连接至三极管Q2的发射极、电容C6正极、喇叭K1一端、三极管Q1的发射极与电容C4负极；所述电阻R9另一端分别连接至电阻R10一端与电容C4正极，该电阻R10另一端分别连接至电容C5正极与三极管Q1的基极，该电容C5负极分别连接至喇叭K1另一端、三极管Q2的集电极与电容C6负极，该三极管Q1的集电极连接至三极管Q2的基极。
如图2所示，所述光电式脉搏传感器3包括传感器基体31、分别设置于传感器基体31上的红外发光二极管32与红外光敏三极管33、及脉搏信号检测电路，该红外发光二极管32与红外光敏三极管33之间形成一锐角。
如图5所示，所述脉搏信号检测电路包括恒流源模块与检测模块，其中，该恒流源模块分别连接至红外发光二极管与红外光敏三极管；该检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、放大器A1与稳压二极管D3，其中，所述放大器A1的同向输入端分别连接至电阻R1与红外光敏三极管，该放大器A1的反向输入端分别连接至电阻R2一端、电阻R4一端与电容C2一端，该电阻R2另一端连接至电容C1，该放大器A1的输出端分别连接至电容C2另一端、电阻R4另一端与电阻R3一端，该电阻R3另一端连接至稳压二极管D3负极。
如图3所示，所述压力传感器4包括一薄型铝支架41、固接于薄型铝支架41上的圆形感压膜片42、及粘贴于圆形感压膜片42上的半导体力敏电桥43，该半导体力敏电桥43与一信号放大电路连接。在本实施例中，所述圆形感压膜片42由0.15-0.25mm厚的磷青铜材料制成，且该圆形感压膜片42的直径为18-20mm。
如图6所示，所述信号放大电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3与放大器A2，其中，所述放大器A2的第1引脚分别连接至电阻R5一端、电阻R7一端与电容C3一端，该电阻R5另一端连接至半导体力敏电桥的输出端，该电阻R7另一端与电容C3另一端均连接至放大器A2的第3引脚；所述放大器A2的第2引脚分别连接至电阻R6一端与电阻R8一端，该电阻R6另一端连接至半导体力敏电桥的输入端。
通过将带光电式脉搏传感器3与压力传感器4的心率及血压测量系统嵌入枕头中，无需再准备额外的血压仪和心率测量仪对人体进行心率及血压测量，也不会出现因忘记定时进行心率及血压测量而带来的身体健康问题，实现人体心率及血压的自动检测及报警功能，对人体心率及血压进行实时监控，使人们通过智能移动终端APP即可了解自己的身体状况，心率及血压检测方便，快捷，准确，实用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种心率及血压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备一具有心率及血压测量功能的枕头，其包括枕头本体与心率及血压测量系统，其中，该心率及血压测量系统包括分别设置于枕头本体内的气囊、光电式脉搏传感器、压力传感器与微控制器，该气囊与光电式脉搏传感器设置于枕头本体内前方对应人体脖子位置处，且沿枕头本体的纵向紧贴排列，该压力传感器设置于气囊上，该气囊与设置于枕头本体外部的一充气泵连接，且该气囊上设置有一微泄气阀；该微控制器分别电连接至光电式脉搏传感器、压力传感器、充气泵与微泄气阀；
(2)通过智能移动终端APP预设心率及血压测量系统开启时间T0；
(3)待到达开启时间T0时，心率及血压测量系统开启，微控制器控制充气泵向气囊内充气，于此同时，压力传感器实时检测气囊内的压力，并将压力反馈至微控制器，直至检测到的气囊内压力达到240-260mmHg后，微控制器关闭充气泵；此时，气囊与光电式脉搏传感器紧贴使用者脖子位置，使血液不流动；
(4)微控制器控制开启微泄气阀，使气囊以2～3mmHg/s的速度泄气，与此同时,压力传感器实时检测气囊内的压力，并传送至微控制器；同时，光电式脉搏传感器实时检测血流状态及脉搏信号，并传递至微控制器；当光电式脉搏传感器一检测到脉搏信号时，则微控制器将此时压力传感器检测到的压力设定为当前收缩压，并记录下时间T1；随着气囊的不断泄气，当光电式脉搏传感器检测到的脉搏信号消失时，则微控制器将此时压力传感器检测到的压力设定为当前舒张压，并记录下时间T2；
(5)微控制器对时间T1至时间T2之间检测到的脉搏信号进行计数分析，获得使用者的当前心率范围，并在智能移动终端APP中显示；同时，获得使用者当前血压范围：当前舒张压～当前收缩压，并以时间为X轴，压力为Y轴输出血压与时间的关系图，并在智能移动终端APP中显示。
2.根据权利要求1所述的心率及血压测量方法，其特征在于，所述心率及血压测量系统还包括报警电路，该报警电路与微控制器电连接；所述步骤(2)还包括以下步骤：通过智能移动终端APP预设正常人的心率范围W0与血压范围W1；还包括步骤(6)：微控制器将获得的当前心率范围与预设的心率范围W0进行比较分析，若不在预设的心率范围W0内，则通过报警电路发出报警信号；否则，微控制器将获得的使用者当前血压范围与预设的血压范围W1进行比较分析，若不在预设的血压范围W1内，则通过报警电路发出报警信号。
3.实施权利要求1或2所述方法的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，包括枕头本体与心率及血压测量系统，其中，该心率及血压测量系统包括分别设置于枕头本体内的气囊、光电式脉搏传感器、压力传感器与微控制器，该气囊与光电式脉搏传感器设置于枕头本体内前方对应人体脖子位置处，且沿枕头本体的纵向紧贴排列，该压力传感器设置于气囊上，该气囊与设置于枕头本体外部的一充气泵连接，且该气囊上设置有一微泄气阀；该微控制器分别电连接至光电式脉搏传感器、压力传感器、充气泵与微泄气阀。
4.根据权利要求3所述的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，所述心率及血压测量系统还包括报警电路，该报警电路与微控制器电连接，该报警电路包括电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q1、三极管Q2、喇叭K1与开关S1，其中，所述开关S1的一端连接电阻R9一端，另一端分别连接至三极管Q2的发射极、电容C6正极、喇叭K1一端、三极管Q1的发射极与电容C4负极；所述电阻R9另一端分别连接至电阻R10一端与电容C4正极，该电阻R10另一端分别连接至电容C5正极与三极管Q1的基极，该电容C5负极分别连接至喇叭K1另一端、三极管Q2的集电极与电容C6负极，该三极管Q1的集电极连接至三极管Q2的基极。
5.根据权利要求3所述的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，所述光电式脉搏传感器包括传感器基体、分别设置于传感器基体上的红外发光二极管与红外光敏三极管、及脉搏信号检测电路，该红外发光二极管与红外光敏三极管之间形成一锐角。
6.根据权利要求5所述的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，所述脉搏信号检测电路包括恒流源模块与检测模块，其中，该恒流源模块分别连接至红外发光二极管与红外光敏三极管；该检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、放大器A1与稳压二极管D3，其中，所述放大器A1的同向输入端分别连接至电阻R1与红外光敏三极管，该放大器A1的反向输入端分别连接至电阻R2一端、电阻R4一端与电容C2一端，该电阻R2另一端连接至电容C1，该放大器A1的输出端分别连接至电容C2另一端、电阻R4另一端与电阻R3一端，该电阻R3另一端连接至稳压二极管D3负极。
7.根据权利要求3所述的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，所述压力传感器包括一薄型铝支架、固接于薄型铝支架上的圆形感压膜片、及粘贴于圆形感压膜片上的半导体力敏电桥，该半导体力敏电桥与一信号放大电路连接。
8.根据权利要求7所述的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，所述信号放大电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3与放大器A2，其中，所述放大器A2的第1引脚分别连接至电阻R5一端、电阻R7一端与电容C3一端，该电阻R5另一端连接至半导体力敏电桥的输出端，该电阻R7另一端与电容C3另一端均连接至放大器A2的第3引脚；所述放大器A2的第2引脚分别连接至电阻R6一端与电阻R8一端，该电阻R6另一端连接至半导体力敏电桥的输入端。
9.根据权利要求7所述的具有心率及血压测量功能的枕头，其特征在于，所述圆形感压膜片由0.15-0.25mm厚的磷青铜材料制成，且该圆形感压膜片的直径为18-20mm。
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