CN107028600A - 一种测量血压与心率的智能手环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能佩戴终端，具体的为一种测量血压与心率的智能手环，包括至少两个环体，包括血压采集和心率采集装置，所述血压采集装置包括；环体之间通过卡扣的结构相连形成一闭合的环形；所述环体的内侧设置一凹槽，所述凹槽沿着环体的延伸方向形成一闭合圆周，凹槽中设置适应其形状的气囊；所述气囊与气泵与压力传感器相连；所述心率采集装置包括光感应芯片和振动传感器；所述心率采集系统和血压采集装置都与安装于环内部的控制系统连接，心率采集系统用于采集用户的心率信息并将所述心率信息上传至中央处理器，血压采集装置用于采集用户的血压信息并将所述血压信息上传至中央处理器。

Description

一种测量血压与心率的智能手环

技术领域

本发明涉及一种智能佩戴终端，具体的为一种测量血压与心率的智能手环。

背景技术

智能手环是一种穿戴式智能设备。通过智能手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板等电子设备同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

心率，是最直接反映我们健康的标志。正常人健康的心脏，每时每刻都会按着其既定的规律进行搏动，将血液泵到全身的每一处地方。心脏是血液泵出的动力，也是各器官系统以及整个身体正常运行的保证。专业的连续心率监测，医学认可的方法是在医院进行的24小时动态心率监测。这个检测要求在24小时内，无论是上厕所还是睡觉，身上都要背着记录仪，并且身上要贴多个记录点。根据一些实际使用过的患者的感受，这实在是很不方便。因为这个仪器的监测频率为每秒800多次，整整比市面上的手环高出四万多倍，所以24小时的动态心率监测，只有在医院才能进行。而以当下的中国医疗条件，对于一些有这个需求的中老年人来说，金钱成本与时间成本太高从而无法实现。因此，市场上出现了有不少声称可以测心率的产品，比如智能手环。但是这些手环在测量心率方面存在以下的问题：手环大多采用一分钟监测一次心率，而其实我们的心脏每分钟会跳动60次到100次左右，而在一分钟内，往往我们的心率已经经历了瞬息万变，而手环却检测不到这些的变化。

很多的智能手环都具有检验血压的功能，其是通过光电检测器，将透射过手指动脉血管的红光和红外光转换成电信号，进而进行计算出当时被检测者的血压。但是如果被测部位出现剧烈运动时，将会影响规则脉动信号的提取，而无法进行测量，病人的末梢循环严重不畅时，会导致被测部位的动脉血流减小，将使测量不准或无法测量；严重失血病人，测量部位体温较低时，外界强光照射到探头上，可能会使光电接收器的工作偏离正常范围，导致测量不准确。因此利用光电检测器监测血压会具有下面的问题（1）通过手环的光电感应芯片对人体的血压进行测量时误差很大；（2）由于高血压等疾病发病都有着突发性，所以需要实时监测，而现有的产品无法对用户的实现系统化的管理；（3）由于手环内部运行的程序很多导致电池的使用时间比较短，充电比较频繁。

发明内容

所要解决的技术问题：

针对上述存在的问题，本发明提供一种手环，不仅能够对用户的心率跳动的频率进行监护，还可以实现对心率的跳动的幅度进行监测，并且能够根据监测的数据分析，给出病人的身体潜在的危险并提出警告。同时产生的数据可以作为就医时的参考。同时还具有通过内设的气囊结构可以实现对人体的血压进行准确的测量，对佩戴者的血压进行实时的监测。

技术方案：

一种测量血压与心率的智能手环，包括至少两个环体，包括血压采集和心率采集装置，所述血压采集装置包括；环体之间通过卡扣的结构相连形成一闭合的环形；所述环体的内侧设置一凹槽，所述凹槽沿着环体的延伸方向形成一闭合圆周，凹槽中设置适应其形状的气囊；所述气囊与气泵与压力传感器相连；所述心率采集装置包括光感应芯片和振动传感器；

所述心率采集系统和血压采集装置都与安装于环内部的控制系统连接；所述控制系统包括中央处理器，中央处理器通过第一无线通信模块与后台服务端连接，后台服务端设置有存储器，后台服务端通过第二无线通信模块连接至客户端，中央处理器还连接有控制器，所述控制器连接有显示装置，显示装置安装于环体的外壁上；心率采集系统用于采集用户的心率信息并将所述心率信息上传至中央处理器，血压采集装置用于采集用户的血压信息并将所述血压信息上传至中央处理器；中央处理器根据预设的用户信息对心率采集装置和血压采集装置采集到的信息进行识别，后台服务端用于检测心率采集系统采集到的心率数据和血压数据以及将采集到的数据进行归档并根据数据进行分析，后台服务端根据手环预设的用户信息将采集的信息和分析的结果向客户端发送。

进一步地，所述心率测量包括以下步骤：

步骤一：通过光电感应芯片采集某个时间点的血液信号得出此时的心率，传入存储装置；

步骤二：步骤一进行的同时，通过振动传感器同时检测此时脉搏的跳动的强度，传入存储装置；

步骤三：重复上述的步骤一步骤二至预设的一定时间范围，从存储装置中读出信号，并画出波形图，上述波形图的横坐标为时间，纵坐标为对应的时间点内的振动幅度。

步骤四：分析步骤三中的波形图；（1）与预设的振动频率范围进行比较，如果该波形的频率在预设范围之外则判断出为异常情况；

（2）读出此时波形图的斜率变化，并根据波形的斜率变化来判断此时是否有异常；如果超出预设的斜率范围，即判断为异常情况。

本发明通过同时检测心率的振动的频率和振动的幅度来判断用户的心率是否正常。虽然振动的幅度并不是严格意义上的心跳幅度，但是通过不同的采集点相同时刻的采集并进行处理可以近似的看出心跳的幅度的规律。通过这种方法可以提高了对心率的监测的数据的准确性。通过光电感应芯片测量出的数据为心率，即为某一时间点的心脏跳动的次数，通常的手环测量的某一时间段的数据，无法体现出心率变化的幅度或者频率。当波形图的斜率超过了预设的值，根据超出的值的多少，通过平台的数据库进行对比分析给出用户一些建议，从而就能够大大减少存在有一些隐藏的疾病的概率。

本发明采用的是通过至少两块环体结构连接起来形成一个近似手镯的形状，可以用金属表面制成可以达到美观的目的。环体与环体之间采用卡扣的结构连接保证其牢固性。手表内设的电子芯片置于环体的内部。由于采用的是环状结构，每个环体内部均可以设有电源，这样可以使手表的待机时间相对来说比较长。每块环体内部均设有气泵给气囊充气。当对用户进行检查血压时，气泵对气囊进行充气，由于气囊是沿着闭合的环体形成一个闭合的圆周，气囊变大挤压用户的手腕至完全压迫动脉血管并阻断动脉血流，然后随着气囊内压力减小，动脉血管将出现：完全阻闭-渐开-全放开的变化过程。在全过程中，动脉血管壁的搏动将在气囊内部的气体中产生气体振荡，这种振荡与动脉收缩压、舒张压和平均压存在确定的对应关系。通过压力传感器测量、记录和分析放气过程中气囊内的压力振动波即可获得出此时被测量的人的收缩压、平均压和舒张压。利用这种方法可以消除了人为因素，其测量更具客观性。本发明可以充分利用有限的空间进行来实现其更多的功能。

进一步地,测量血压包括以下的步骤：

步骤A：通过客户端设置时钟的开启时间，每日最少测量三次，每次最少测量三遍然后取平均值即为该次的血压值；

步骤B：到达预设的时间时，所述气泵对气囊进行充气，压力传感器进行检测气囊内的气压，在显示装置上显示出测量值，；

步骤C：中央处理器将第一无线通信模块将数据传输入后台服务器，后台服务器将该次数据写入该用户的健康档案中，并且对数据进行分析，如果发现数据不在系统预设的健康的范围内，就将该次的结果通过第二无线通讯传输至客户端；

步骤D：客户端接收来自后台服务器的提醒的信息。

本发明内设时钟结构对血压采集装置进行控制。每个人不同的时间的血压并不相同，一次两次的测量并不具有普遍性，而且也无法发现用户身体内部潜在的问题，只有通过长时间的检查，通过长时间检查的数据才能分析出用户的身体会有哪些的隐患。因此还可以根据用户的情况不同进行设置测量血压的时间和频率。借助于互联网大数据技术对数据进行分析，为用户提供一些有针对性的建议。

所述气囊为硅胶材料或塑胶材料，所述壳体为金属或者合金。气囊采用塑胶或者塑胶材料可以更好的吻合用户的皮肤，并且用户的感受良好，且使用的说明长。

所述每个环体内部设置一个血压采集装置，所述血压采集装置与设置在所在环体的电源提供。

在上述步骤四的（1）中判断心率的频率的异常还包括在一定的时间段内频率的变化是否出现超出预定的阈值的变化。人的心跳的快慢在不同的时刻是不同的，但是也应该在一个范围内进行变化。但是如果是早搏或者房颤时期心跳的快慢的变化幅度就比较大。通过预先设置可以有效的提醒用户是否有上述两种隐患。

有益效果：

1)通过同时测量心率和心跳的幅度，从而增加了对检查者的心率数据的准确性；

2)采用环形的结构，可以有更大的空间，有助于增加电池的容量从而增加带电时间；

3)本发明采用的是振动法测量血压，比较准确，且不容易受到干扰。并且可以在不同的时间段进行测量血压更具有准确性；

4)本发明采用的金属的环体其内部的空间比较大，可以尽可能的安装入电池，增加手环的带电时间。

附图说明

图1为本发明的外视图；

图2为本发明中的环体剖面图；

图3为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明的整体结构的外管，本体采用的是两个环体组成一个手环，环体为金属或者塑料等。在环体的外部有显示屏，开关等。在环体的内侧，沿着环延伸的方向镶嵌一个气囊，正常情况下气囊为收缩状态，手环为正常状态。当到了预设的检查血压的时间或者接收到要检测血压时，与气囊相连的气泵开始充气。由于气囊镶嵌在环体的内侧，随着气囊变大挤压用户的手腕至完全压迫动脉血管并阻断动脉血流，然后随着气囊内压力减小，动脉血管将出现：完全阻闭-渐开-全放开的变化过程。在全过程中，动脉血管壁的搏动将在袖带内的气体中产生气体振荡，这种振荡与动脉收缩压、舒张压和平均压存在确定的对应关系。通过压力传感器测量、记录和分析放气过程中袖带内的压力振动波即可获得出此时被测量的人的收缩压、平均压和舒张压。

图2为环体的剖面图。环体内侧凹陷的部位为气囊，气囊的部位并不是要很宽只要能将动脉血管压迫住即可以，因此可以看出还有很大的空间可以安装电池气泵。

在本发明中血压采集装置与心率采集装置采集的数据通过设置在环体内部的控制系统将数据传输至网络平台，网络平台的处理装置根据数据可以针对用户的具体特征有针对性的给出建议。或者可以直接与医生平台相对接，针对手环检测出的数据，医生可以给出健康建议。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (7)

1.一种测量血压与心率的智能手环，包括至少两个环体，其特征在于：包括血压采集装置和心率采集装置；

所述血压采集装置包括； 环体之间通过卡扣的结构相连形成一闭合的环形；所述环体的内侧设置一凹槽，所述凹槽沿着环体的延伸方向形成一闭合圆周，凹槽中设置适应其形状的气囊；所述气囊与气泵与压力传感器相连；

所述心率采集装置包括光感应芯片和振动传感器；

所述心率采集系统和血压采集装置都与安装于环内部的控制系统连接；

所述控制系统包括中央处理器，中央处理器通过第一无线通信模块与后台服务端连接，后台服务端设置有存储器，后台服务端通过第二无线通信模块连接至客户端，中央处理器还连接有控制器，所述控制器连接有显示装置，显示装置安装于环体的外壁上；心率采集系统用于采集用户的心率信息并将所述心率信息上传至中央处理器，血压采集装置用于采集用户的血压信息并将所述血压信息上传至中央处理器；中央处理器根据预设的用户信息对心率采集装置和血压采集装置采集到的信息进行识别， 后台服务端用于检测心率采集系统采集到的心率数据和血压数据以及将采集到的数据进行归档并根据数据进行分析，后台服务端根据手环预设的用户信息将采集的信息和分析的结果向客户端发送。

2.根据权利要求1所述的一种测量血压与心率的智能手环，其特征在于：所述心率测量包括以下步骤：

步骤一：通过光电感应芯片采集某个时间点的血液信号得出此时的心率，传入存储装置；

步骤二：步骤一进行的同时，通过振动传感器同时检测此时脉搏的跳动的强度，传入存储装置；

步骤三：重复上述的步骤一步骤二至预设的一定时间范围，从存储装置中读出信号，并画出波形图，上述波形图的横坐标为时间，纵坐标为对应的时间点内的振动幅度。

3.步骤四：分析步骤三中的波形图；（1）与预设的振动频率范围进行比较，如果该波形的频率在预设范围之外则判断出为异常情况；

读出此时波形图的斜率变化，并根据波形的斜率变化来判断此时是否有异常；如果超出预设的斜率范围，即判断为异常情况。

4.根据权利要求1所述的一种测量血压与心率的智能手环，其特征在于：测量血压包括以下的步骤：

步骤A：通过客户端设置时钟的开启时间，每日最少测量三次，每次最少测量三遍然后取平均值即为该次的血压值；

步骤B：到达预设的时间时，所述气泵对气囊进行充气，压力传感器进行检测气囊内的气压，在显示装置上显示出测量值，；

步骤C：中央处理器将第一无线通信模块将数据传输入后台服务器，后台服务器将该次数据写入该用户的健康档案中，并且对数据进行分析，如果发现数据不在系统预设的健康的范围内，就将该次的结果通过第二无线通讯传输至客户端；

步骤D：客户端接收来自后台服务器的提醒的信息。

5.根据权利要求1所述的一种测量血压与心率的智能手环，其特征在于：所述气囊为硅胶材料或塑胶材料，所述壳体为金属或者合金。

6.根据权利要求1所述的一种测量血压与心率的智能手环，其特征在于：所述每个环体内部设置一个血压采集装置，所述血压采集装置与设置在所在环体的电源提供。

7.根据权利要求1所述的一种测量血压与心率的智能手环，其特征在于：在步骤四的（1）中判断心率的频率的异常还包括在一定的时间段内频率的变化是否出现超出预定的阈值的变化。