CN107811628A - 一种脉搏采集智能手机 - Google Patents
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Abstract
一种脉搏采集智能手机，包括设置在手机的正面、背面和/或周侧的脉搏信号采集口，所述脉搏信号采集口具有光电式脉搏传感器，所述光电式脉搏传感器与设置于手机中的处理器模块连接，所述光电式脉搏传感器包括光源和光电接收器，光源发出的光束照射到手指后反射到所述光电接收器，受到手指血液的吸收衰减作用的光束将手指血液容积在心脏作用下所呈现的搏动性变化反映为光信号的变化，所述光电接收器将所述光信号转换为含有脉搏波信息的电信号，所述处理器模块接收所述电信号以实现脉搏采集和处理。该智能手机可以简单、方便、可靠地对用户的脉搏等生理参数进行采集和监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有脉搏波采集功能的脉搏采集智能手机。
背景技术
随着社会的发展，人们对健康也越来越重视，可穿戴医疗设备的研发将健康监护引入家庭，为人们带来了极大的便利。从产品功能上看，目前可穿戴设备已经具有健康监测、医疗、运动、娱乐、办公、学习、定位等多种功能。相比国外的15个监测类别，在国内的类别分布中有13个，以运动居首，占到了32.9％的市场份额，随后是睡眠、体温监测，出现了产品分布不均，多的太多，少的太少的情况。从侧面也反应出了，目前医疗可穿戴产品还处在初级应用阶段，还没有被大众所熟知和使用，服务于医疗智能可穿戴产品具有广阔开发应用前景。
医疗可穿戴设备如果以健康为主要目的的话，大体可分为运动健康类和病患监测类。
运动健康类，主要功能是用来监测运动量、消耗热量、心率、睡眠，主要有手环、手表、智能鞋、贴片等一些可穿戴小设备。比如：小米手环、乐心手环、咕咚手环、华为的TalkBand系列手环、Apple watch、华为手表等。
病患监测类，主要功能是用来帮助慢性病患者监测血压、血糖、脑电，主要有iHealth血压计、倍泰多参数生理监测仪等产品。
对于一款医疗可穿戴设备来说，有的用户可能不只是需求记录健康数据，可能更需要能够提供医疗解决方案，有的用户可能不只是需要监测睡眠数据，还需要监测血压、血糖等数据或者还需要一些娱乐功能，而当用户这些需求无法得到满足时，用户也会放弃产品。
血压作为常见的人体健康参数之一，简便准确无创血压值的测量对健康监护、疾病预防具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种脉搏采集智能手机，简单、方便、可靠地对用户的脉搏进行采集和检测，还可进一步利用所采集的脉搏信号进行血压等多种人体生理数据的计算和监测。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种脉搏采集智能手机，包括设置在手机的正面、背面和/或周侧的脉搏信号采集口，所述脉搏信号采集口具有光电式脉搏传感器，所述光电式脉搏传感器与设置于手机中的处理器模块连接，所述光电式脉搏传感器包括光源和光电接收器，光源发出的光束照射到手指后反射到所述光电接收器，受到手指血液的吸收衰减作用的光束将手指血液容积在心脏作用下所呈现的搏动性变化反映为光信号的变化，所述光电接收器将所述光信号转换为含有脉搏波信息的电信号，所述处理器模块接收所述电信号以实现脉搏采集和处理。
进一步地：
所述脉搏信号采集口设置在手机正面靠近顶部或底部，或者在手机背面靠近顶部或底部或中间位置，或者在手机两侧边，或者在手机的底部或顶部。
所述手机正面靠近顶部是在手机正面的摄像头处，所述手机正面靠近底部是在手机正面下方的按键处，所述手机背面靠近顶部是在手机背面的摄像头处，所述手机的底部是在手机的耳机插孔处或与其并排的位置处。
所述光电式脉搏传感器的光源经设置以能被控制发出不同强度的光照信号照射手指采集部位。
还包括设置在手机中的存储模块，所述存储模块与所述处理器模块相连，用于存储所述处理器模块处理的脉搏信号。
还包括设置在手机中的无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器模块相连，用于与远端设备进行无线通信，所述无线通信包括将所采集的脉搏信号发送到所述远端设备。
还包括设置在手机中与所述处理器模块相连的计算模块，用于根据所采集的脉搏信号计算包括血压、血氧饱和度、心率、呼吸频率中的任一种生理参数。
还包括按照所述脉搏信号采集口的分布位置对应设置的触摸感应器，所述触摸感应器用于检测手指是否接脉搏信号采集口，并在检测到手指接触脉搏信号采集口时向手机中的处理器模块发出信号，处理器模块检测到信号后控制所述光电式脉搏传感器进行信号采集。
还包括设置在手机上与所述处理器模块相连的指示灯模块，用于在所述处理器模块的控制下发出视觉指示信号。
还包括与所述处理器模块相连的脉搏采集和处理结果显示模块。
还包括设置在手机中与所述处理器模块相连的电源模块以及电量检测模块。
本发明的有益效果：
本发明的脉搏采集智能手机在手机的正面、背面和/或周侧的具有脉搏信号采集口，通过光电式脉搏传感器，由光源发出的光束照射到手指后反射到所述光电接收器，受到手指血液的吸收衰减作用的光束将手指血液容积在心脏作用下所呈现的搏动性变化反映为光信号的变化，光电接收器将光信号转换为含有脉搏波信息的电信号，并由处理器模块接收和处理，从而本发明提出的具有脉搏波采集功能的智能手机从采集端有效解决了现有技术的设备不方便采集脉搏信号，也不方便实现血压监测等问题，克服现有设备需要提供专门的可穿戴设备，并需要用户穿戴而带来的麻烦。利用本发明的智能手机，只需要用户持手机，通过手指接触到脉搏信号采集口处，即可简单、方便、可靠地对用户的脉搏进行采集和检测，通过设置相应的电路模块，还可利用所采集的脉搏信号进行血压等多种人体生理数据的计算和监测，对于健康监护、疾病预防具有重要意义。
附图说明
图1为本发明脉搏采集智能手机一种实施例的结构示意图，其中脉搏信号采集口设置在手机正面靠近底部处；
图2为本发明脉搏采集智能手机另一种实施例的结构示意图，其中脉搏信号采集口设置在手机正面靠近顶部处；
图3为本发明脉搏采集智能手机另一种实施例的结构示意图，其中脉搏信号采集口设置在手机背面中间位置；
图4为本发明脉搏采集智能手机另一种实施例的结构示意图，其中脉搏信号采集口设置在手机背面靠近顶部处；
图5为本发明脉搏采集智能手机另一种实施例的结构示意图，其中脉搏信号采集口设置在手机背面靠近底部处；
图6为本发明脉搏采集智能手机一种实施例的电路模块图；
图7为本发明脉搏采集智能手机一种实施例的系统架构图；
图8为本发明脉搏采集智能手机包括触摸感应器的实施例的结构示意图；
图9为本发明脉搏采集智能手机的脉搏信号采集口、触摸感应器与处理器模块的结构框图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1至图7，在一种实施例中，一种脉搏采集智能手机，包括设置在手机1的正面、背面和/或周侧(手机的周侧包括手机的左右两侧边以及顶部和底部)的脉搏信号采集口2，所述脉搏信号采集口2具有光电式脉搏传感器，所述光电式脉搏传感器与设置于手机1中的处理器模块连接，所述光电式脉搏传感器包括光源和光电接收器，光源发出的光束照射到手指后反射到所述光电接收器，受到手指血液的吸收衰减作用的光束将手指血液容积在心脏作用下所呈现的搏动性变化反映为光信号的变化，所述光电接收器将所述光信号转换为含有脉搏波信息的电信号，所述处理器模块接收所述电信号以实现脉搏采集和处理。
在不同的实施例中，手机1可以有一个或多个所述脉搏信号采集口2。脉搏信号采集口2可以通过I2C或SPI总线与处理器模块通信。处理器模块可以是专门设置用于脉搏采集和处理的处理器，不同于智能手机的主处理器。处理器模块可以通过UART串口与主处理器通信。
参阅图1至图5，在各种优选实施例中，所述脉搏信号采集口2设置在手机1正面靠近顶部或底部，或者在手机1背面靠近顶部或底部或中间位置，或者在手机1两侧边，或者在手机1的底部或顶部。
在具体的优选实施例中，所述手机正面靠近顶部是在手机正面的摄像头处，所述手机正面靠近底部是在手机正面下方的按键处(例如典型的HOME键，十分方便手指随时触摸以采集用户的脉搏信号)，所述手机背面靠近顶部是在手机背面的摄像头处，所述手机的底部是在手机的耳机插孔处或与其并排的位置处。
在一些实施例中，所述脉搏信号采集口2可以是但不限于圆形或方形。
在一种具体的优选实施例中，所述光电式脉搏传感器的光源经设置以能被控制发出不同强度的光照信号照射手指采集部位。具体地，所述光电式脉搏传感器的光源通过不同的电阻与所述处理器模块相连并能够选通触发相应光源回路，以被控制发出不同强度/颜色的光照信号照射手指采集部位。在一个实施例中，光电式脉搏传感器的光源可以包括绿光LED、红光LED和红外LED，这些LED设置成可以被独立或分组触发。
如图6至图7所示，在优选实施例中，脉搏采集智能手机还可以包括设置在手机中的存储模块，所述存储模块与所述处理器模块相连，其可存储所述处理器模块处理的脉搏信号以及其他生理参数监测数据。
在优选实施例中，脉搏采集智能手机还可以包括设置在手机中的无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器模块相连，用于与远端设备进行无线通信，所述无线通信包括但不限于将所采集的脉搏信号发送到所述远端设备。无线通信模块可以是wifi、3G、4G、蓝牙、NFC等各种无线通信模块等。
在优选实施例中，脉搏采集智能手机还可以包括设置在手机中用于根据所采集的脉搏信号计算血压、心率、血氧饱和度、呼吸频率等其他生理参数的计算模块(未图示)。本领域技术人员知晓如何在脉搏采集智能手机上使用已有的计算生理参数的计算模块。另外，计算模块的功能也可以由适当选用的处理器模块代替。
如图8和图9所示，在另一优选实施例中，脉搏采集智能手机还包括按照脉搏信号采集口2、2’的分布位置对应设置的触摸感应器3、3’，所述触摸感应器用于检测手指是否接脉搏信号采集口2、2’，并在检测到手指接触脉搏信号采集口时向手机中的处理器模块发出信号，处理器模块检测到信号后控制所述光电式脉搏传感器进行信号采集。由于设置了触摸传感器，脉搏信号采集口不需要始终维持采集心电信号的工作状态，只有当手指触摸到脉搏信号采集口即触摸传感器所在区域时，手机才控制光电式脉搏传感器工作，开始信号采集，因此，这一设计有利于降低功耗并且降低器件损耗。当然，触摸感应器以及脉搏信号采集口的位置和尺寸并不限于图8所示的形式，能够起到上述作用的设置方式均可采用。在一些实施例中，脉搏采集智能手机还可以包括受处理器模块控制的至少一个指示灯模块，用于在所述处理器模块的控制下发出视觉指示信号，可以简明及时地提醒用户脉搏、血压等生理参数的监测状态。
在一些实施例中，脉搏采集智能手机还可以还包括与所述处理器模块相连的脉搏采集和处理结果显示模块，用以显示脉搏采集和处理结果。脉搏采集和处理结果显示模块可以利用已有的手机显示屏实现。
在一些实施例中，脉搏采集智能手机还可以包括按键模块。
在又一些实施例中，脉搏采集智能手机还可以包括电源模块以及电量检测模块。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种脉搏采集智能手机，其特征在于,包括设置在手机的正面、背面和/或周侧的脉搏信号采集口，所述脉搏信号采集口具有光电式脉搏传感器，所述光电式脉搏传感器与设置于手机中的处理器模块连接，所述光电式脉搏传感器包括光源和光电接收器，光源发出的光束照射到手指后反射到所述光电接收器，受到手指血液的吸收衰减作用的光束将手指血液容积在心脏作用下所呈现的搏动性变化反映为光信号的变化，所述光电接收器将所述光信号转换为含有脉搏波信息的电信号，所述处理器模块接收所述电信号以实现脉搏采集和处理。
2.如权利要求1所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,所述脉搏信号采集口设置在手机正面靠近顶部或底部，或者在手机背面靠近顶部或底部或中间位置，或者在手机两侧边，或者在手机的底部或顶部。
3.如权利要求2所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,所述手机正面靠近顶部是在手机正面的摄像头处，所述手机正面靠近底部是在手机正面下方的按键处，所述手机背面靠近顶部是在手机背面的摄像头处，所述手机的底部是在手机的耳机插孔处或与其并排的位置处。
4.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,所述光电式脉搏传感器经设置以能被控制发出不同强度的光照信号照射手指采集部位。
5.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,还包括：设置在手机中的存储模块，所述存储模块与所述处理器模块相连，用于存储所述处理器模块处理的脉搏信号；和/或者设置在手机中的无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器模块相连，用于与远端设备进行无线通信。
6.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,还包括设置在手机中与所述处理器模块相连的计算模块，用于根据所采集的脉搏信号计算包括血压、血氧饱和度、心率、呼吸频率中的任一种生理参数。
7.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,还包括按照所述脉搏信号采集口的分布位置对应设置的触摸感应器，所述触摸感应器用于检测手指是否接脉搏信号采集口，并在检测到手指接触脉搏信号采集口时向手机中的处理器模块发出信号，处理器模块检测到信号后控制所述光电式脉搏传感器进行信号采集。
8.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,还包括设置在手机上与所述处理器模块相连的指示灯模块,用于在所述处理器模块的控制下发出视觉指示信号。
9.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,还包括与所述处理器模块相连的脉搏采集和处理结果显示模块。
10.如权利要求1至3任一项所述的脉搏采集智能手机，其特征在于,还包括设置在手机中与所述处理器模块相连的电源模块以及电量检测模块。
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