CN109064712A - 一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置及预警方法 - Google Patents

一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置及预警方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置及预警方法，该监测预警装置为可穿戴设备，包括用于采集被测对象的实时心律数据的信号采集模块、用于产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激的电脉冲刺激模块、用于产生提醒信息和报警信号的报警模块及用根据采集的被测对象的实时心律数据对电脉冲刺激模块进行控制的处理模块，该方法在心率异常时候控制电脉冲刺激模块开启，并产生电脉冲，并根据预设之间阀值内电脉冲装置是否关闭控制报警模块发出报警信号或是产生提醒信号。采用本发明的监测报警装置和预警方法，能够提高对睡眠状态老人的唤醒效果，降低因时间浪费而延误救治的风险，并减少医疗资源的浪费。

Description

一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置及预警方法
技术领域
本发明设计心率监测领域，特别涉及一种用于老年人睡眠心率监测的可穿戴监测预警装置及预警方法。
背景技术
心率是反应人体生理特征很重要的参数之一，心率失常是临床上常见的心血管病的共同表现，可引起血流动力学的恶化和血栓栓塞等并发症，如果不能及时发现和治疗，甚至会导致患者死亡，而老年人是最容易在睡眠状态中出现心率失常、心肌缺血等病理现象
临床上通常采用监测心电信号来确定心率值，在心率失常时采用心脏起搏器等设备促使患者心理回复正常，但由于动态心电图设备较为复杂，难以应用于日常的可穿戴心率监测设备中。目前，应用于日常的可穿戴心率监测预警设备主要是通过光电容积原理在手腕、指端或耳垂处进行心率监测，其设置有预警模块和无线通讯模块，在老人心率异常时候，预警模块产生报警信号提醒老人吃药自救，并同时将报警信号通过通信模块发出通知家属或者医院，但现有的可穿戴心率监测预警设备和预警的方法存在以下问题：
一、对睡眠状态的老人唤醒常常无效：
现有的预警装置通常采用手机显示、声光报警、振动等方式提醒老人，这些方式对白天清醒状态下的老人能够发挥其提醒的作用，但老年人在睡眠状态下的意识较为模糊，一般的刺激方式难以达到唤醒老人的效果，导致老年人的自救很难达到预期效果；
二、救治时间延误：
现有的可穿戴心率监测预警设备在被监测老人心率异常后发出报警信号，通知家人和医院等，但医院医护人员和家人在赶来的过程中需要会耗费一些时间，而对于很多心血管疾病，时间对于救治十分重要，这些时间的耗费很容易就会导致错过最佳治疗时间，严重时甚至会丢失生命。
三、误报：
老人的心率值容易受到情绪、心理的因素影响较大，并不是每一次心率值的异常都是危机生命的，一些无关紧要的报警不但影响信号接收者的生活，对医院的医疗资源也是一种浪费。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种用于老年人睡眠心率监测的监测报警装置和预警方法，以提高对睡眠状态老人的唤醒效果，降低因时间浪费而延误救治的风险，并减少误报几率。
为实现上述目的，本发明提供一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置，其为可穿戴装置，包括：
信号采集模块，用于采集被测对象的实时心律数据；
电脉冲刺激模块，用于产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激；
报警模块，用于产生提醒信息和报警信号；
处理模块，分别与信号采集模块和电脉冲刺激模块连接，用根据采集的被测对象的实时心律数据，对电脉冲刺激模块进行控制；
当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时，所述处理模块控制电脉冲刺激模块开启，并产生电脉冲，
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块主动关闭，则控制所述报警模块产生提醒信息；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块未主动关闭，则控制所述报警模块发出报警信号。
进一步，本发明的监测预警装置还包括：
预处理电路模块，用于将信号采集模块采集的信号进行滤波、放大并进行模数转换，所述信号采集模块采用红外光电传感器；
通信模块，用于进行无线通信。
进一步，所述监测预警装置为指套式穿戴设备，所述电脉冲刺激模块设置于被测对象的手腕，所述电脉冲刺激模块为贴片式电脉冲刺激模块，所述贴片式电脉冲刺激模块在处理模块的控制下刺激被测对象的内关穴。
相应的，本发明还提供一种用于老年人睡眠心率监测的预警方法，包括以下步骤：
采集被测对象的实时心律数据；
当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时，控制电脉冲刺激模块开启，产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块主动关闭，则产生提醒信息，对被测对象进行提醒；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块未主动关闭，则发出报警信号。
进一步，根据不同的被测对象，预设电脉冲刺激模块的开启条件，所述开启条件包括设置心率上限预警值和心率下限预警值；
所述心率上限预警值和心率下限预警值通过被测对象的历史心率上下限值或心率平均值进行设定。
进一步，当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时：
如果被监测老人在防误报时间阈值范围内恢复至预设的正常心率范围，则电脉冲刺激模块不开启；
如果被监测老人在防误报时间阈值范围内未恢复至预设的正常心率范围，则电脉冲刺激模块开启。
进一步，所述电脉冲刺激模块的开启的条件为被监测老人的心率超过时间阀值Ta低于40次/分钟、超过时间阀值Tb处于150-220次/分钟、超过时间阀值Tc处于150-220次/分钟处于100-150次/分钟或超过时间阀值Td高于220次/分钟中的任意一种。
进一步，所述电脉冲刺激模块在所述预设的时间阈值内采用变频刺激模式，所述电脉冲刺激模块若超出所述预设的时间阀值后仍未关闭，则采用定频刺激模式。
进一步，变频刺激模式下，脉冲刺激的频率在50-210HZ范围内由弱至强递增。
进一步，定频刺激模式下，脉冲刺激频率为100HZ-150HZ。
本发明具的有益效果如下：
一、通过电脉冲刺激模块刺激被监测老人，能够更有效的唤醒睡眠状态中的老人；
二、中医研究表明刺激某些部位(如内关穴)可以缓解患者心慌、胸闷等心率失常情况，使心率值恢复正常，本发明能够在发现患者心率失常后立刻通过电脉冲刺激模块对这些部位进行刺激，实现了对患者最及时的救治，降低了延误治疗的风险；
三、本发明是先通过电脉冲刺激模块进行自救，再发送报警信号，相较对传统的预警装置和预警方法，能够更准确的报送被监测老人的心率状况，减少了误报对信号接收人生活的影响，并节约了医疗资源。
附图说明
图1为本发明监测预警装置的功能结构示意图；
图2为本发明预警方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1、图2，需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参阅图1，本实施例的一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置，其为可穿戴装置，包括：
信号采集模块，用于采集被测对象的实时心律数据；
电脉冲刺激模块，用于产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激；
报警模块，用于产生提醒信息和报警信号；
处理模块，分别与信号采集模块和电脉冲刺激模块连接，用根据采集的被测对象的实时心律数据，对电脉冲刺激模块进行控制；该处理模块可以采用微处理器、cpu、单片机等。
当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时，处理模块控制电脉冲刺激模块开启，并产生电脉冲，
如果在预设的时间阈值范围内将电脉冲刺激模块主动关闭，则控制所述报警模块产生提醒信息；
如果在预设的时间阈值范围内将电脉冲刺激模块未主动关闭，则控制所述报警模块发出报警信号。
本实施例的监测预警装置还包括：
预处理电路模块，用于将信号采集模块采集的信号进行滤波、放大并进行模数转换，所述信号采集模块采用红外光电传感器；
通信模块，用于进行无线通信。
本实施例中，该监测预警装置为指套式穿戴设备，该电脉冲刺激模块设置于被测对象的手腕，所述电脉冲刺激模块为贴片式电脉冲刺激模块，所述贴片式电脉冲刺激模块在处理模块的控制下刺激被测对象的内关穴。具体的，该电脉冲刺激模块通过导线与微处理器相连，更方便固定。现有的可穿戴设备主要是通过光电容积原理在手腕、指端或耳垂处进行心率监测，手腕处是监测桡动脉处的搏动，手腕处的骨骼、肌肉对光电信号有一定的干扰和吸收，手环位置容易发生移动，桡动脉处的监测对于光电传感器的位置固定要求较高，且夜间长期佩戴舒适性不佳，本实施例将该监测预警装置穿戴在指尖处采集数据，较手腕等位置能够得到更准确的数据，而电脉冲刺激装置刺激关内血，能够缓解患者心慌、胸闷等心率失常情况，促使心率值恢复正常。
参阅图2，显示为本发明的指套式监测装置在一具体实施例中应用的预警方法的流程示意图，该预警方法应用于如图1所述的监测预警装置，包括以下步骤：
采集被测对象的实时心律数据；
当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时，控制电脉冲刺激模块开启，产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块主动关闭，则产生提醒信息，对被测对象进行提醒；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块未主动关闭，则发出报警信号。
优化的，根据不同的被测对象，预设电脉冲刺激模块的开启条件，所述开启条件包括设置心率上限预警值和心率下限预警值；具体的，所述心率上限预警值和心率下限预警值通过被测对象的历史心率上下限值或心率平均值进行设定。该历史心率可以根据实际需求进行设置，例如前一周或前一题的心率。由于每个老人的身体状况不同，这种方式可以使得所设定的预警值更符合不同的个体，能够进一步减少误报的可能性。
在具体实施过程中，上线心率预警值在正常心率上限值的基础上增加20-30次/分钟，心率下限预警值在正常心率下限值的基础上降低20-30次/分钟。
优化的，当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时：
如果被监测老人在防误报时间阈值范围内恢复至预设的正常心率范围，则电脉冲刺激模块不开启；
如果被监测老人在防误报时间阈值范围内未恢复至预设的正常心率范围，则电脉冲刺激模块开启。
采用这种方式能够进一步降低误报的几率。
具体的，比如，可将电脉冲刺激模块的开启的条件设定为被监测老人的心率超过时间阀值Ta低于40次/分钟、超过时间阀值Tb处于150-220次/分钟、超过时间阀值Tc处于150-220次/分钟处于100-150次/分钟或超过时间阀值Td高于220次/分钟中的任意一种，其中Ta可取值1分钟，Tb可取值10分钟，Tc可取值10分钟，Td可取值30秒。
优化的，电脉冲刺激模块在预设的时间阈值内采用变频刺激模式，所述电脉冲刺激模块若超出预设的时间阈值后仍未关闭，则采用定频刺激模式。由于不同老人对不同频率刺激的敏感程度有所差异，先采用变频模式进行刺激的方式，能够使得老人在某段频率范围内有效的被刺激，达到较好的治疗效果；而不同老人对刺激的作用时间有差异，定频刺激内关穴，类似于中医对内关穴进行针灸治疗以手捻转的频率2-4次/秒，当变频刺激无效后再进行定频刺激，持续以模拟中医的方式刺激救治老人，能够在定频救治无效后继续救治，使得患者恢复的可能性增加。
具体的，变频模式下，脉冲刺激频率段依次分50-60HZ、90-100HZ、150-160HZ和200-210HZ，每个脉冲刺激频率对应的周期为15秒。在具体实施过程中，脉冲刺激的频率在50-210HZ范围内分频递增均可，这段频率范围内刺激的安全性高，且这段频率范围内的低频刺激对老年人的血压降低、心率恢复正常等都有一定的效果；另外，每个脉冲刺激频率对应的周期可取10～30s内的任意值，大部分患者在这个时间段对刺激的敏感度最高。
具体的，定频刺激模式下，脉冲刺激频率为100HZ-150HZ，临床结果显示，该频率范围对患者的刺激效果最好。优选的，定频刺激模式下，脉冲刺激频率为150HZ，老年人处于心率失常时，严重危及生命，通过较高频率对其神经和肌肉组织能够起到更好的刺激作用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置，其为可穿戴装置，其特征在于：包括：
信号采集模块，用于采集被测对象的实时心律数据；
电脉冲刺激模块，用于产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激；
报警模块，用于产生提醒信息和报警信号；
处理模块，分别与信号采集模块和电脉冲刺激模块连接，用根据采集的被测对象的实时心律数据，对电脉冲刺激模块进行控制；
当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时，所述处理模块控制电脉冲刺激模块开启，并产生电脉冲，
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块主动关闭，则控制所述报警模块产生提醒信息；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块未主动关闭，则控制所述报警模块发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的用于老年人睡眠心率监测的预警装置，其特征在于：还包括：
预处理电路模块，用于将信号采集模块采集的信号进行滤波、放大并进行模数转换，所述信号采集模块采用红外光电传感器；
通信模块，用于进行无线通信。
3.根据权利要求1所述的用于老年人睡眠心率监测的监测预警装置，其特征在于：所述监测预警装置为指套式穿戴设备，所述电脉冲刺激模块设置于被测对象的手腕，所述电脉冲刺激模块为贴片式电脉冲刺激模块，所述贴片式电脉冲刺激模块在处理模块的控制下刺激被测对象的内关穴。
4.一种用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：包括以下步骤：
采集被测对象的实时心律数据；
当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时，控制电脉冲刺激模块开启，产生电脉冲对被测对象进行电脉冲刺激；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块主动关闭，则产生提醒信息，对被测对象进行提醒；
如果在预设的时间阈值范围内将所述电脉冲刺激模块未主动关闭，则发出报警信号。
5.根据权利要求4所述的用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：
根据不同的被测对象，预设电脉冲刺激模块的开启条件，所述开启条件包括设置心率上限预警值和心率下限预警值；
所述心率上限预警值和心率下限预警值通过被测对象的历史心率上下限值或心率平均值进行设定。
6.根据权利要求4所述的用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：当被测对象的实时心律数据超出预设的正常的心律范围时：
如果被监测老人在防误报时间阈值范围内恢复至预设的正常心率范围，则电脉冲刺激模块不开启；
如果被监测老人在防误报时间阈值范围内未恢复至预设的正常心率范围，则电脉冲刺激模块开启。
7.根据权利要求6所述的用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：所述电脉冲刺激模块的开启的条件为被监测老人的心率超过时间阀值Ta低于40次/分钟、超过时间阀值Tb处于150-220次/分钟、超过时间阀值Tc处于150-220次/分钟处于100-150次/分钟或超过时间阀值Td高于220次/分钟中的任意一种。
8.根据权利要求3所述的用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：所述电脉冲刺激模块在所述预设的时间阈值内采用变频刺激模式，所述电脉冲刺激模块若超出所述预设的时间阀值后仍未关闭，则采用定频刺激模式。
9.根据权利要求8所述的用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：变频刺激模式下，脉冲刺激的频率在50-210HZ范围内由弱至强递增。
10.根据权利要求8所述的用于老年人睡眠心率监测的预警方法，其特征在于：定频刺激模式下，脉冲刺激频率为100HZ-150HZ。
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