CN109106371A - 一种监测生理参数的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测生理参数装置和方法，所述装置包括第一测量构件、第二测量构件、处理单元、抗干扰构件；所述第一测量构件主要用于用户呼吸频率或脉搏频率引起的压力变化的测量，经处理单元整合及处理后得到第一生理特征信号(用户脉搏或呼吸等参数)；所述第二测量构件主要用于用户起身、翻身或上下床引起的压力变化的测量，经处理单元整合及处理后得到第二生理特征信号(用户起身、翻身或上下床等参数)；所述抗干扰构件可以有效解决了所述压力传感器对外部环境产生的干扰，而造成第一生理特征信号和第二生理特征信号的误报；所述监测方法是基于上述的监测生理参数装置，可以得到精准的压力信号，进而转换为需要的生理特征信号。

Description

一种监测生理参数的装置及方法

技术领域

本发明属于生理参数监测装置技术领域，具体涉及一种监测生理参数的装置及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们越来越重视自己的身体状况，人体生理参数监测在远程监护系统中作为远程医疗的重要组成部分，用于实现患者生理数据的采集和实时传输。近年来，生物医学传感器和监护终端趋向小型化和便携化，与无线远程传输网络结合起来，使患者可以在一定范围内自由移动，而不必受监护装置的限制。国内外关于远程监护的研究主要集中在几个方面，围绕传感器设计和远程通信等技术问题，围绕特定疾病的远程医疗方案及其临床评价；包括便携式、低功耗的传感器节点设计，传感器节点的软硬件平台体系结构研究和基于网络的远程通信方法等问题。可以通过对特定慢性病实施常规远程监护有效降低患者的再入院率。利用网络和传感器技术实现医学信息的测量和远程传输，供医院的专家进行远程诊断，也可以用于动态跟踪病态发展。远程监护的无线传感器节点主要用于采集人体生理指标，并通过一定方式将数据传输到监护平台。本地终端程序完成对数据的采集并无线传送，主控监护平台接收数据并实时显示。

医学中的现代趋势是对患者日常活动的更低干扰，因此非接触地测量患者生命体征更具吸引力。对于医院、疗养院等机构中最常使用的测量生命体征的实施方式是由一种或多种类型传感器组成的垫子。这些传感器例如是压电、压力或电容传感器。这些传感器在它们对由患者生命体征导致的机械变化的反应方面不同。例如压电传感器是以它们对例如能够由患者脉搏引起的动态变化的良好反应的事实而突出。电容传感器对诸如患者呼吸的缓慢变化反应良好。制造用于测量患者生命体征的非接触设备的问题在于：传感器需要对主要由患者呼吸和脉搏引起的甚至轻微变化敏感，且它们不会被患者自身的翻身等活动，以及周围环境力所干扰。一旦被这些外界因素所干扰，得到的数据不能保证是否准确；数据接收错误，极有可能造成错误治疗，耽误病情甚至造成更为严重的后果。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种监测生理参数的装置，其包括第一测量构件、第二测量构件、处理单元、抗干扰构件；

所述第一测量构件包括至少一个第一压电传感器，所述第一压电传感器设置于床体与床腿的连接处，并同步连续采集来自床上的用户呼吸或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；

所述第二测量构件包括至少一个第二压电传感器，所述第二压电传感器设置于床腿的中间位置，并同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；

所述抗干扰构件包括至少一个第三压电传感器，所述第三压电传感器设置于床腿与地面的接触处，并同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起压力变化产生的干扰信号；

所述处理单元包括处理元件，所述处理元件与第一测量构件、第二测量构件和抗干扰构件电性连接；所述处理元件将得到的至少一个第一压力信号、至少一个第二压力信号和至少一个干扰信号整合并处理后，形成该用户的至少一个第一生理特征信号和至少一个第二生理特征信号。

优选地，所述第一压电传感器为四个，分别位于床体与四个床腿的连接处。

优选地，所述第二压电传感器为四个，分别位于四个床腿的中间位置。

优选地，所述第三压电传感器为四个，分别位于四个床腿与地面的接触处。

根据本发明，所述处理元件包括至少一个干扰信号输入端；至少一个第一压力信号输入端；至少一个第二压力信号输入端；处理器；至少一个第一生理特征信号输出端和至少一个第二生理特征信号输出端。

根据本发明，当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号；

若高于或等于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号。

根据本发明，所述第一生理特征信号可以是用户呼吸频率或脉搏频率的变化信号。

根据本发明，所述预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值为0.01kg。

根据本发明，当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号；

若高于或等于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号。

根据本发明，所述第二生理特征信号可以是用户起身、翻身或上下床的变化信号。

根据本发明，所述预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值为0.5kg。

根据本发明，所述干扰信号来自于走路、跳跃、洗衣机、电风扇、移动物品等引起的地面的震荡；或者是来自于空气中风的震荡等。

根据本发明，所述装置还包括无线网络模块；所述无线网络模块接收来自处理单元的信号，并发送至移动端。

根据本发明，所述处理单元位于所述床体的任意位置，例如位于所述床体的床尾处、床身处或床头处。

本发明还提供一种床，其包括上述的监测生理参数装置。

本发明还提供一种监测生理参数的方法，其是采用上述的监测生理参数装置。

根据本发明，所述监测生理参数的方法包括如下步骤：

1)用户位于床上时，第一压电传感器同步连续采集来自床上的用户心跳或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；第二压电传感器同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；第三压电传感器同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起的压力变化产生的干扰信号；

2)所述处理元件将得到的至少一个第一压力信号、至少一个第二压力信号和至少一个干扰信号整合并处理后，形成该用户的至少一个第一生理特征信号和第二生理特征信号；

3)当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号，即为用户的呼吸频率或脉搏频率的变化信号；

若高于或等于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号，即为消除了外界环境干扰的用户的呼吸频率或脉搏频率的变化信号。

根据本发明，所述监测生理参数的方法还包括如下步骤：

3’)当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号，即为用户起身、翻身或上下床的变化信号；

若高于或等于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号，即为消除了外界环境干扰的用户起身、翻身或上下床的变化信号。

根据本发明，所述监测生理参数的方法还包括如下步骤：

4)无线网络模块接收上述获得的第一生理特征信号和/或第二生理特征信号，并发送至移动端被用户获取该数据。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种监测生理参数装置和方法，所述装置包括第一测量构件、第二测量构件、处理单元、抗干扰构件；所述第一测量构件主要用于用户呼吸频率或脉搏频率引起的压力变化的测量，经处理单元整合及处理后得到第一生理特征信号(用户脉搏或呼吸等参数)；所述第二测量构件主要用于用户起身、翻身或上下床引起的压力变化的测量，经处理单元整合及处理后得到第二生理特征信号(用户起身、翻身或上下床等参数)；所述抗干扰构件可以有效解决了所述压力传感器对外部环境产生的干扰，而造成第一生理特征信号和第二生理特征信号的误报；所述监测方法是基于上述的监测生理参数装置，可以得到精准的压力信号，进而转换为需要的生理特征信号。

附图说明

图1为本发明的一个优选方案的监测生理参数装置的结构示意图；

其中，1为第一测量构件、为第二测量构件2、3为抗干扰构件、4为处理单元。

图2为本发明的一个优选方案的所述床的结构示意图；

其中，5为无线网络模块。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。

实施例1

一种监测生理参数装置，如图1所示，其包括第一测量构件1、第二测量构件2、处理单元4、抗干扰构件3；

所述第一测量构件1包括四个第一压电传感器，所述第一压电传感器分别位于床体与四个床腿的连接处，并同步连续采集来自床上的用户呼吸或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；

所述第二测量构件2包括四个第二压电传感器，所述第二压电传感器分别设置于四个床腿的中间位置，并同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；

所述抗干扰构件3包括四个第三压电传感器，所述第三压电传感器分别设置于四个床腿与地面的接触处，并同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起压力变化产生的干扰信号；

所述处理单元包括处理元件，所述处理元件与第一测量构件、第二测量构件和抗干扰构件电性连接；所述处理元件将得到的四个第一压力信号、四个第二压力信号和四个干扰信号整合并处理后，形成该用户的一个第一生理特征信号和一个第二生理特征信号；

其中，所述处理元件包括至少一个干扰信号输入端；至少一个第一压力信号输入端；至少一个第二压力信号输入端；处理器；至少一个第一生理特征信号输出端和至少一个第二生理特征信号输出端。

其中，所述干扰信号来自于走路、跳跃、洗衣机、电风扇、移动物品等引起的地面的震荡；或者是来自于空气中风的震荡等。

实施例2

一种床，如图2所示，其包括实施例1所述的监测生理参数装置；所述装置包括第一测量构件1、第二测量构件2、处理单元4、抗干扰构件3、无线网络模块5；

所述第一测量构件1包括四个第一压电传感器，所述第一压电传感器分别位于床体与四个床腿的连接处，并同步连续采集来自床上的用户呼吸或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；

所述第二测量构件2包括四个第二压电传感器，所述第二压电传感器分别设置于四个床腿的中间位置，并同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；

所述抗干扰构件3包括四个第三压电传感器，所述第三压电传感器分别设置于四个床腿与地面的接触处，并同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起压力变化产生的干扰信号；

所述处理单元包括处理元件，所述处理元件与第一测量构件、第二测量构件和抗干扰构件电性连接；所述处理元件将得到的四个第一压力信号、四个第二压力信号和四个干扰信号整合并处理后，形成该用户的一个第一生理特征信号和一个第二生理特征信号。

其中，所述处理元件包括至少一个干扰信号输入端；至少一个第一压力信号输入端；至少一个第二压力信号输入端；处理器；至少一个第一生理特征信号输出端和至少一个第二生理特征信号输出端；

其中，所述无线网络模块5接收来自处理单元4的信号，并发送至移动端。

其中，所述干扰信号来自于走路、跳跃、洗衣机、电风扇、移动物品等引起的地面的震荡；或者是来自于空气中风的震荡等。

实施例3

一种监测生理参数的方法，其是采用实施例1所述的监测生理参数装置。

具体地，所述监测生理参数的方法包括如下步骤：

1)用户位于床上时，第一压电传感器同步连续采集来自床上的用户心跳或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；第二压电传感器同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；第三压电传感器同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起的压力变化产生的干扰信号；

2)所述处理元件将得到的至少一个第一压力信号、至少一个第二压力信号和至少一个干扰信号整合并处理后，形成该用户的至少一个第一生理特征信号和第二生理特征信号；

3)当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值(0.01kg)；

若低于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号，即为用户的呼吸频率或脉搏频率的变化信号；

若高于或等于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号，即为消除了外界环境干扰的用户的呼吸频率或脉搏频率的变化信号；或者，

3’)当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值(0.5kg)；

若低于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号，即为用户起身、翻身或上下床的变化信号；

若高于或等于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号，即为消除了外界环境干扰的用户起身、翻身或上下床的变化信号；

4)无线网络模块接收上述获得的第一生理特征信号和/或第二生理特征信号，并发送至移动端被用户获取该数据。

本发明中，所述的第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器选自现有技术的已知的压力传感器；通过所述压力传感器的布局及相应的算法可以实现用户生理参数的监测。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种监测生理参数的装置，其包括第一测量构件、第二测量构件、处理单元、抗干扰构件；

所述第一测量构件包括至少一个第一压电传感器，所述第一压电传感器设置于床体与床腿的连接处，并同步连续采集来自床上的用户呼吸或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；

所述第二测量构件包括至少一个第二压电传感器，所述第二压电传感器设置于床腿的中间位置，并同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；

所述抗干扰构件包括至少一个第三压电传感器，所述第三压电传感器设置于床腿与地面的接触处，并同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起压力变化产生的干扰信号；

所述处理单元包括处理元件，所述处理元件与第一测量构件、第二测量构件和抗干扰构件电性连接；所述处理元件将得到的至少一个第一压力信号、至少一个第二压力信号和至少一个干扰信号整合并处理后，形成该用户的至少一个第一生理特征信号和至少一个第二生理特征信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一压电传感器为四个，分别位于床体与四个床腿的连接处。

优选地，所述第二压电传感器为四个，分别位于四个床腿的中间位置。

优选地，所述第三压电传感器为四个，分别位于四个床腿与地面的接触处。

优选地，所述处理元件包括至少一个干扰信号输入端；至少一个第一压力信号输入端；至少一个第二压力信号输入端；处理器；至少一个第一生理特征信号输出端和至少一个第二生理特征信号输出端。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号；

若高于或等于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号。

优选地，所述第一生理特征信号可以是用户呼吸频率或脉搏频率的变化信号。

优选地，所述预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值为0.01kg。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号；

若高于或等于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号。

优选地，所述第二生理特征信号可以是用户起身、翻身或上下床的变化信号。

优选地，所述预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值为0.5kg。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述干扰信号来自于走路、跳跃、洗衣机、电风扇、移动物品等引起的地面的震荡；或者是来自于空气中风的震荡等。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括无线网络模块；所述无线网络模块接收来自处理单元的信号，并发送至移动端。

7.一种床，其包括权利要求1-6所述的监测生理参数装置。

8.一种监测生理参数的方法，其是采用权利要求1-6所述的监测生理参数装置。

9.根据权利要求8所述的监测生理参数方法，其中，所述方法包括如下步骤：

1)用户位于床上时，第一压电传感器同步连续采集来自床上的用户心跳或脉搏引起的压力变化产生的第一压力信号；第二压电传感器同步连续采集来自床上的用户起身、翻身或上下床引起的压力变化产生的第二压力信号；第三压电传感器同步连续采集来自地面或空气中的震荡引起的压力变化产生的干扰信号；

2)所述处理元件将得到的至少一个第一压力信号、至少一个第二压力信号和至少一个干扰信号整合并处理后，形成该用户的至少一个第一生理特征信号和第二生理特征信号；

3)当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号，即为用户的呼吸频率或脉搏频率的变化信号；

若高于或等于预先设置的第一压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第一生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第一压力信号处理后输出为第一生理特征信号，即为消除了外界环境干扰的用户的呼吸频率或脉搏频率的变化信号。

10.根据权利要求8或9所述的监测生理参数方法，其中，所述方法包括如下步骤：

3’)当所述至少一个干扰信号输入时，经处理器判断其压力变化是否超过预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值；

若低于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号没有造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器处理后直接将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号，即为用户起身、翻身或上下床的变化信号；

若高于或等于预先设置的第二压力传感器的抗干扰信号阈值，即所述干扰信号已经造成第二生理特征信号的巨大波动；经处理器先将干扰信号扣除后再将第二压力信号处理后输出为第二生理特征信号，即为消除了外界环境干扰的用户起身、翻身或上下床的变化信号。

优选地，所述监测生理参数的方法还包括如下步骤：

4)无线网络模块接收上述获得的第一生理特征信号和/或第二生理特征信号，并发送至移动端被用户获取该数据。