CN110301905A - 生命体征检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种生命体征检测装置及方法，属于健康医疗领域。该装置用于检测待检测部位，待检测部位包括手指和/或手腕，该装置包括：壳体、检测模组以及与检测模组电性耦合的控制模组。其中，壳体包括检测入口及与检测入口连通的检测腔体，检测腔体用于容纳待检测部位。检测模组包括：设于检测腔体内的电阻抗容积检测件，检测待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号。控制模组用于获取待检测部位的生命体征信号，生命体征信号包括：待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号；处理生命体征信号，得到生命体征检测结果，生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。通过该装置检测至少两种生命体征检测结果，且检测方式简单，方便使用。
Description
技术领域
本公开涉及健康医疗领域，尤其涉及一种生命体征检测装置及方法。
背景技术
生命体征包括人体的心率、脉搏、血压、呼吸、血氧等，通过生命体征能够了解人体的身体状况。目前常用的生命体征检测装置包括：心率仪、血氧仪、血压仪等，但前述各种生命体征检测装置的功能单一，不利于用户监测健康状况。
发明内容
本公开提供了一种检测至少两种生命体征检测结果的生命体征检测装置。
根据本公开第一方面提供一种生命体征检测装置，用于检测待检测部位，所述待检测部位包括手指和/或手腕，所述装置包括：
壳体，包括检测入口及与所述检测入口连通的检测腔体，所述检测腔体用于容纳待检测部位；
检测模组，包括：设于所述检测腔体内的电阻抗容积检测件，所述电阻抗容积检测件用于检测所述待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号；及
控制模组，与所述检测模组电性耦合，所述控制模组用于：获取所述待检测部位的生命体征信号，所述生命体征信号包括：所述待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号；处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，所述生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。
可选地，所述检测模组还包括：光电检测件和/或心电检测件；
所述光电检测件用于检测所述待检测部位的光电容积脉搏波信号；所述心电检测件用于检测所述待检测部位的心电信号。
可选地，所述检测模组包括所述光电检测件；
所述控制模组用于：获取所述光电容积脉搏波信号，并处理所述光电容积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果；
和/或，基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述电阻抗体积脉搏波信号，得到连续血压测量结果。
可选地，所述检测模组还包括所述心电检测件；
所述控制模组用于：获取所述心电信号，并基于脉搏波传导时间法处理所述电阻抗体积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果。
和/或，获取历史阻抗心动描记信号、历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号；根据所述历史阻抗心动描记信号和所述历史心电信号，获得历史血液动力学参数；建立所述历史电阻抗体积脉搏波信号、所述历史心电信号、所述历史血液动力学参数之间的关系模型；根据所述关系模型、所述待检测部位的所述电阻抗体积脉搏波信号、所述心电信号，确定血液动力学参数。
可选地，所述检测模组还包括：所述光电检测件和所述心电检测件；
所述控制模组用于：获取所述光电容积脉搏波信号和所述心电信号，并基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果。
可选地，所述光电检测件包括：至少两个发出不同波长光线的发光件、接收所述发光件光线的光探测器；
所述控制模组用于：获取与至少两个发出不同波长光线的发光件对应的光电容积脉搏波信号并处理，得到血氧饱和度；处理所述电阻抗体积脉搏波信号，得到睡眠呼吸波；根据所述血氧饱和度和所述睡眠呼吸波，确定所述睡眠测量结果。
可选地，所述心电检测件包括：设于所述检测腔体内的第一心电检测件及设于所述壳体外的第二心电检测件，所述第一心电检测件及所述第二心电检测件均与所述控制模组电性耦合。
可选地，所述检测模组还包括：设于所述检测腔体内的加热件。
可选地，沿所述检测腔体的周向，所述光电检测件、所述电阻抗容积检测件、所述心电检测件中至少一个的至少部分与所述加热件相对。
可选地，所述装置还包括：设于所述开口处的可形变束紧气囊，用于束紧所述待检测部位；
所述检测模组还包括：检测所述束紧气囊的气压信号的气压检测件，所述气压检测件与所述控制模组电性耦合；
所述控制模组用于获取所述气压信号，并处理所述气压信号和所述光电容积脉搏波信号，得到血压单点测量结果。
可选地，所述装置还包括：设于所述壳体外的手动式驱动组件，驱动所述束紧气囊束紧所述待检测部位。
可选地，所述驱动组件包括：手动式充气件；
所述充气件包括：充气筒及推拉件，所述推拉件的一端可移动地伸入所述充气筒内，且所述推拉件与所述充气筒之间形成密封的驱动腔，所述驱动腔通过管线与所述束紧气囊连通。
可选地，所述充气件还包括：设于所述驱动腔内的第一阻尼件，所述第一阻尼件的一端与所述充气筒的内壁连接，另一端与所述推拉件连接。
可选地，所述驱动组件还包括：与所述驱动腔连通的进气管线，所述进气管线上设有沿指向所述驱动腔方向导通的第一单向阀；
和/或，所述驱动组件还包括：设于所述束紧气囊与所述驱动腔之间的管线上的第二单向阀，所述第二单向阀沿所述驱动腔至所述束紧气囊的方向导通；
和/或，与所述束紧气囊相连通的管线上设有泄压阀。
可选地，所述驱动组件包括：
弹性夹持环，包括夹持所述束紧气囊的夹持腔及与所述夹持腔的侧壁连通的弹性夹持入口；及
两个手持部，相对设于所述弹性夹持入口的两侧。
可选地，所述驱动组件还包括：设于两个所述手持部之间的第二阻尼件。
根据本公开第二方面提供一种生命体征检测方法，用于检测待检测部位，所述待检测部位包括手指和/或手腕，所述方法包括：
获取待检测部位的生命体征信号，所述生命体征信号包括：待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号；
处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，所述生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。
可选地，所述生命体征信号还包括：光电容积脉搏波信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，还包括：
处理所述光电容积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果；
和/或，基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述电阻抗体积脉搏波信号，得到连续血压测量结果。
可选地，所述生命体征信号还包括：与至少两个发出不同波长光线的发光件中每个所述发光件对应的光电容积脉搏波信号，所述生命体征检测结果还包括睡眠测量结果，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果还包括：
处理与至少两个发出不同波长光线的所述发光件对应的所述光电容积脉搏波信号，得到血氧饱和度；
处理所述电阻抗体积脉搏波信号，得到睡眠呼吸波；
根据所述血氧饱和度和所述睡眠呼吸波，确定所述睡眠测量结果。
可选地，所述生命体征信号还包括：心电信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，还包括：
基于脉搏波传导时间法处理所述电阻抗体积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果；
和/或，获取历史阻抗心动描记信号、历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号；根据所述历史阻抗心动描记信号和所述历史心电信号，获得历史血液动力学参数；建立所述历史电阻抗体积脉搏波信号、所述历史心电信号、所述历史血液动力学参数之间的关系模型；根据所述关系模型、所述待检测部位的所述电阻抗体积脉搏波信号、所述心电信号，确定血液动力学参数。
可选地，所述生命体征信号还包括：光电容积脉搏波信号和心电信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，还包括：
基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果。
本公开实施例所提供的生命体征检测装置及方法至少具有以下有益效果：
本公开实施例提供的生命体征检测装置，将待检测部位通过检测入口置于检测腔体内，通过电阻抗容积检测件检测待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号，通过控制模组获取电阻抗体积脉搏波信号并处理得到连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。该生命体征检测装置检测手指或手腕得到至少两种生命体征检测结果，且检测方式简单，方便用户对健康状况的监测。
本公开实施例提供的生命体征检测方法，通过获取待检测部位的电阻抗体积脉搏信号并处理，得到连续心率测量结果和连续呼吸测量结果，该方法简单，方便用户对健康状况的监测。
附图说明
图1所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；
图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；
图3所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；
图4所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；
图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的侧视图；
图6所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测方法的流程图；
图7所示为本公开根据一示例性实施例示出的IPG波形曲线-基线-时间的关系示意图；
图8所示为本公开根据一示例性实施例示出的Pressure波形曲线-PPG波形曲线-时间的关系示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其它元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本公开实施例的生命体征检测装置用于检测待检测部位，待检测部位包括手指和/或手腕，该生命体征检测装置包括：壳体、检测模组以及与检测模组电性耦合的控制模组。其中，壳体包括检测入口及与检测入口连通的检测腔体，检测腔体用于容纳待检测部位，待检测部位为手指和/或手腕。检测模组包括：设于检测腔体内的电阻抗容积检测件，电阻抗容积检测件用于检测待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号。控制模组用于获取待检测部位的生命体征信号，生命体征信号包括：待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号；处理生命体征信号，得到生命体征检测结果，生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。本公开实施例提供的生命体征检测装置，将待检测部位通过检测入口置于检测腔体内，通过电阻抗容积检测件检测待检测部位的电阻抗体积脉搏波信号，通过控制模组对电阻抗体积脉搏波信号处理得到连续心率测量结果和连续呼吸测量结果至少两种生命体征检测结果，该装置的结构简单，检测方式简单，方便用户对健康状况的监测。
需要说明的是，本公开实施例所涉及的“电性耦合”指的是直接的电性接触或连接，或间接的电性连接。
图1所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；图3所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；图4所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的结构示意图；图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测装置的侧视图；图6所示为本公开根据一示例性实施例示出的生命体征检测方法的流程图；图7所示为本公开根据一示例性实施例示出的IPG波形曲线-基线-时间的关系示意图；图8所示为本公开根据一示例性实施例示出的Pressure波形曲线-PPG波形曲线-时间的关系示意图。
根据本公开第一方面提供了一种生命体征检测装置，如图1所示，该生命体征检测装置用于检测待检测部位6，待检测部位6包括手指和/或手腕，该生命体征检测装置包括：壳体1、检测模组2以及与检测模组2电性耦合的控制模组3。其中，壳体1包括检测入口11及与检测入口11连通的检测腔体12，检测腔体12用于容纳待检测部位6。检测模组2包括：设于检测腔体12内的电阻抗容积检测件21，电阻抗容积检测件21用于检测待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号。控制模组3用于获取待检测部位6的生命体征信号，该生命体征信号包括：待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号；处理生命体征信号，得到生命体征检测结果，该生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。可以理解的是，电阻抗容积检测件21与控制模组3电性耦合。
本公开实施例提供的生命体征检测装置，将待检测部位6通过检测入口置于检测腔体12内，通过电阻抗容积检测件21检测待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号，通过控制模组3获取并对电阻抗体积脉搏波信号处理得到连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。该生命体征检测装置通过检测手指或手腕来得到连续心率测量结果和连续呼吸测量结果，该装置的结构简单，检测方式简单，还能够随时、连续地检测生命体征，利于对人体的健康状况进行监测。
在本公开实施例中，当待检测部位6为人体的手指时，壳体1与检测入口11相对的一端可以封闭，也可以敞开，检测腔体12与手指相适配。壳体1的侧壁上还可以设有轴向开口，以方便将待检测部位6通过轴向开口置于检测腔体12内，轴向开口上还可以设有可开合的挡板。当待检测部位6为手腕时，壳体1与检测入口11相对的一端敞开，此时，优选与检测入口11相对的一端敞开，且在壳体1的侧壁上设置轴向开口，以方便手腕放入，检测腔体12与手腕相适配。
控制模组3可以为主板或PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)，控制模组3又称微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，具有采集数据、处理数据、传输数据等功能。控制模组3可以设于壳体1内，也可以设于壳体1外，本公开对此不作具体限定，本公开实施例将控制模组3设于壳体1外。在一个实施例中，本公开实施例提供的生命体检测装置还包括传输单元(未图示)，传输单元用于使该生命体检测装置的控制模组3与云端、装有APP的终端设备、或其他设备之间实现数据交换。传输单元包括有线连接方式，也可包括蓝牙、WIFI、独立的数据通信等无线连接方式。
电阻抗容积检测件21能够通过电阻抗体积描记(Impedance Plethysmography，IPG)法来检测待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号，记为IPG信号。在一个实施例中，如图1所示，电阻抗容积检测件21包括四个阻抗电极，四个阻抗电极沿检测腔体12的轴向并排设置，中间两个阻抗电极为检测电极，用于测量电压，外端两个阻抗电极为施加固定电流的刺激电极。IPG法基于血液的导电能力及血流量的变化可造成电阻(阻抗)的改变，在检测时，四个阻抗电极均需与待检测部位6接触，通过外端两个刺激电极对待检测部位6施加电流，中间两个检测电极检测待检测部位6与中间两个检测电极相对区域的电压，进一步依据电压测定结果得到该区域的阻抗和/或阻抗的变化。由于心脏的搏动性变化使血容量变化，进而得到的IPG信号波为变化的波形。通过对IPG信号进行分析及处理，可以检测心率(HeartRate，HR)、脉搏变异度(Heart Rate Variability，HRV)、呼吸波等信息。通过将本公开实施例提供的生命体征检测装置与在线/离线模型配合使用，通过控制模组3对电阻抗体积脉搏波信号及心电信号分析可得到血液动力学参数。具体方法可参见本公开第二方面关于血液动力学参数的相应描述，此处不再赘述。
在一个实施例中，如图1所示，检测模组2还包括：光电检测件22和/或心电检测件23；光电检测件22用于检测待检测部位6的光电容积脉搏波信号；心电检测件23用于检测待检测部位6的心电信号。
其中，光电检测件22能够通过光电容积描记(Photo Plethysmograph，PPG)法检测待检测部位6的光电容积脉搏波信号，记为PPG信号。比如，如图1所示，光电检测件22可以包括发光件221和光探测器222，发光件221向待检测部位6发射光线，经待检测部位6的皮肤和血液的反射和/或散射后进入光探测器222，光探测器222获得PPG信号。其中，皮肤和血液对光线具有吸收衰减作用，光探测器222检测衰减后的光线，通过光线的衰减程度可以确定血容量的变化。由于心脏的搏动性变化使血容量变化，PPG信号波随着血容量而变化。通过对PPG信号进行分析及处理可以得到心率、呼吸率、血压等信息。其中，发光件221可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯、荧光灯、白炽灯等，光探测器222可以为光传感器。在一个实施例中，检测模组2包括光电检测件22。控制模组3用于：获取光电容积脉搏波信号，并处理光电容积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果，和/或，基于脉搏波传导时间法处理光电容积脉搏波信号和电阻抗体积脉搏波信号，得到连续血压测量结果。对于该方法的阐述可参见本公开第二方面，此处不再详述。
在一个实施例中，光电检测件22包括：至少两个发出不同波长光线的发光件221、用于接收发光件221光线的光探测器222。控制模组3用于：获取与至少两个发出不同波长光线的发光件221对应的光电容积脉搏波信号并处理，得到血氧饱和度(SpO2)；处理电阻抗体积脉搏波信号或光电容积脉搏波信号，得到睡眠呼吸波；根据血氧饱和度和睡眠呼吸波，确定睡眠测量结果。其中，血氧饱和度(Oxygen Saturation，SpO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度。HbO2与Hb对光的吸光度不同，根据HbO2与Hb对不同波长的光的吸光度的比例，可以间接得出HbO2的含量，求得血氧饱和度。在本公开实施例中，发光件221可以与光探测器222相对，以使发光件221发出的光线穿透待检测部位6后进入光探测器222内，即光电检测件22为透射式。或者，发光件221也可以与光探测器222错开，保证发光件221经待检测部位6反射或散射后进入光探测器222即可，即光电检测件22为反射式。发光件221及光探测器222均与控制模组3电性耦合。
当壳体1与检测入口11相对的一端敞开时，为防止环境光的干扰，在光电检测件22外侧还设有遮光件7，遮光件7用于遮挡环境光，参见图3。其中，壳体1与检测入口11相对的一端与遮光件7连接。遮光件7可呈环形结构，束紧于手指或手腕上，以避免遮挡外界环境光。此外，针对于透视式光电检测件22，遮光件7还可设于壳体1内部，并环绕于光探测器222的周缘，避免环境光进入光探测器222而影响检测。
在一个实施例中，检测模组2还包括心电检测件23。控制模组3用于：获取心电信号，并基于脉搏波传导时间法处理电阻抗体积脉搏波信号和心电信号，得到连续血压测量结果。和/或，获取历史阻抗心动描记信号、历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号；根据历史阻抗心动描记信号和历史心电信号，获得历史血液动力学参数；建立历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号、历史血液动力学参数之间的关系模型；根据关系模型、待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号、心电信号，确定血液动力学参数。具体方法可参见本公开第二方面的阐述，此处不再赘述。
其中，心电检测件23能够检测待检测部位6对应的心电(Electrocardiogram，ECG)信号，记为ECG信号。心电来源于心肌细胞的生物电活动，可以表征心脏的电生理特性。控制模组3对ECG信号与IPG信号处理，能够得到连续血压测量结果。在一个实施例中，如图1所示，心电检测件23包括：设于检测腔体12内的第一心电检测件231及设于壳体1外的第二心电检测件232，第一心电检测件231和第二心电检测件232均与控制模组3电性耦合。本公开对第二心电检测件232的位置不做限定，一般以能够与另一只手顺利接触为原则。在使用时，可以将待检测部位6置于壳体1的检测腔体12内并与第一心电检测件231接触，将身体的其它部位，例如另一手的手指与第二心电检测件232接触，即可检测心电信号。其中，第一心电检测件231和第二心电检测件232均可以为心电电极。第一心电检测件231还可以与阻抗电极兼用，需要注意的是，当第一心电检测件231与阻抗电极兼用时，无法同时对IPG信号和ECG信号进行检测。
在一个实施例中，检测模组2还包括：光电检测件22和心电检测件23。控制模组3用于：获取光电容积脉搏波信号和心电信号，并基于脉搏波传导时间法处理光电容积脉搏波信号和心电信号，得到连续血压测量结果。
在一个实施例中，如图1所示，检测模组2还包括：设于检测腔体12内的加热件24。在检测生命体征时，由于低温或不同体质原因导致待检测部位6的末端血液灌注较差，而不能精确地检测生命体征信号，通过加热件24对待检测部位6进行加热，能够增加待检测部位6的末端血压灌注，利于精确地检测生命体征信号。其中，加热件24可以为电热丝、电热板或者充满热流体的容器，加热件24可以与控制模组3电性耦合，控制模组3可以控制加热件24的开启/关闭和/或加热温度。进一步地，检测模组2还包括：与控制模组3电性耦合并用于检测加热件24温度的温度传感器(未图示)。
在一个实施例中，沿检测腔体12的周向，光电检测件22、电阻抗容积检测件21、心电检测件23中至少一个的至少部分与加热件24相对，以充分利用检测腔体12，提高集成度。其中，“周向”指的是：沿与检测腔体12的轴向垂直方向截取检测腔体12的横截面，横截面的外侧边方向。本公开实施例对于电阻抗容积检测件21、光电检测件22、心电检测件23之间的相互位置关系不作具体限定，利于提高集成度，且不影响检测即可。
如图1所示，本公开实施例提供的生命体征检测装置还包括：设于检测入口11处的可形变束紧气囊4，用于束紧待检测部位6；检测模组2还包括：检测束紧气囊4的气压信号的气压检测件25，气压检测件25与控制模组3电性耦合。控制模组3用于获取气压信号，并处理气压信号和光电容积脉搏波信号，得到血压单点测量结果。通过给束紧气囊4充气将待检测部位6束紧，然后通过放气解除对待检测部位6的作用力，在此过程中气压检测件25检测束紧气囊4气压的气压信号(记为Pressure信号)，光电检测件22检测待检测部位6的PPG信号。通过控制模组3同时获取并处理Pressure信号和PPG信号可得到血压的单点值。对于此方法可参见本公开第二方面的相关阐述，此处不再赘述。
其中，束紧气囊4可以是封闭的环形束紧气囊4，也可以是存在缺口的束紧气囊4，比如“C型”束紧气囊4，能够束紧待检测部位6即可。优选地，束紧气囊4存在缺口，以方便用户将待检测部位6置入束紧气囊4的束紧腔中并束紧。束紧气囊4可以设于检测腔体12内并靠近检测入口11，束紧气囊4也可以设于壳体1外并靠近检测入口11，当设于壳体1外时，与束紧气囊4对应的壳体部分应当能适当变形，当给束紧气囊4充气时，能够将待测部位6束紧，放气时能够结束对待检测部位6的束紧。束紧气囊4的材质可以为非弹性材料，可与气压袖带内的气囊的材料相同，以能够有效束紧待检测部位6。通过对束紧气囊4充气可使其束紧待检测部位6，对其放气，可解除对待检测部位6的作用力。
在相关技术中，生命体征检测装置需要单独的电动气泵作为充气设备，不利于该生命体检测装置的小型化，为了解决该问题，在一个实施例中，如图1所示，本公开实施例提供的生命体征检测装置还包括：设于壳体1外的手动式驱动组件5，驱动束紧气囊4束紧待检测部位6。手动式驱动组件5操作方便，能耗低，提高了生命体征检测装置的性价比。
本公开实施例关于驱动组件5的结构给出以下两种示例：
作为第一种示例，如图1或图2所示，驱动组件5包括：手动式充气件51。充气件51包括：充气筒511及推拉件512，推拉件512的一端可移动地伸入充气筒511内，且推拉件512与充气筒511之间形成密封的驱动腔513，驱动腔513通过管线与束紧气囊4连通。向充气筒511内推动推拉件512时，驱动腔513的体积变小，驱动腔513内的气体通过管线进入束紧气囊4内以使束紧气囊4膨胀，进而束紧待检测部位6。沿背离充气筒511拉推拉件512时，驱动腔513的体积增大，驱动腔513内形成负压，束紧气囊4内的气体在压差作用下进入驱动腔513内，束紧气囊4收缩，进而消除对待检测部位6的束紧力。其中，充气件51可以呈筒状结构，推拉件512可以为与充气件51相适配的结构。
如图1所示，进一步地，充气件51还包括：设于驱动腔513内的第一阻尼件514，第一阻尼件514的一端与充气筒511的内壁连接，另一端与推拉件512连接。其中，第一阻尼件514可以为弹簧。向充气筒511推入推拉件512时，第一阻尼件514被压缩，对推拉件512的作用力消除后，第一阻尼件514恢复原状并驱动推拉件512恢复原位，使驱动腔513体积增大，束紧气囊4内的气体在压差作用下进入驱动腔513内，束紧气囊4对待检测部位6的束紧力消除。其中，第一阻尼件514的弹性决定推拉件512恢复原状的速率，第一阻尼件514可以为弹簧。该充气件51的结构简单，方便手动控制，能耗低。需要强调的是，采用上述驱动组件5时，驱动腔513的空间应该能够满足如下条件：推拉件512推入后，压入束紧气囊4的气体足够使束紧气囊4膨胀以束紧待检测部位6。
如图2所示，驱动组件5还包括：与驱动腔513连通的进气管线52，进气管线52上设有沿指向驱动腔513方向导通的第一单向阀53。当沿背离充气筒511拉推拉件512时，通过进气管线52向驱动腔513内输入气体，当向充气筒511内推动推拉件512，使束紧气囊4膨胀，由于第一单向阀53的单向导通性，使束紧气囊4内的气体不能由进气管线52输出，这保证了束紧气囊4结构的稳定性。此外，第一单向阀53下游的进气管线52上还可以设有进气阀(未图示)，以控制是否向进气管线52输气。
驱动组件5还包括：设于束紧气囊4与驱动腔513之间的管线上的第二单向阀54，第二单向阀54沿驱动腔513至束紧气囊4的方向导通。由于第二单向阀54的单向导通性能，使气体不能由束紧气囊4输出，这保证了束紧气囊4在充气后的稳定性。进一步地，为了能够对束紧气囊4泄压，与束紧气囊4相连通的管线上还设有泄压阀55。例如，束紧气囊4与驱动腔513之间的管线上设有泄压阀55，若束紧气囊4与充气件51之间的管线还可与其它管线连通，泄压阀55设于其它管线上。泄压阀55可以是匀速泄气阀，也可以是能够根据实时气压调节流量的伺服流量阀。
需要说明的，在图2所示的驱动组件5中，由于第二单向阀54和泄压阀55的存在，充气件51可以不设置第一阻尼件514。一方面，由于第一单向阀53、第二单向阀54的存在，与图1所示的驱动组件5相比，图2所示的驱动组件5的驱动腔513、推拉件512可以制作的更加小巧，更有利于在指端实现相关参数的测量；另一方面，由于第二单向阀54、泄气阀55的存在，对于束紧、泄压过程的控制可以更加灵活、稳定。
作为第二种示例，如图4或图5所示，驱动组件5包括：弹性夹持环56及两个手持部57。其中，弹性夹持环56包括夹持束紧气囊4的夹持腔561及与夹持腔561的侧壁连通的弹性夹持入口562；两个手持部57相对设于弹性夹持入口562的两侧。相对挤压两个手持部57，使弹性夹持环56的夹持腔561缩小并挤压束紧气囊4，进而使束紧气囊4与待检测部位6相抵，以将待检测部位6束紧。解除对两个手持部57的作用力，使弹性夹持环56的夹持腔561恢复原状，进而解除对待检测部位6的束缚。进一步地，弹性夹持环56还包括：设于两个手持部57之间的第二阻尼件58。第二阻尼件58能够缓冲弹性夹持环56对束紧气囊4的束紧作用，在解除对两个手持部57的作用力后，第二阻尼件58利于弹性夹持环56恢复原状。其中，第二阻尼件58具有弹性，第二阻尼件58也可以为弹簧，弹性夹持环56恢复原状的速度由第二阻尼件58的弹性来决定。
根据本公开第二方面提供了一种生命体征检测方法，该方法用于上述提及的任一种生命体征检测装置中，用于检测待检测部位6，待检测部位6包括手指和/或手腕，如图6所示，该方法包括：
步骤101、获取待检测部位6的生命体征信号，生命体征信号包括：待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号。
通过电阻抗容积检测件21检测待检测部位6的IPG信号，通过控制模组3或者其它处理设备获取电阻抗容积检测件21所检测的上述生命体征信号。
步骤102、处理生命体征信号，得到生命体征检测结果，该生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。
步骤102包括但不限于：处理电阻抗体积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果。
通过控制模组3对IPG信号进行放大、滤波处理后，得到IPG信号波形曲线。根据IPG信号波形曲线的趋势作出IPG信号波形曲线的基线，参见图7，波峰波谷明显的曲线为IPG信号波形曲线，波峰波谷比较平缓的曲线为基线。基于IPG信号波形曲线可以分析出心跳频率，由于呼吸频率低于心跳频率，可将基线作为呼吸波曲线。在实际处理IPG信号时，可以采用FFT(Fast Fourier Transformation，离散傅氏变换)方法将IPG信号在频域分解，得到的高频部分为连续心率测量结果，低频部分为连续呼吸测量结果。在此过程中，控制模组3对IPG信号进行数据处理和计算，并可将结果输出至手机或平板电脑等外部的终端设备。此外，还可将IPG信号的原数据直接传输至其它外部设备，在外部设备中完成处理和计算。
在一个实施例中，生命体征信号还包括：光电容积脉搏波信号，以及气压检测件25所检测束紧气囊4的气压信号，生命体征检测结果还包括：血压单点测量结果，步骤102包括：处理气压信号和光电信号，得到待检测部位6的血压测量结果。
用户手动控制驱动组件5为束紧气囊4充气，使束紧气囊4束紧待检测部位6，然后控制束紧气囊4放气。在此过程中，气压检测件25检测待检测部位的Pressure信号，光电检测件22检测待检测部位的PPG信号，根据Pressure信号和PPG信号在放气过程中的变化得到血压值。控制模组3对Pressure信号和PPG信号进行放大、滤波等处理，然后在PPG信号波曲线从消失到恢复的过程中提取特征点的时间坐标，并从Pressure信号波曲线中提取对应时间坐标的压力值作为收缩压与舒张压的值。比如，提取图8中A点(PPG信号出现)的时间坐标，并在Pressure信号波曲线中找到与A时间点坐标对应的值作为收缩压的值，然后提取B点(PPG信号幅值恢复)的时间坐标，并在Pressure信号波曲线中找到与B时间点坐标对应的值作为舒张压的值。再比如，在有些设置中，PPG信号在放气过程中，幅值会先升高后降低，最后恢复正常值；提取信号包络峰值Umax，然后提取包络峰上升段幅值等于a*Umax以及下降段幅值等于b*Umax对应的压力值作为收缩压和舒张压，其中a与b介于0与1之间，具体值可通过出厂校正确认。其中，控制模组3可以对Pressure信号和PPG信号进行数据处理和计算，然后将结果输出至手机或平板电脑等外部的终端设备。此外，还可以将Pressure信号和PPG信号的原数据直接传输至外部终端设备，在外部终端设备中完成处理和计算。
在一个实施例中，生命体征信号包括光电容积脉搏波信号时，步骤102还包括：
处理光电容积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果。对于PPG信号的处理方式与IPG信号处理的方式相同，此处不再赘述。
和/或，基于脉搏波传导时间法处理光电容积脉搏波信号和电阻抗体积脉搏波信号，得到连续血压测量结果。
其中，脉搏波传导时间(pulse transit time，PTT)是指脉搏从一处到另一处的时间，其可以为一波形曲线中第一特征点与第二特征点的间隔时间，也可以为一波形曲线中第一特征点与另一波形曲线中第二特征点的间隔时间。
控制模组3对PPG信号和IPG信号进行放大、滤波等处理，提取PPG信号波中的第一特征点(比如PPG信号波曲线的峰值或斜率最大的值)与IPG信号波的第二特征点(比如IPG信号波曲线的峰值或斜率最大的值)，计算第一特征点与第二特征点的时间间隔，记为PTT。将PTT、电阻抗容积检测件21与光电检测件22之间的距离、用户年龄等信息输入血压模型中，计算得到待检测部位6的连续血压。其中，该血压模型基于PTT、PPG信号、IPG信号、电阻抗容积检测件21与光电检测件22之间的距离等信息而建立并存储于控制模组3中。
在一个实施例中，生命体征信号还包括：与至少两个发出不同波长光线的发光件221中每个发光件221对应的光电容积脉搏波信号，步骤102还包括：
步骤1021、处理与至少两个发出不同波长光线的发光件221对应的光电容积脉搏波信号，得到血氧饱和度(SpO2)。
步骤1022、处理电阻抗体积脉搏波信号，得到睡眠呼吸波。
其中，步骤1021可参见本公开第一方面对血氧饱和度的阐述，步骤1022通过对用户的睡眠呼吸波进行检测得到。
步骤1023、根据血氧饱和度和睡眠呼吸波，确定睡眠测量结果。
通过血氧饱和度和睡眠呼吸波的配合，可以检测用户的睡眠，比如检测用户是否有阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。
在一个实施例中，生命体征信号还包括：心电信号，步骤102还包括：
基于脉搏波传导时间法处理电阻抗体积脉搏波信号和心电信号，得到连续血压测量结果。通过IPG信号与ECG信号结合来得到连续血压测量结果的方法与通过对PPG信号及IPG信号处理得到连续血压测量结果的方法类似，此处不再赘述。
和/或，步骤I、获取历史阻抗心动描记信号、历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号。
其中，阻抗心动描记(Impedance Cardiography，ICG)是一种判断心脏功能，反映心脏血液动力学变化的无创性检查方法，ICG法检测人体的胸部电阻抗。
通过采用具有ICG及ECG功能的设备来检测人体的ICG信号和第一ECG信号，通过本公开实施例提供的生命体征检测装置来检测人体的IPG信号和第二ECG信号，将ICG信号、第一ECG信号、第二ECG信号、IPG信号所对应的数据作为历史数据并传送至云端或其它设备中。
步骤II、根据历史阻抗心动描记信号和历史心电信号，获得历史血液动力学参数。
云端或其它终端设备根据ICG-ECG-CO模型(此种计算方法常见，是通用技术)通过ICG和ECG计算CO(Cardiac Output，心排量)。
步骤III、建立历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号、历史血液动力学参数之间的关系模型。
云端或其它设备将计算所得的CO与IPG和ECG信号建立IPG-ECG-CO模型。IPG-ECG-CO模型，用以表征IPG、ECG、CO三个参数间的关系。这种模型可以是根据用户自己的历史数据建立；也可以是厂家预先建立模型库，然后根据用户的身高、体重、年龄、性别、数据特点选择合适模型。
本公开实施例所涉及的“云端”可以是与互联网连接的服务器，也可以是具有计算、存储功能的本地终端设备。当“云端”为本地终端设备时，需要在初次使用之前从服务器上下载相关模型，并根据实际情况进行更新。
步骤IIII、根据上述关系模型(IPG-ECG-CO模型)、待检测部位6的电阻抗体积脉搏波信号(IPG)、心电信号(ECG)，确定血液动力学参数。
根据IPG-ECG-CO模型，采用本公开实施例提供的生命体征检测装置对待检测部位6检测，得到IPG信号和ECG信号，然后根据IPG-ECG-CO模型计算得到CO以及其他衍生血液动力学常数。
可以理解的是，以上仅以CO作为示例，其他衍生血液动力学常数与CO的计算方式类似。其他衍生血液动力学常数包括但不限于心排血指数、每搏输出指数、外周血管阻力指数、血流速度指数、预射血间期、左心室射血时间、收缩时间比率、心率等参数。可以理解的是，心率、心率变异率(HRV)等参数仅需ECG即可得出。
在一个实施例中，控制模组3可将血液动力学参数检测结果发送至终端的APP上，以方便用户查看血液动力学参数检测结果。
在一个实施例中，生命体征信号还包括：光电容积脉搏波信号和心电信号，步骤102还包括：
基于脉搏波传导时间法处理光电容积脉搏波信号和心电信号，得到连续血压测量结果。
控制模组3对ECG信号和PPG信号进行放大、滤波等处理，提取ECG信号波曲线的第一特征点(通常为ECG信号波曲线的峰值)及PPG信号波曲线的第二特征点(比如PPG信号波曲线的峰值)，计算第一特征点与第二特征点的时间间隔，记为PTT。将PTT、用户的年龄、身高等信息输入血压模型中，计算得到待检测部位6的连续血压。其中，该血压模型基于PTT、ECG信号、PPG信号等信息而建立并存储于控制模组3中。
本公开实施例提供的生命体征检测方法，获取待检测部位6的光电容积脉搏波信号、电阻抗体积脉搏波信号及心电信号，并处理得到血压测量结果、连续血压测量结果、连续心率测量结果、连续呼吸测量结果、血液动力学参数等多种生命体征检测结果。该方法方便用户同时获取多种生命体征检测结果，利于监测用户的身体健康情况。
本公开各个实施例在不产生冲突的情况下，可以互为补充。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。
Claims (20)
1.一种生命体征检测装置，其特征在于，用于检测待检测部位(6)，所述待检测部位(6)包括手指和/或手腕，所述生命体征检测装置包括：
壳体(1)，包括检测入口(11)及与所述检测入口(11)连通的检测腔体(12)，所述检测腔体(12)用于容纳待检测部位(6)；
检测模组(2)，包括：设于所述检测腔体(12)内的电阻抗容积检测件(21)，用于检测所述待检测部位(6)的电阻抗体积脉搏波信号；及
控制模组(3)，与所述检测模组(2)电性耦合，所述控制模组(3)用于：获取所述待检测部位(6)的生命体征信号，所述生命体征信号包括：所述待检测部位(6)的电阻抗体积脉搏波信号；处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，所述生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。
2.根据权利要求1所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述检测模组(2)还包括：光电检测件(22)和/或心电检测件(23)；
所述光电检测件(22)用于检测所述待检测部位(6)的光电容积脉搏波信号；所述心电检测件(23)用于检测所述待检测部位(6)的心电信号。
3.根据权利要求2所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述检测模组(2)包括所述光电检测件(22)；
所述控制模组(3)用于：获取所述光电容积脉搏波信号，并处理所述光电容积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果；
和/或，基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述电阻抗体积脉搏波信号，得到连续血压测量结果。
4.根据权利要求2所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述检测模组(2)还包括所述心电检测件(23)；
所述控制模组(3)用于：获取所述心电信号，并基于脉搏波传导时间法处理所述电阻抗体积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果；
和/或，获取历史阻抗心动描记信号、历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号；根据所述历史阻抗心动描记信号和所述历史心电信号，获得历史血液动力学参数；建立所述历史电阻抗体积脉搏波信号、所述历史心电信号、所述历史血液动力学参数之间的关系模型；根据所述关系模型、所述待检测部位(6)的所述电阻抗体积脉搏波信号、所述心电信号，确定血液动力学参数。
5.根据权利要求2所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述检测模组(2)还包括：所述光电检测件(22)和所述心电检测件(23)；
所述控制模组(3)用于：获取所述光电容积脉搏波信号和所述心电信号，并基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果。
6.根据权利要求3或5所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述光电检测件(22)包括：至少两个发出不同波长光线的发光件(221)、接收所述发光件(221)光线的光探测器(222)；
所述控制模组(3)用于：获取与至少两个发出不同波长光线的所述发光件(221)对应的光电容积脉搏波信号并处理，得到血氧饱和度；处理所述电阻抗体积脉搏波信号，得到睡眠呼吸波；根据所述血氧饱和度和所述睡眠呼吸波，确定所述睡眠测量结果。
7.根据权利要求5所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述心电检测件(23)包括：设于所述检测腔体(12)内的第一心电检测件(231)及设于所述壳体(1)外的第二心电检测件(232)，所述第一心电检测件(231)及所述第二心电检测件(232)均与所述控制模组(3)电性耦合。
8.根据权利要求1所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述检测模组(2)还包括：设于所述检测腔体(12)内的加热件(24)。
9.根据权利要求3所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述生命体征检测装置还包括：设于所述检测入口(11)处的可形变束紧气囊(4)，用于束紧所述待检测部位(6)；
所述检测模组(2)还包括：检测所述束紧气囊(4)的气压信号的气压检测件(25)，所述气压检测件(25)与所述控制模组(3)电性耦合；
所述控制模组(3)用于获取所述气压信号，并处理所述气压信号和所述光电容积脉搏波信号，得到血压单点测量结果。
10.根据权利要求9所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述生命体征检测装置还包括：设于所述壳体(1)外的手动式驱动组件(5)，驱动所述束紧气囊(4)束紧所述待检测部位(6)。
11.根据权利要求10所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述驱动组件(5)包括：手动式充气件(51)；
所述充气件(51)包括：充气筒(511)及推拉件(512)，所述推拉件(512)的一端可移动地伸入所述充气筒(511)内，且所述推拉件(512)与所述充气筒(511)之间形成密封的驱动腔(513)，所述驱动腔(513)通过管线与所述束紧气囊(4)连通。
12.根据权利要求11所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述充气件(51)还包括：设于所述驱动腔(513)内的第一阻尼件(514)，所述第一阻尼件(514)的一端与所述充气筒(511)的内壁连接，另一端与所述推拉件(512)连接。
13.根据权利要求11所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述驱动组件(5)还包括：与所述驱动腔(513)连通的进气管线(52)，所述进气管线(52)上设有沿指向所述驱动腔(513)方向导通的第一单向阀(53)；
和/或，所述驱动组件(5)还包括：设于所述束紧气囊(4)与所述驱动腔(513)之间的管线上的第二单向阀(54)，所述第二单向阀(54)沿所述驱动腔(513)至所述束紧气囊(4)的方向导通；
和/或，与所述束紧气囊(4)相连通的管线上设有泄压阀(55)。
14.根据权利要求10所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述驱动组件(5)包括：
弹性夹持环(56)，包括夹持所述束紧气囊(4)的夹持腔(561)及与所述夹持腔(561)的侧壁连通的弹性夹持入口(562)；及
两个手持部(57)，相对设于所述弹性夹持入口(562)的两侧。
15.根据权利要求14所述的生命体征检测装置，其特征在于，所述驱动组件(5)还包括：设于两个所述手持部(57)之间的第二阻尼件(58)。
16.一种生命体征检测方法，用于检测待检测部位(6)，所述待检测部位(6)包括手指和/或手腕，其特征在于，所述方法包括：
获取待检测部位(6)的生命体征信号，所述生命体征信号包括：待检测部位(6)的电阻抗体积脉搏波信号；
处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，所述生命体征检测结果包括：连续心率测量结果和连续呼吸测量结果。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生命体征信号还包括：光电容积脉搏波信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，还包括：
处理所述光电容积脉搏波信号，得到连续心率测量结果及连续呼吸测量结果；
和/或，基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述电阻抗体积脉搏波信号，得到连续血压测量结果。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述生命体征信号还包括：与至少两个发出不同波长光线的发光件(221)中每个所述发光件(221)对应的光电容积脉搏波信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果还包括：
处理与至少两个发出不同波长光线的所述发光件(221)对应的光电容积脉搏波信号，得到血氧饱和度；
处理所述电阻抗体积脉搏波信号，得到睡眠呼吸波；
根据所述血氧饱和度和所述睡眠呼吸波，确定所述睡眠测量结果。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生命体征信号还包括：心电信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，还包括：
基于脉搏波传导时间法处理所述电阻抗体积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果；
和/或，获取历史阻抗心动描记信号、历史电阻抗体积脉搏波信号、历史心电信号；根据所述历史阻抗心动描记信号和所述历史心电信号，获得历史血液动力学参数；建立所述历史电阻抗体积脉搏波信号、所述历史心电信号、所述历史血液动力学参数之间的关系模型；根据所述关系模型、所述待检测部位(6)的所述电阻抗体积脉搏波信号、所述心电信号，确定血液动力学参数。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生命体征信号还包括：光电容积脉搏波信号和心电信号，所述处理所述生命体征信号，得到生命体征检测结果，还包括：
基于脉搏波传导时间法处理所述光电容积脉搏波信号和所述心电信号，得到连续血压测量结果。
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