CN112450889A - 体温测量电路、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种体温测量电路、方法、设备及存储介质，该体温测量电路包括：PPG电路模块、控制模块及深部温度测量模块；该PPG电路模块及深部温度测量模块分别与控制模块电连接；该深部温度测量模块用于测量人体的深部温度，PPG电路模块用于测量人体的心率信号；控制模块用于根据深部温度及心率信号，得到人体测量得到的目标温度。通过使用深度温度测量模块测量深部温度，并利用PPG电路模块测量得到人体的心率信号的方式，使得能够结合深部温度和心率信号实现目标温度的确定，能够有效提高人体温度测量的准确性。

Description

体温测量电路、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及生理参数测量技术领域，尤其涉及一种体温测量电路、方法、设备及存储介质。

背景技术

目前市面上测量体温的设备有很多，如额温枪、水银温度计、深部温度计等。但是这些设备都有着自身的一些问题，如测量体温不够准确。因此，如何能够准确实现体温测量是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种体温测量电路、方法、设备及存储介质，使得能够有效实现对人体的温度的测量，准确性高。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种体温测量电路，所述电路包括：

光电容积描记PPG电路模块、控制模块及深部温度测量模块；

所述PPG电路模块及所述深部温度测量模块分别与所述控制模块电连接；

所述深部温度测量模块用于测量人体的深部温度，所述PPG电路模块用于测量人体的心率信号；

所述控制模块用于根据所述深部温度及所述心率信号，得到所述人体测量得到的目标温度。

可选地，所述PPG电路模块包括：

模拟前端AFE电路、数模转换电路、光线发射电路及光线接收电路；

所述光线接收电路与所述数模转换电路的一端电连接，所述数模转换电路的另一端与所述AFE电路的一端电连接，所述AFE电路的另一端与控制模块电连接，所述光线发射电路与所述控制模块电连接；

所述控制模块向所述光线发射电路发送控制信号以控制所述光线发射电路发出光线，所述光线接收电路接收反馈回来的光线，并生成电信号，所述电信号经过所述数模转换电路之后转换成数字信号，所述数字信号由所述AFE电路采样后得到心率信号并将所述心率信号反馈给所述控制模块。

可选地，所述深部温度测量模块包括：金属导电片、隔热层、加热层、绝热层、第一温度传感器及第二温度传感器；

所述金属导电片、隔热层、加热层及绝热层依次叠加，且所述金属导电片用于与人体皮肤接触；

所述第一温度传感器位于所述隔热层及所述加热层之间，所述第二温度传感器位于所述金属导电片及所述隔热层之间，且所述第一温度传感器和所述第二温度传感器与所述控制模块连接。

为实现上述目的，本发明第二方面提供一种体温测量设备，所述设备包括如第一方面所述的体温测量电路。

可选地，所述体温测量设备为手表，所述手表的表盘底壳具有开口槽，所述PPG电路模块和所述深部温度测量模块设置于所述表盘底壳的所述开口槽内。

为实现上述目的，本发明第三方面提供一种体温测量方法，所述体温测量方法应用于如第一方面所述的体温测量电路，所述方法包括：

获取所述PPG电路模块测量得到的心率信号，及获取所述深部温度测量模块测量得到的深部温度；

根据所述深部温度对所述心率信号进行校正，得到目标心率信号；

根据所述目标心率信号及预设的体温测量模型，得到所述目标温度。

可选地，所述获取所述深部温度测量模块得到的深部温度，包括：

每间隔预设时长获取一次所述深部温度测量模块测量得到的预测深部温度；

计算多个不同的预测深部温度的平均值，得到所述深部温度。

可选地，所述根据所述深部温度对所述心率信号进行校正，得到目标心率信号，包括：

查找预先设置的体温与心率偏置参数之间的映射关系，得到与所述深部温度对应的心率偏置参数；

将所述心率信号加上所述心率偏置参数，得到所述目标心率信号。

可选地，所述根据所述目标心率信号及预设的温度测量模块，得到所述目标温度包括：

对所述目标心率信号进行处理的，得到所述人体的基础心率、心率变异率及血流灌注指数PI指数；

将所述基础心率、心率变异率及所述PI指数输入所述体温测量模型，得到所述目标温度。

为实现上述目的，本发明第方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

获取所述PPG电路模块测量得到的心率信号，及获取所述深部温度测量模块测量得到的深部温度；

根据所述深部温度对所述心率信号进行校正，得到目标心率信号；

根据所述目标心率信号及预设的体温测量模型，得到所述目标温度。

采用本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供一种体温测量电路，该电路包括光电容积描记(PhotoPlethysmoGraphy，PPG)电路模块、控制模块及深部温度测量模块；该PPG电路模块及深部温度测量模块分别与控制模块电连接；该深部温度测量模块用于测量人体的深部温度，PPG电路模块用于测量人体的心率信号；控制模块用于根据深部温度及心率信号，得到人体测量得到的目标温度。通过使用深度温度测量模块测量深部温度，并利用PPG电路模块测量得到人体的心率信号的方式，使得能够结合深部温度和心率信号实现目标温度的确定，能够有效提高人体温度测量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明实施例中体温测量电路的结构示意图；

图2为本发明实施例中体温测量电路的另一结构示意图；

图3为本发明实施例中深部温度测量模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中体温测量方法的流程示意图；

图5为本发明实施例中体温测量设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明实施例中体温测量电路的结构示意图，该体温测量电路包括：

PPG电路模块101、控制模块102及深部温度测量模块103，其中，PPG电路模块101、深部温度测量模块103分别与控制模块102电连接；深部温度测量模块103用于测量人体的深部温度，PPG电路模块101用于测量人体的心率信号；控制模块102用于根据深部温度及心率信号，得到人体测量得到的目标温度。

其中，控制模块102可以是控制芯片，例如可以是微控制单元。

其中，人体深部温度也可以称为是核心温度，人体体温可以分为核心温度和体表温度，核心温度主要是指腹腔、胸腔和颅腔内的温度，而体表温度则是指皮肤、皮下组织和肌肉的温度，也称为皮肤温，通常情况下，体表温度不一一定能反应出深部温度的变化，且一个人体的不同部位的体表温度也是存在差异的，为了能够得到能够综合评估人体的温度的温度值，在本发明实施例中，将使用深部温度和心率信号结合的方式，得到目标温度，使用该目标温度代表人体的综合的温度，准确性高。

在本发明实施例中，通过使用深度温度测量模块测量深部温度，并利用PPG电路模块101测量得到人体的心率信号的方式，使得能够结合深部温度和心率信号实现目标温度的确定，能够有效提高人体温度测量的准确性。

请参阅图2，为本发明实施例中体温测量电路的结构示意图，该体温测量电路包含如图1所示的PPG电路模块101、控制模块102及深部温度测量模块103。

其中，PPG电路模块101包括：模拟前端(Analog Front End，AFE)电路201、数模转换电路202、光线发射电路203及光线接收电路204。

其中，光线接收电路204与数模转换电路202的一端电连接，数模转换电路202的另一端与AFE电路201的一端电连接，AFE电路201的另一端与控制模块102电连接，光线发射电路203与控制模块102电连接。

其中，控制模块102向光线发射电路203发送控制信号以控制光线发射电路203发出光线，光线接收电路204接收反馈回来的光线，并生成电信号，电信号经过数模转换电路202之后转换成数字信号，数字信号由AFE电路201采样后得到心率信号并将心率信号反馈给控制模块102。

进一步地，请参阅图3，为本发明实施例中深部温度测量模块103的结构示意图，该深部温度测量模块103包括：金属导电片301、隔热层302、加热层303、绝热层304、第一温度传感器305及第二温度传感器306。

其中，金属导电片301、隔热层302、加热层303及绝热层304依次叠加，且金属导电片301用于与人体皮肤接触；第一温度传感器305位于隔热层302及加热层303之间，第二温度传感器306位于金属导电片301及隔热层302之间，且第一温度传感器305和第二温度传感器306与控制模块102连接。其中，隔热层302将第一温度传感器305和第二温度传感器306隔开，微小的热通量可以形成容易分辨的温差读数，以确定热流的传导量是否为零。为了兼顾对热流传导的灵敏度及反应的快速性，隔热层302可以采用织物材质，且织物材质的厚度可以为3.94mm至3.95mm之间。上述的加热层303负责补充热量，使得内部各层温度分布均匀一致，且该加热层303的材质可以是碳纤维织物、导电聚合物镀层织物或者是聚酰亚胺封装的镍镉金属蚀刻加热片。

在本发明实施例中，深部温度测量模块103的原理是：人体皮肤的温度将通过金属导电片301进行传导，并传导至隔热层302，位于金属导电片301和隔热层302之间的第二温度传感器306将检测到该第一温度，同时，温度将通过隔热层302继续向上传导，直至到达加热层303，加热层303开始加热，此时位于隔热层302和加热层303之间的第二温度传感器306将检测到第二温度，且由于热的传导作用，最终第一温度和第二温度的值将相同，实现温度平衡，此时，深部温度测量模块103检测到的第一温度可以称为是深部温度，或者，深部温度测量模块103检测到的第二温度可以称为是深部温度，该第一温度和第二温度都将实时发送给控制模块102，控制模块102将比较第一温度和第二位置，直至第一温度和第二温度相同时，确定测量得到的深部温度。

在本发明实施例中，通过设置PPG电路模块101和深部温度测量模块103，使得能够获取到深部温度和人体的心率信号，使得控制模块102能够根据该深部温度和心率信号得到能够反映人体综合体温的目标温度，且能够将深部温度与心率信号结合，使得对温度的测量更加全面及准确。

在一种可行的实现方式中，上述的体温测量电路可以使用在体温测量设备中，该体温测量设备可以是多种不同的用于对人体的温度进行测量的设备，例如可以是额温枪，或者可以是具有人体温度测量的功能的设备，例如，可以是手表。

在一种可行的实现方式中，若体温测量设备是手表，则该手表的表盘底壳具有开口槽，PPG电路模块101和深部温度测量模块103设置于表盘底壳的开口槽内，使得用户在带着手表的状态下，PPG电路模块101和深部温度测量模块103能够直接接触到用户皮肤，或者和用户皮肤之间的距离小于预设阈值，以使得能够准确测量得到深部温度和心率信号。且进一步地，用户可以通过佩戴具有体温测量电路的手表的方式，实现对体温的实时监测，使得能够有效地实现对身体健康的监控，且用户也具有较好的体验。

为了更好地理解本发明实施例中的技术方案，请参阅图4，为本发明实施例中体温测量方法的流程示意图，该体温测量方法应用于上述图1和图2所示的体温测量电路，具体包括如下步骤：

步骤401、获取PPG电路模块101测量得到的心率信号，及获取深部温度测量模块103测量得到的深部温度；

步骤402、根据深部温度对心率信号进行校正，得到目标心率信号；

步骤403、根据目标心率信号及预设的体温测量模型，得到目标温度。

在本发明实施例中，是由上述的体温测量电路的控制模块102执行该体温测量方法的，且该控制模块102可以包含存储空间，该存储空间中可以存储实现上述的体温测量方法的程序模块，使得控制模块102可以从其存储空间中调用该程序模块，以实现上述的体温测量方法。

在本发明实施例中，可以从PPG电路模块101获取测量到的心率信号，及从深部温度测量模块103获取测量到的深部温度，且可以理解的是，为了使得使用到的深部温度的值更准确，可以每间隔预设时长获取一次深部温度测量模块103测量得到的预测深部温度；计算多个不同的预测深部温度的平均值，得到深部温度，即通过多次测量得到平均值的方式得到上述的深部温度。

在本发明实施例中，在得到上述的深部温度和心率信号之后，将根据深部温度对心率信号进行校正，得到目标心率信号。具体的，预先设置了体温与心率偏置参数之间的映射关系，该体温是指深部温度，且该体温与心率偏置参数之间的映射关系是通过多次试验的方式建立的在测量心率信号时，不同的深部温度所带来的心率信号的偏差，使得能够建立上述映射关系，并应用在对心率信号的校正上。

进一步地，可以查找上述预先设置的体温与心率偏置参数之间的映射关系，得到与深部温度对应的心率偏置参数；并将上述的心率信号加上心率偏置参数，得到目标心率信号，该目标心率信号则为校正之后的心率信号。

在本发明实施例中，完成对心率信号的校正之后，将根据目标心率信号及预先设置的体温测量模型，得到目标温度，该目标温度为能够体现人体综合体温的温度，且准确性高。

具体的，可以对对目标心率信号进行处理的，得到人体的基础心率、心率变异率及血流灌注指数(perfusion index，PI)指数；并将基础心率、心率变异率及PI指数输入预设的体温测量模型，得到目标温度。

其中，基础心率通常是指清晨起床空腹心率，如心率慢而节律均匀，说明心血管系统功能强，如突然加快或减慢，表明有过度疲劳或患病。

其中，心率变异率是指逐次心跳之间R-R间期波动变化的差异，这包括大小和快慢，并且可以反应心率变化规律、心脏的交感和副交感神经张力以及平衡性。此外，心率变异性可以用来预测心血管疾病的严重程度。

PI指数用于表示与人体接触时接触到的部位的脉搏强度。

在本发明实施例中，通过对上述的目标心率信号进行处理，可以得到上述的基础心率、心率变异率及PI指数。

在一种可行的实现方式中，上述的体温测量模型可以是线性回归方程，该线性回归方程如下：

T＝k1*q1+k2*q2+k3*q3；

其中，T表示目标温度，k1表示与年龄对应的心率系数、q1表示基础心率，k2表示与年龄对应的心率变异系数，q2表示心率变异率，k3表示与年龄对应的PI系数，q3表示PI指数。

在本发明实施例中，通过上述的体温测量模型能够有效的得到目标温度，该目标温度可以反映出人体的真实温度。

在本发明实施例中，通过使用深部温度传感器采集到的深部温度对PPG电路模块采集到的心率信号进行校正，以得到目标心率信号，并可根据该目标心率信号及预设的体温测量模型，得到目标温度，使得不需要使用外部的设备对PPG电路的心率信号进行校正，简单方便，且得到的目标温度能够很好的体现人体的实际温度，准确率高。

在本发明实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如下的步骤：

获取所述PPG电路模块101测量得到的心率信号，及获取所述深部温度测量模块103测量得到的深部温度；

根据所述深部温度对所述心率信号进行校正，得到目标心率信号；

根据所述目标心率信号及预设的体温测量模型，得到所述目标温度。

图5示出了一个实施例中体温测量设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图5所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现年龄识别方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行年龄识别方法。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种体温测量电路，其特征在于，所述电路包括：

光电容积描记PPG电路模块、控制模块及深部温度测量模块；

所述PPG电路模块及所述深部温度测量模块分别与所述控制模块电连接；

所述深部温度测量模块用于测量人体的深部温度，所述PPG电路模块用于测量人体的心率信号；

所述控制模块用于根据所述深部温度及所述心率信号，得到所述人体测量得到的目标温度。

2.根据权利要求1所述的体温测量电路，其特征在于，所述PPG电路模块包括：

模拟前端AFE电路、数模转换电路、光线发射电路及光线接收电路；

所述光线接收电路与所述数模转换电路的一端电连接，所述数模转换电路的另一端与所述AFE电路的一端电连接，所述AFE电路的另一端与控制模块电连接，所述光线发射电路与所述控制模块电连接；

所述控制模块向所述光线发射电路发送控制信号以控制所述光线发射电路发出光线，所述光线接收电路接收反馈回来的光线，并生成电信号，所述电信号经过所述数模转换电路之后转换成数字信号，所述数字信号由所述AFE电路采样后得到心率信号并将所述心率信号反馈给所述控制模块。

3.根据权利要求1所述的体温测量电路，其特征在于，所述深部温度测量模块包括：金属导电片、隔热层、加热层、绝热层、第一温度传感器及第二温度传感器；

所述金属导电片、隔热层、加热层及绝热层依次叠加，且所述金属导电片用于与人体皮肤接触；

所述第一温度传感器位于所述隔热层及所述加热层之间，所述第二温度传感器位于所述金属导电片及所述隔热层之间，且所述第一温度传感器和所述第二温度传感器与所述控制模块连接。

4.一种体温测量设备，其特征在于，所述体温测量设备包含如权利要求1至3任意一项所述的体温测量电路。

5.根据权利要求4所述的体温测量设备，其特征在于，所述体温测量设备为手表，所述手表的表盘底壳具有开口槽，所述PPG电路模块和所述深部温度测量模块设置于所述表盘底壳的所述开口槽内。

6.一种体温测量方法，其特征在于，所述体温测量方法应用于如权利要求1至3任意一项所述的体温测量电路，所述方法包括：

获取所述PPG电路模块测量得到的心率信号，及获取所述深部温度测量模块测量得到的深部温度；

根据所述深部温度对所述心率信号进行校正，得到目标心率信号；

根据所述目标心率信号及预设的体温测量模型，得到所述目标温度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述深部温度测量模块得到的深部温度，包括：

每间隔预设时长获取一次所述深部温度测量模块测量得到的预测深部温度；

计算多个不同的预测深部温度的平均值，得到所述深部温度。

8.根据权利要求6所述的体温测量方法，其特征在于，所述根据所述深部温度对所述心率信号进行校正，得到目标心率信号，包括：

查找预先设置的体温与心率偏置参数之间的映射关系，得到与所述深部温度对应的心率偏置参数；

将所述心率信号加上所述心率偏置参数，得到所述目标心率信号。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标心率信号及预设的温度测量模块，得到所述目标温度包括：

对所述目标心率信号进行处理的，得到所述人体的基础心率、心率变异率及血流灌注指数PI指数；

将所述基础心率、心率变异率及所述PI指数输入所述体温测量模型，得到所述目标温度。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求6至9中任一项所述体温测量方法中的步骤。

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