CN113951853A - 具有血压测量功能的鼠标及生物信号的获取及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有血压测量功能的鼠标及生物信号的获取及处理方法。所述鼠标包括鼠标外壳，所述鼠标外壳的侧面设有传感模块，所述传感模块用于在与手指接触时获取血压相关信号，所述鼠标还包括可动的手指支撑件，所述手指支撑件在运动至第一位置时从所述鼠标外壳位于所述传感模块的底部的位置向外延伸，所述手指支撑件在运动至第二位置时将所述传感模块盖合。本发明通过手指支撑件对手指提供一个相对稳定的支撑，有利于手指对传感模块提供持续稳定的压力，从而提高获取的血压相关信号的准确性。

Description

具有血压测量功能的鼠标及生物信号的获取及处理方法
技术领域
本发明涉及鼠标，特别是涉及一种具有血压测量功能的鼠标，还涉及一种生物信号的获取及处理方法。
背景技术
随着社会的发展，人们对健康问题越来越关心，高血压作为人类健康的杀手，格外受到人们的关注。血压是人体最主要的医学参数之一，一般来说，正常血压120/80mmHg，高血压≥139/90mmHg，实际上，影响血压的影响因素很多，如被测者的性别、年龄、所处的地理位置、环境温度、环境气压、测量时间、被测者的体位、被测者的运动静止状态等。不同的影响因素，血压的判定标准也不同。
对于商务人士来说，由于常年奔波出差，他们对自己的身体情况也是非常关心。由于出差在外，饮食不规律，作息不规律，容易疲惫、休息时间短，血压很容易产生波动。但是由于工作原因，他们难以及时去医院、去诊所、回家进行血压测量和监控；同时，传统的血压计、血压仪由于体积较大，测量不方便，也不适合商务人士随身携带。因此，为商务人士设计一款轻量、便携、准确的血压测量设备，让他们可以在旅途中、工作中随时监控自己的血压状况显得非常必要。
发明内容
基于此，有必要提供一种轻量、便携、准确的血压测量设备，具体为一种具有血压测量功能的鼠标。
一种具有血压测量功能的鼠标，包括鼠标外壳，所述鼠标外壳的侧面设有传感模块，所述传感模块用于在与手指接触时获取血压相关信号，所述鼠标还包括可动的手指支撑件，所述手指支撑件在运动至第一位置时从所述鼠标外壳位于所述传感模块的底部的位置向外延伸，所述手指支撑件在运动至第二位置时将所述传感模块盖合。
上述具有血压测量功能的鼠标，通过手指支撑件对手指提供一个相对稳定的支撑，有利于手指对传感模块提供持续稳定的压力，从而提高获取的血压相关信号的准确性。在不需要测量血压时，手指支撑件可以将传感模块盖合，避免外界环境或手指等将传感模块弄脏/老化。鼠标作为商务人士必备的办公辅助工具，是出差必备的设备，同时鼠标体积小、重量轻、携带起来非常方便。把检测血压的模块嵌入鼠标，可以有效地通过鼠标来检测血压。
在其中一个实施例中，所述鼠标还包括设于所述鼠标外壳位于所述传感模块的底部的位置的铰链，所述手指支撑件与所述鼠标外壳之间通过所述铰链转动连接。
在其中一个实施例中，所述传感模块包括压力传感器，所述鼠标还包括控制模块和语音提示模块，所述控制模块电性连接所述压力传感器和语音提示模块；所述控制模块用于根据所述压力传感器检测到的压力信号控制所述语音提示模块提示用户提供合适的压力。
在其中一个实施例中，所述控制模块还用于提示用户按压足够时间。
在其中一个实施例中，所述传感模块包括PPG传感器。
在其中一个实施例中，所述传感模块包括ECG传感器。
在其中一个实施例中，所述压力传感器、PPG传感器及ECG传感器集成在一芯片中。
在其中一个实施例中，所述芯片还包括温度传感器。
在其中一个实施例中，还包括信号处理电路，用于对所述PPG传感器采集到的脉搏信号和所述ECG传感器采集到的心电信号进行降噪滤波处理；所述控制模块还用于对所述信号处理电路输出的信号进行特征提取，得到特征向量，并将所述特征向量输入神经网络模型，得到血压测量值。
还有必要提供一种生物信号的获取及处理方法。
一种生物信号的获取及处理方法，包括：通过鼠标侧面的手指支撑件提供手指支撑平台；通过设于所述鼠标侧面的传感模块获取血压相关信号，所述传感模块包括压力传感器；根据所述压力传感器获取的压力信号提示用户提供合适的压力；对所述血压相关信号进行处理。
上述生物信号的获取及处理方法，通过手指支撑件对手指提供一个相对稳定的支撑，有利于手指对传感模块提供持续稳定的压力，并根据压力传感器获取的压力值提示用户提供合适的压力，从而提高获取的血压相关信号的准确性。
在其中一个实施例中，还包括提示用户按压足够的时间的步骤。
在其中一个实施例中，所述血压相关信号包括脉搏信号和心电信号；所述方法还包括：对所述血压相关信号进行降噪滤波处理；对降噪滤波处理后的脉搏信号和心电信号进行特征提取，得到特征向量；将所述特征向量输入神经网络模型，得到血压测量值。
附图说明
为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
图1是一实施例中具有血压测量功能的鼠标的左视图；
图2是一实施例中传感模块集成各传感器的示意图；
图3是一实施例中鼠标测量血压的流程图；
图4是一实施例中生物信号的获取及处理方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
本申请提供一款针对于商务人士血压测量使用的新型智能健康鼠标，在鼠标侧面安置传感模块，可以实时监测商务人士的血压情况。但是通过鼠标测量血压存在一个问题，对于血压监测来说，需要提供一个持续稳定的压力，才能得到准确的数值。
图1是一实施例中具有血压测量功能的鼠标的左视图。该鼠标包括鼠标外壳10、传感模块20及手指支撑件30。传感模块20设置在鼠标外壳10的侧面，传感模块20用于在与手指接触时获取血压相关信号。在本申请的一个实施例中，传感模块20设置于鼠标外壳10左侧的大拇指预期放置位置。手指支撑件30为可动结构，在需要进行血压检测时，将手指支撑件30调至从传感模块20的底部向鼠标外壳10的外侧横向延伸的位置，大拇指自然搭放在手指支撑件30上，有利于手指提供持续稳定的压力。在不进行血压检测时，可以将手指支撑件30调至将传感模块20盖合的位置，从而对传感模块20进行保护。
上述具有血压测量功能的鼠标，通过手指支撑件30对手指提供一个相对稳定的支撑，有利于手指对传感模块20提供持续稳定的压力，从而提高获取的血压相关信号的准确性。在不需要测量血压时，手指支撑件30可以将传感模块20盖合，避免外界环境或手指等将传感模块20弄脏/老化。鼠标作为商务人士必备的办公辅助工具，是出差必备的设备，同时鼠标体积小、重量轻、携带起来非常方便。把检测血压的模块嵌入鼠标，可以有效地通过鼠标来检测血压。
被鼠标外壳10包覆的鼠标内部可以具有普通鼠标的结构，以实现鼠标功能，还可以整合加速传感器、蓝牙模块、电源等。加速传感器提升了鼠标的灵敏度，蓝牙模块用于实现鼠标与其他配置了蓝牙模块的蓝牙设备相连。电源可以是电池，保证鼠标不需要连接电脑而可以作为独立血压测量设备使用。
在本申请的一个实施例中，手指支撑件30与鼠标外壳10转动连接。进一步地，手指支撑件30可以是通过铰链与鼠标外壳10转动连接。
在本申请的一个实施例中，传感模块20包括压力传感器，所述鼠标还包括控制模块和语音提示模块。控制模块电性连接压力传感器和语音提示模块，控制模块用于根据压力传感器检测到的压力信号控制语音提示模块提示用户提供合适的压力，以及用于提示用户按压足够时间。具体地，语音提示内容可以包括按压位置、按压力度、按压时间等等，从而保证测量结果的准确性。控制模块可以为MCU。
在本申请的一个实施例中，语音提示模块可以在压力传感器检测到的压力值小于第一阈值时提示用户增大按压力度，还可以在压力传感器检测到的压力值大于第二阈值时提示用户减小按压力度。
在本申请的一个实施例中，控制模块可以根据压力传感器检测到的压力信号计算出手指按压在传感模块20的哪个位置上，并在按压位置不准确时通过语音提示模块提示用户将手指移向正确的位置。
在本申请的一个实施例中，语音提示模块还用于在按压压力传感器的时间未达到预设时长时提示用户继续按压传感模块20。在本申请的一个实施例中，语音提示模块还用于在按压传感模块20的时间达到预设时长时提示用户可以停止按压。
手指支撑件30和语音提示模块从两个方面保证了手指按压传感模块20的稳定性，使血压结果更加准确与可靠。
图2是一实施例中传感模块20集成各传感器的示意图。在图2所示的实施例中，传感模块20包括压力传感器22、PPG传感器24、ECG传感器26及温度传感器28。PPG传感器24即photoplethysmograph(光电体积描记器)传感器，其利用光电传感器，检测经过人体血液和组织吸收后的反射光强度的不同，描记出血管容积在心动周期内的变化。PPG传感器24主要用于采集和读取脉搏波。ECG传感器26即心电图(electrocardiogram)传感器，ECG传感器26主要用于对心电信号进行接收和处理。温度传感器28用于测温，可以检测出人体温度供用户参考。在本申请的一个实施例中，温度传感器28用于测试按压传感模块20的手指温度。在其他实施例中，温度传感器28也可以为红外测温模块，可以测量用户手腕、额头等常用的体温测量部位的实时温度，辅助用户判断是否发烧。
参见图2，传感模块20为一集成了诸多传感器装置的芯片，形成了一个专门的多传感器模块，将各种传感器功能整合在一个芯片内，使各种传感器的功能可以相辅相成，交互配合。并且该芯片只有拇指指甲盖大小，可以轻易的内置于鼠标内而不影响鼠标的正常使用，安装非常方便。同时该芯片可以对采集的数据进行快速的计算和处理，从而在最短的时间内得到检测结果，输出血压值，非常的方便快捷。
在本申请的一个实施例中，鼠标还配置有信号处理电路，用于对PPG传感器24采集到的脉搏信号和ECG传感器26采集到的心电信号进行降噪滤波处理。信号处理电路可以集成在传感模块20中，也可以集成在鼠标内部的芯片中。
在本申请的一个实施例中，所述控制模块还用于对信号处理电路输出的信号进行特征提取，得到特征向量，并将特征向量输入神经网络模型，得到血压测量值。
在本申请的一个实施例中，鼠标外壳10还设置有显示模块，用于对血压测量值进行显示。显示模块可以是液晶显示模块等。在其他实施例中，还可以通过语音提示模块对血压测量值进行语音输出。在本申请的一个实施例中，通过ECG传感器26可以得到心电图，显示模块还可以对心电图进行显示。
参照图3，本申请鼠标测量血压的步骤如下：
S310，用户手指接触传感模块。
用户将鼠标的手指支撑件30调至从传感模块20的底部向鼠标外壳10的外侧横向延伸的位置，大拇指自然放在手指支撑件30上，手指支撑件30对大拇指形成支撑，用户以合适的力度对传感模块20进行按压。
S320，语音提示模块指导用户执行动作。
语音提示内容可以包括按压位置、按压力度、按压时间等等，从而保证测量结果的准确性。
在本申请的一个实施例中，语音提示模块可以在压力传感器检测到的压力值小于第一阈值时提示用户增大按压力度，还可以在压力传感器检测到的压力值大于第二阈值时提示用户减小按压力度。
在本申请的一个实施例中，语音提示模块在按压位置不准确时提示用户将手指移向正确的位置。
在本申请的一个实施例中，语音提示模块在按压未达到预设时长时提示用户继续按压传感模块20。在本申请的一个实施例中，语音提示模块在按压传感模块20的时间达到预设时长时提示用户可以停止按压。
S330，传感器模块采集信号。
手指按压传感模块20时，传感模块20通过ECG传感器26和PPG传感器24同步采集心电和脉搏波信号。
S340，信号处理。
对步骤S330采集的心电和脉搏波信号进行降噪滤波处理。
S350，信号特征提取。
基于步骤S340处理后得到的心电和脉搏波信号，从每个心跳周期提取脉搏波传导时间，形成特征向量。
S360，计算血压值。
将步骤S350得到的特征向量输入训练好的神经网络模型，得到血压的测量值，也就是压强值。
S370，输出血压值。
在本申请的一个实施例中，可以通过显示模块对步骤S360得到的血压测量值进行显示。在其他实施例中，还可以通过语音提示模块对血压测量值进行语音输出。
本申请相应提供一种生物信号的获取及处理方法。图4是一实施例中生物信号的获取及处理方法的流程图，包括下列步骤：
S410，通过鼠标侧面的手指支撑件提供手指支撑平台。
鼠标包括鼠标外壳10、传感模块20及手指支撑件30。手指支撑件30为可动结构，在需要进行血压检测时，将手指支撑件30调至从传感模块20的底部向鼠标外壳10的外侧横向延伸的位置，作为手指支撑平台，大拇指自然放在手指支撑件30上，有利于手指提供持续稳定的压力。在不进行血压检测时，可以将手指支撑件30调至将传感模块20盖合的位置，从而对传感模块20进行保护。
对于用鼠标检测血压的方案，由于用户按压的力量不稳定，位置不固定，很容易导致结果出现较大的偏差。本申请的方案加入了手指支撑件30，不进行血压测量时可以翻转手指支撑件30对传感模块20进行保护，需要进行血压测量时可以将手指支撑件30扳下来作为支撑手指的平台，非常的方便。
S420，通过设于鼠标侧面的传感模块获取血压相关信号。
在本申请的一个实施例中，血压相关信号包括心电和/或脉搏波信号。在本申请的一个实施例中，传感模块20包括PPG传感器24和ECG传感器26。PPG传感器24主要用于采集和读取脉搏波。ECG传感器26主要用于对心电信号进行接收和处理。在本申请的一个实施例中，传感模块20还包括压力传感器。
S430，根据压力传感器获取的压力信号提示用户提供合适的压力。
语音提示内容可以包括按压位置、按压力度、按压时间等等，从而保证测量结果的准确性。
在本申请的一个实施例中，可以在压力传感器检测到的压力值小于第一阈值时提示用户增大按压力度，还可以在压力传感器检测到的压力值大于第二阈值时提示用户减小按压力度。
在本申请的一个实施例中，在按压位置不准确时提示用户将手指移向正确的位置。
在本申请的一个实施例中，在按压未达到预设时长时提示用户继续按压传感模块20。在本申请的一个实施例中，在按压传感模块20的时间达到预设时长时提示用户可以停止按压。
S440，对血压相关信号进行处理。
对步骤S420得到的血压相关信号进行处理，以得到血压测量值。
上述生物信号的获取及处理方法，通过手指支撑件对手指提供一个相对稳定的支撑，有利于手指对传感模块提供持续稳定的压力，并根据压力传感器获取的压力值提示用户提供合适的压力，从而提高获取的血压相关信号的准确性。
在本申请的一个实施例中，生物信号的获取及处理方法还包括下列步骤：
S450，对血压相关信号进行降噪滤波处理。
对步骤S420得到的脉搏信号和心电信号进行降噪滤波处理。
S460，对降噪滤波处理后的脉搏信号和心电信号进行特征提取，得到特征向量。
基于步骤S450处理后得到的心电和脉搏波信号，从每个心跳周期提取脉搏波传导时间，形成特征向量。
S460，将特征向量输入神经网络模型，得到血压测量值。
应该理解的是，虽然本申请的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本申请的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述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发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有血压测量功能的鼠标，包括鼠标外壳，其特征在于，所述鼠标外壳的侧面设有传感模块，所述传感模块用于在与手指接触时获取血压相关信号，所述鼠标还包括可动的手指支撑件，所述手指支撑件在运动至第一位置时从所述鼠标外壳位于所述传感模块的底部的位置向外延伸，所述手指支撑件在运动至第二位置时将所述传感模块盖合。
2.根据权利要求1所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，还包括设于所述鼠标外壳位于所述传感模块的底部的位置的铰链，所述手指支撑件与所述鼠标外壳之间通过所述铰链转动连接。
3.根据权利要求1所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，所述传感模块包括压力传感器，所述鼠标还包括控制模块和语音提示模块，所述控制模块电性连接所述压力传感器和语音提示模块；所述控制模块用于根据所述压力传感器检测到的压力信号控制所述语音提示模块提示用户提供合适的压力。
4.根据权利要求3所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，所述传感模块包括PPG传感器。
5.根据权利要求4所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，所述传感模块包括ECG传感器。
6.根据权利要求5所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，所述压力传感器、PPG传感器及ECG传感器集成在一芯片中。
7.根据权利要求6所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，所述芯片还包括温度传感器。
8.根据权利要求5所述的具有血压测量功能的鼠标，其特征在于，还包括信号处理电路，用于对所述PPG传感器采集到的脉搏信号和所述ECG传感器采集到的心电信号进行降噪滤波处理；
所述控制模块还用于对所述信号处理电路输出的信号进行特征提取，得到特征向量，并将所述特征向量输入神经网络模型，得到血压测量值。
9.一种生物信号的获取及处理方法，包括：
通过鼠标侧面的手指支撑件提供手指支撑平台；
通过设于所述鼠标侧面的传感模块获取血压相关信号，所述传感模块包括压力传感器；
根据所述压力传感器获取的压力信号提示用户提供合适的压力；
对所述血压相关信号进行处理。
10.根据权利要求9所述的生物信号的获取及处理方法，其特征在于，所述血压相关信号包括脉搏信号和心电信号；
所述方法还包括：
对所述血压相关信号进行降噪滤波处理；
对降噪滤波处理后的脉搏信号和心电信号进行特征提取，得到特征向量；
将所述特征向量输入神经网络模型，得到血压测量值。
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