CN114488572A - 一种多路ppg结合眼部扫描的数字智能眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，包括带有鼻托的镜框、对应安装在镜框两侧的两个镜腿；所述镜框上设置有采集眼部状况的摄像头，每个所述镜腿上对应于头部颞叶位置处设置有凸起，两个所述鼻托、两个凸起和/或两个镜腿尾端对应于耳后乳突的位置处均设置有能与皮肤接触的PPG生物传感器，所述镜框和/或镜腿上还设置有设有MCU单元的控制线路板、给控制线路板供电的可充电的电池、与控制线路板电性连接的无线通信模块和物联网芯片；所述摄像头、PPG生物传感器均与控制线路板电性连接。该发明可以很方便地随时随地监测血氧、脉搏波、血压等参数，对于脑中风等心脑疾病患者，具有对病症发作提早作出信息预警的作用。

Description

一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜
技术领域
本发明涉及智能眼镜，尤其是一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜。
背景技术
随着人口压力增大、老龄化加速，心脑血管病患者不断增多，平常自测心脑血管参数成为维护身心健康不可缺少的一部分。但当前市面上的血液参数测量仪，例如超声经颅多普勒仪，使用要求比较专业，一般都要在医院里才能用。
而现有的便携式连续血压检测法主要包括：心电信号(electrocardiogram，ECG)加上光电容积脉搏波(PPG，photoplethysmograph) 结合法、脉搏波特征参数法。在心电信号与脉搏波结合的方法中除了需要PPG 信号外，还需要额外的ECG设备，脉搏波特征参数法则对PPG信号的完整程度要求较高，都不利于普及使用。
发明内容
针对现有的不足，本发明提供一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，包括带有鼻托的镜框、对应安装在镜框两侧的两个镜腿；所述镜框上设置有采集眼部状况的摄像头，每个所述镜腿上对应于头部颞叶位置处设置有凸起，两个所述鼻托、两个凸起和/或两个镜腿尾端对应于耳后乳突的位置处均设置有能与皮肤接触的PPG生物传感器，所述镜框和/或镜腿上还设置有设有MCU单元的控制线路板、给控制线路板供电的可充电的电池、与控制线路板电性连接的无线通信模块和物联网芯片；所述摄像头、PPG生物传感器均与控制线路板电性连接。
作为优选，所述摄像头设置在镜框上对应于眼角的位置。
作为优选，所述镜腿的尾端对应于耳旁的位置处设置有与控制线路板电性连接的骨传导扬声器。
作为优选，所述镜腿上还设置有与控制线路板电性连接的充电接口。
作为优选，所述镜腿上还设置有与控制线路板电性连接的开关。
作为优选，所述开关是滑动开关。
作为优选，所述镜腿上还设置有与控制线路板电性连接的调节装置。
作为优选，所述镜腿是可折叠的镜腿。
作为优选，所述镜腿包括与镜框相枢接的前端镜腿、与前端镜腿相枢接的尾端镜腿，所述前端镜腿相对镜框的转动方向和尾端镜腿相对前端镜腿的转动方向相垂直。
作为优选，所述物联网芯片通信连接有云服务器，并通过云服务器通信连接有智能终端。
本发明的有益效果在于：该发明通过双路PPG生物传感器的检测，以及摄像头对眼球状态的监测，可以很方便地随时随地监测血氧、脉搏波、血压等参数，对佩戴者的心脑血管疾病风险做出评估、预警。通过两路光电容积脉搏波 (PPG)测量人脑颞侧部位，根据测得的两路脉搏波信号特征，结合相关计算模型评估心脑血管参数，并作出风险评估和预警。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的检测点位置示意图；
图3是本发明实施例的原理框图；
图中零部件名称及序号：1-镜框10-鼻托2-镜腿20-前端镜腿21-尾端镜腿3-摄像头4-凸起5-PPG生物传感器6-控制线路板60-无线通信模块61-物联网芯片62-充电接口63-开关64-调节装置7-电池8-骨传导扬声器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例如图1至图3中所示，一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，包括带有鼻托10的镜框1、对应安装在镜框1两侧的两个镜腿2，镜框1就可以根据不同的使用需求来设置成不同形状不同材质的镜框，相应的镜框1就包含有左镜框和右镜框，鼻托10也对应的在左右镜框上分别设置一个，两个鼻托10相对设置方便眼镜的佩戴，镜框1上就可以依据不同的佩戴需求在其上安装具有不同功能的镜片，包括近视、远视、平视以及遮阳镜片，镜腿 2则是与传统眼镜一样通过桩头枢接在镜框1上，位于左侧的就是左镜腿，位于右侧的就是右镜腿；所述镜框1上设置有采集眼部状况的摄像头3，该摄像头3采用微型电子摄像头，在智能眼镜的左右两边的镜框1上均设置有微型电子摄像头，即设置在左镜框的左上方，右镜框的右上方，其采集到眼部动态数据后就将相关信息传递至控制线路板6，摄像头3可以设置在镜框1上的任意位置，只需要能采集到眼部状况即可，而为了方便对眼部动态数据的采集，摄像头3设置在镜框上对应于眼角的位置，即眼角斜上方的位置，也就是镜片跟镜腿交界处，在这个位置既不会影响视力，也能全面的监测到眼睛的状态，由于眼睛是人体内唯一不须经手术器械入侵，便可透过简单的仪器直接看到裸露的神经和血管的器官，通过高清微距摄像头，可以得到眼球血管及内部神经有关的图像，再结合相关机器视觉算法的处理和分析，就可以对一些心脑血管疾病相关的风险因素进行量化评估，包括但不限于脑中风、高血压和糖尿病。微型电子摄像头采集到眼部动态数据以及眼球内部信息后，将这些数据经过控制线路板6上MCU单元的处理后通过物联网芯片61传给云服务器，通过相关算法，对佩戴者的心脑血管疾病风险进行动态监测和及时评估，每个所述镜腿2 上对应于头部颞叶位置处设置有凸起4，两个所述鼻托10、两个凸起4和/或两个镜腿2尾端对应于耳后乳突的位置处均设置有能与皮肤接触的PPG生物传感器5，即左右两个镜腿2上都设置有一个凸起4，该凸起4可以是和镜腿2 一体成型的也可以是单独的连接在镜腿2上的部件，优选一体成型方便生产使用，每一个凸起4上设置一个PPG生物传感器5，每一个鼻托10上都设置有一个PPG生物传感器5，每一个镜腿2尾端对应于耳后乳突的位置处都设置有一个PPG生物传感器5，在佩戴上眼镜后，左右镜腿2上的PPG生物传感器5 就对应的与头部左右两侧的颞叶处及乳突处相接触形成一路颞浅动脉即位于颞叶处的耳朵前方，和耳后动脉即耳后方的乳突处的检测，各个PPG生物传感器5分别测量相同时间点里左右两颞侧的动脉血液的流体力学参数，包括但不限于血流速度和血氧饱和度，PPG生物传感器包括但不限于发出绿光、红光及红外光的发光二极管(LED)配件，从光电容积脉搏波的波形差异可得出一些心脑疾病的相关特征信息，如脑缺血、脑溢血以及脑缺氧等风险指数，对疾病的临床诊疗起提早预警和重要参考作用，两个鼻托10上的PPG生物传感器5 就对应的与鼻梁左右两侧相接触形成另一路内眦动脉的检测，这样六个PPG 生物传感器5和两个摄像头3，智能眼镜上每一侧的PPG分别测量相同时间点颞浅动脉和内眦动脉的PPG参数，结合相关算法模型计算常用的心脑血管参数，包括但不限于通过脉搏到达时间差(pulse arrive time difference，PATD) 模型来计算佩戴者的血压数值(相对血流速度)，它们的时间点则通过MCU单元来控制；所述镜框1和/或镜腿2上还设置有设有MCU单元的控制线路板6、给控制线路板6供电的可充电的电池7、与控制线路板6电性连接的无线通信模块60和物联网芯片61；所述摄像头3、PPG生物传感器5均与控制线路板6 电性连接，控制线路板6作为该眼镜的控制中心来控制各模块部件的运行，其可以是软质线路板来方便其安装，也可以是依据其所设置的位置来选择具体形状结构的硬质的线路板，为了方便操控，此时在眼镜左右两侧的任意一个镜腿 2处且靠近镜框1的地方安装开关63，其中开关为滑动开关，体积小，方便操作；电池7就是给各个部件提供电力来保证它们的正常运行，根据不同的结构需求来对其进行设置，比如设置左镜腿的中部，优选其是可充电的锂离子电池，其可以是先固定设置在控制线路板6上然后再设置在镜腿2或镜框1上，也可以是可拆装方式设置在镜腿2或镜框1上，并与控制线路板6电性导通的，为了方便对其的充电，则在镜腿2上设置充电接口62即可，此时充电接口62 就选用USB接口，在镜腿2上设置有充电接口62时，就将开关63和充电接口62设置在同一侧或不同侧；无线通信模块60用来无线通信连接智能终端，其可以和控制线路板6设置成一体，也可以分开设置，两者只要电性导通能够传送相应的信息即可，无线通信模块60就采用现有常规的模块，比如蓝牙模块结合WiFi、4G、5G通讯模块等，在左镜腿设置电池7后，就在右镜腿设置控制线路板6、物联网芯片61(可以联网)。在佩戴眼镜后，可以分别测量到两侧的颞浅动脉处、耳后动脉处及内眦动脉处的血流动力学信息。控制线路板6 上的MCU单元可采用瑞萨的RL78/G1D芯片，自带蓝牙模块，与手机连接就可以实时通过蓝牙、wifi的通讯传输PPG生物传感器5和摄像头3采集的的数据信息，针对心脑血管疾病风险因素进行分析运算后及时作出预警、评估以及治疗提示。
进一步的改进，如图1中所示，所述镜腿2的尾端对应于耳旁的位置处设置有与控制线路板6电性连接的骨传导扬声器8，利用骨传导做一些声音提示或音乐播放，其可采用压电陶瓷元件来作为骨传导耳机的声震动发生元件，结构采用直径为25-55mm的圆形结构，就能更好的对声音进行传导。
进一步的改进，如图1中所示，所述镜腿2上还设置有与控制线路板6 电性连接的调节装置64，通过调节装置64来调节摄像头3和PPG生物传感器 5的数据信息的采集频率等，此时调节装置64可以采用触摸屏，之后利用相应的操控程序进行操控。
进一步的改进，如图1中所示，所述镜腿2是可折叠的镜腿，镜腿2设置成折叠镜腿就方便携带。此时所述镜腿2包括与镜框1相枢接的前端镜腿20、夹持在耳朵背部并与前端镜腿20限位枢接的尾端镜腿21，所述前端镜腿20 相对镜框1的转动方向和尾端镜腿21相对前端镜腿20的转动方向相垂直，也就是说前端镜腿20是左右方向转动，尾端镜腿21是上下方向转动，尾端镜腿21上下转动到一定角度就被固定，限位可以采用卡合结构或者相互啮合的齿牙结构来实现限位，从而就可以依据不同的佩戴习惯，调节其夹持在耳朵上的角度，满足不同需求，以及灵活对应于耳后动脉处合适位点采集更精准的PPG 信号。
进一步的改进，所述物联网芯片61通信连接有云服务器，并通过云服务器通信连接有智能终端，就可以传输该智能眼镜采集到的实时的信息，远程智能终端就实时的根据相应的信息，方便智能终端对信息的读取，在智能终端上就可以通过相应的APP软件来对各功能进行调控，设置成适合自己的模式，连接手机App操纵，可进行智能性、个性化的功能调节和干预。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于：包括带有鼻托的镜框、对应安装在镜框两侧的两个镜腿；所述镜框上设置有采集眼部状况的摄像头，每个所述镜腿上对应于头部颞叶位置处设置有凸起，两个所述鼻托、两个凸起和/或两个镜腿尾端对应于耳后乳突的位置处均设置有能与皮肤接触的PPG生物传感器，所述镜框和/或镜腿上还设置有设有MCU单元的控制线路板、给控制线路板供电的可充电的电池、与控制线路板电性连接的无线通信模块和物联网芯片；所述摄像头、PPG生物传感器均与控制线路板电性连接。
2.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述摄像头设置在镜框上对应于眼角的位置。
3.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述镜腿的尾端对应于耳旁的位置处设置有与控制线路板电性连接的骨传导扬声器。
4.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述镜腿上还设置有与控制线路板电性连接的充电接口。
5.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述镜腿上还设置有与控制线路板电性连接的开关。
6.根据权利要求5所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述开关是滑动开关。
7.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述镜腿上还设置有与控制线路板电性连接的调节装置。
8.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述镜腿是可折叠的镜腿。
9.根据权利要求8所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述镜腿包括与镜框相枢接的前端镜腿、与前端镜腿相枢接的尾端镜腿，所述前端镜腿相对镜框的转动方向和尾端镜腿相对前端镜腿的转动方向相垂直。
10.根据权利要求1所述多路PPG结合眼部扫描的数字智能眼镜，其特征在于:所述物联网芯片通信连接有云服务器，并通过云服务器通信连接有智能终端。
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