CN117481624A - 可穿戴设备的血压测量方法和可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种可穿戴设备的血压测量方法和可穿戴设备,可以提高血压值的测量准确性。本申请提供的可穿戴设备包含压力传感器PT、显示屏以及光电二极管PD;本申请提供的方法包括:通过显示屏的第一区域发射光信号;将PD接收的光信号转换为第一PPG信号;若第一PPG信号不满足信号质量要求,通过显示屏的第二区域发射光信号,第二区域和第一区域的如下至少一个特征不同:在显示屏上的位置、发光亮度、面积大小或形状;将PD接收的光信号转换为第二PPG信号;第二PPG信号满足信号质量要求时,获取PT采集的压力值;根据压力值和第二PPG信号确定穿戴者的血压值。
Description
技术领域
本申请涉及终端技术领域,尤其涉及一种可穿戴设备的血压测量方法和可穿戴设备。
背景技术
随着可穿戴设备的发展,可穿戴设备可支持的功能越来越多。为了满足用户对于自身健康管理的需求,较多可穿戴设备可以支持用户的人体数据监测功能。例如,智能手表可以测量人体的心率、呼吸率、血压或血氧等人体特征。
目前,针对血压的测量,市场上存在一种基于指尖的光电容积脉搏波描记法(photo plethysmo graphy,PPG)信号和指尖压力得到血压值的方法。用户通过指尖对可穿戴设备施加压力,可穿戴设备通过压力传感器(pressure transducers,PT)获取指尖的压力,并通过PPG模组中发光二极管(light emitting diode,LED)发射光信号,该光信号经指尖皮肤组织吸收和散射后形成反射信号,该反射信号可以通过PPG模组中的光电二极管(photo diode,PD)接收,并将其转换为PPG信号,可穿戴设备可以基于指尖的PPG信号的波形得到血压值。
但是,该方法存在测量所得血压值不准确的问题。
发明内容
本申请提供一种可穿戴设备的血压测量方法和可穿戴设备,可以提高血压值的准确性。
第一方面,提供了一种可穿戴设备的血压测量方法,包括:可穿戴设备包含压力传感器PT、显示屏以及光电二极管PD;该方法包括:通过显示屏的第一区域发射光信号;将PD接收的光信号转换为第一PPG信号;若第一PPG信号不满足信号质量要求,通过显示屏的第二区域发射光信号,第二区域和第一区域的如下至少一个特征不同:在显示屏上的位置、发光亮度、面积大小或形状;将PD接收的光信号转换为第二PPG信号;第二PPG信号满足信号质量要求时,获取PT采集的压力值;根据压力值和第二PPG信号确定穿戴者的血压值。
显示屏也可以称为显示屏幕或者屏幕,本申请对此不作限定。显示屏的第一区域也就是实施例中的发光区域或者屏幕发光区域。可以理解的是,第一区域小于或等于显示屏的区域。
当穿戴者使用手指触摸或者按压第一区域时,第一区域发射的光信号可以经过手指皮肤组织吸收和散射后形成反射信号,PD可以将反射信号转换为第一PPG信号。第一PPG信号也就是实施例中的初始PPG信号。
若第一PPG信号不满足信号质量要求,可穿戴设备可以通过调节第一区域在显示屏的位置、显示屏在第一区域的发光亮度、第一区域的面积大小或者第一区域的形状中的至少一个,得到第二区域,利用第二区域发射光信号,以得到满足信号质量要求的PPG信号。
若第二PPG信号满足信号质量要求,可穿戴设备可以采集一个或多个第二PPG信号,本申请对此不作限定。
压力值的采集时刻与第二PPG信号的采集时刻相同,当第二PPG信号的个数是一个时,压力值的个数也是一个。当第二PPG信号的个数是多个时,压力值的个数也是多个。
可穿戴设备可以根据采集的PPG信号和压力值确定穿戴者的血压值。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过调节第一区域在显示屏的位置、显示屏在第一区域的发光亮度、第一区域的大小或者第一区域的形状中的至少一个,得到第二区域以得到满足信号质量要求的第二PPG信号,用于测量血压值的PPG信号均是满足信号质量要求的信号,有利于提高血压值的测量准确性。另外,本申请通过显示屏的第一区域作为测量光源,不需要单独部署测量光源,有利于节省可穿戴设备的空间,有利于应用推广。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一PPG信号不满足信号质量要求,包括:第一PPG信号的灌注率小于或等于预设灌注率;PD在显示屏上的投影区域与第二区域之间的距离大于PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间的距离。
PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间存在第一距离,也可以说,第一区域和PD之间在水平方向上错开一定的间隔距离,本申请对此不作限定。
若第一PPG信号不满足信号质量要求,是因为第一PPG信号的灌注率低,可穿戴设备可以拉大第一区域与PD的水平间隔距离。PD的位置可以是固定的,可穿戴设备可以更改第一区域在显示屏的位置,以得到第二区域。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过增大PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间的距离,增加PPG信号的灌注率,有利于获取满足信号质量要求的PPG信号,有利于提高血压值的测量准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一PPG信号不满足信号质量要求,包括:第一PPG信号的强度小于或等于预设强度;第二区域的发光亮度大于第一区域的发光亮度。
若第一PPG信号不满足信号质量要求,是因为第一PPG信号太弱,也就是第一PPG信号的强度小于或等于预设强度,可穿戴设备可以通过显示屏的第二区域的发光。其中,第二区域与第一区域的位置相同,但发光亮度大于第一区域。在一种可能的实现方式中,可穿戴设备可以按照预设增量增加显示屏的发光亮度。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过增大显示屏在第一区域的发光亮度,增加PPG信号的强度,有利于获取满足信号质量要求的PPG信号,有利于提高血压值的测量准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,方法还包括:若第二PPG信号不满足信号质量要求,通过显示屏的第三区域发射光信号,PD在显示屏上的投影区域与第三区域之间的距离小于PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间的距离;将PD接收的光信号转换为第三PPG信号;若第三PPG信号满足信号质量要求时,获取PT采集的压力值;根据压力值和第三PPG信号确定穿戴者的血压值。
若通过亮度调节无法使第二PPG信号的满足信号质量要求,也就是,第二区域的发光亮度为最大值时,第二PPG信号的强度仍小于或等于预设强度,可穿戴设备可以缩小第一区域与PD的水平间隔距离。PD的位置可以是固定的,可穿戴设备可以更改第一区域在显示屏的位置,以得到第三区域,PD在显示屏上的投影区域与第三区域之间的距离小于PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间的距离。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,在第一区域的发光亮度达到最大值的情况下,通过减小光程的方式提升PPG信号的强度,有利于获取满足信号质量要求的PPG信号,有利于提高血压值的测量准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第二区域的形状与第一区域的形状不同。
第一区域的形状属于形状集合,形状集合中包括圆形、椭圆形、条形、方形、三角形或以及弧形;可穿戴设备可以将第一区域的形状更改为形状集合中除第一区域的形状之外的任意一个形状,得到第二区域。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第二区域的面积大小与第一区域的面积大小不同。
可穿戴设备可以按照预设缩放标准更改第一区域的面积大小,得到第二区域的面积大小。
预设缩放标准可以包括缩小标准或者放大标准。
若PPG信号不满足信号质量要求,可穿戴设备可以按照预设缩放标准不断更改第一区域的大小,直到得到满足信号质量要求的PPG信号。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过更改第一区域的面积大小,减少或者增大发光区域,以得到满足信号质量要求的PPG信号,有利于提高血压值的测量准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,压力值包括多个压力值,第二PPG信号包括多个第二PPG信号,多个压力值和多个第二PPG信号一一对应,多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同;根据压力值和第二PPG信号确定穿戴者的血压值,包括:提取多个第二PPG信号中每个第二PPG信号的波形特征;若多个第二PPG信号中存在波形特征小于或等于预设波形特征的目标第二PPG信号,将目标第二PPG信号对应的压力值确定为穿戴者的血压值中的收缩压(systolic blood pressure,SBP)。
可穿戴设备与接触部位之间存在不同的压力值时,可穿戴设备可以通过PT采集多个压力值。这多个压力值可以是穿戴者通过按压产生的,但本申请并不限于此。其中,穿戴者也可以称为用户,本申请对此不作限定。
可穿戴设备在采集这多个压力值中的每个压力值时,可以采集每个压力值下的第二PPG信号,得到多个第二PPG信号,也就是说,多个压力值和多个第二PPG信号一一对应,多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同。
可穿戴设备可以通过特征提取模型分别提取多个第二PPG信号的波形特征,并可以将这多个第二PPG信号的波形特征与预设波形特征作对比,若存在波形特征小于或等于预设波形特征的目标第二PPG信号,则将目标第二PPG信号对应的压力值确定为SBP。其中,预设波形特征用于表示无明显波形特征,也就是说,研发人员可以根据大量无明显波形特征的PPG信号的波形特征,确定预设波形特征。可以理解的是,波形特征小于或等于预设波形特征的目标第二PPG信号,无明显波形特征。
若目标第二PPG信号无明显波形特征,可以说明此时压力值较大,可穿戴设备与接触部位的压力可以使接触部位内的血管挤压形成闭塞,此时可以准确测得收缩压。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,波形特征小于或等于预设波形特征的目标第二PPG信号对应的压力值确定为SBP,可以通过PT直接得到收缩压,简单高效,准确性高。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,压力值包括多个压力值,第二PPG信号包括多个第二PPG信号,多个压力值和多个第二PPG信号一一对应,多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同;根据压力值和第二PPG信号确定穿戴者的血压值,包括:提取多个第二PPG信号中每个第二PGG信号的波形特征;将多个压力值和多个第二PPG信号的波形特征输入至神经网络模型,神经网络模型基于历史压力值和历史PPG信号的波形特征训练得到,且用于血压测量;将神经网络模型的输出确定为穿戴者的血压值中的舒张压DBP。
研发人员可以基于历史压力值和历史PPG信号的波形特征训练得到神经网络模型以用于确定血压值中的DBP。
可穿戴设备可以将多个压力值和多个PPG信号的波形特征作为神经网络模型的输入,将神经网络模型的输出确定为DBP。
可选地,可穿戴设备可以将多个压力值中小于或等于目标第二PPG信号(也就是无明显波形特征的PPG信号)对应的压力值和该压力值对应的PPG信号作为神经网络模型的输入,将神经网络模型的输出确定为DBP。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过压力值和第二PPG信号呈现的波形特征计算舒张压,相比通过回归或者其他计算方法的计算的血压值,提高了血压值的准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在获取PT采集的压力值之前,方法还包括:输出操作指引,操作指引用于引导穿戴者在预设按压区域对可穿戴设备施加垂直于可穿戴设备与人体皮肤之间的接触面的压力,操作指引包括穿戴者所需按压的压力值。
可穿戴设备与接触部位之间的压力值可以是穿戴者根据操作指引按压产生的。可穿戴设备可以通过文字、声音、图像或者颜色引导用户对可穿戴设备进行持续施压,也就是说,操作指引可以是文字、声音、图像或者颜色,本申请对此不作限定。在一种可能的实现方式中,操作指引可以是“请增大按压压力”。可穿戴设备可以通过声音和/或文字引导用户。在另一种可能的实现方式中,可穿戴设备通过人机交互界面显示压力曲线,引导用户按照压力曲线对可穿戴设备进行持续施压。
可穿戴设备可以引导用户按照操作指引在一段时间内对可穿戴设备进行持续施压,持续施压的压力是垂直于可穿戴设备与人体皮肤(接触部位或者受测部位)之间的接触面的,使得可穿戴设备与人体皮肤之间持续产生连续的压力变化。其中,本申请实施例对持续施压的时长不作限定。在一种可能的实现方式中,持续施压的时长可以是30秒。
需要说明的是,持续施压过程是压力之间增大的过程。本申请实施例通过用户持续施压的方式,使与可穿戴设备接触的皮肤内的血管挤压形成闭塞,以进行血压的测量。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过操作指引引导穿戴者施压,可以规范穿戴者的施压行为,施压的压力是可控的,且是期望的压力值,有利于后续血压值的测量。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,方法还包括:在穿戴者施压过程中,若满足以下条件,则结束血压测量:可穿戴设备的加速度大于加速度阈值;和/或,可穿戴设备的角速度大于角速度阈值。
在穿戴者施压过程中,也就是穿戴者基于操作指引施压过程中,可穿戴设备可以对施压过程中的稳定情况进行检测,若稳定情况不满足数据采集要求,则结束血压测量。
若可穿戴设备的加速度大于加速度阈值,可以说明可穿戴设备处于晃动状态,不满足要求,则结束血压测量。若可穿戴设备的可穿戴设备的角速度大于角速度阈值,可以说明可穿戴设备处于歪斜翘曲状态,不满足要求,则结束血压测量。若可穿戴设备的加速度大于加速度阈值,且可穿戴设备的可穿戴设备的角速度大于角速度阈值,则可以说明可穿戴设备处于晃动且歪斜翘曲的状态,不满足要求,则结束血压测量。其中,可穿戴设备的加速度可以通过加速度传感器获取,可穿戴设备的角速度可以通过陀螺仪获取,但本申请并不限于此。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,在穿戴者施压过程中,对可穿戴设备的状态进行检测,当可穿戴设备的状态处于不稳定的状态的情况下,结束血压测量,有利于使血压测量在稳定的情况下进行,有利于保证血压测量的准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,方法还包括:显示第一界面,第一界面显示压力曲线、提示信息以及第二PPG信号的波形,压力曲线为操作指引,提示信息用于提示穿戴者的按压时长。
第一界面也可以称为界面,本申请实施例对此不作限定。压力曲线为操作指引,穿戴者可以根据压力曲线对可穿戴设备施加压力,可穿戴设备可以通过提示信息指示用户按压时长,以在一段时长内引导用户持续按压。第二PPG信号的波形可以为可穿戴设备采集的第二PPG信号的波形。在一种可能的实现方式中,第一界面可以为实施例中图15中的b界面。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,通过第一界面显示压力曲线、提示信息以及PPG信号的波形,有利于用户正确按照操作指引对可穿戴设备施加压力,可以提高用户体验,也有利于保证正确测量血压值。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在通过显示屏的第一区域发射光信号之前,方法还包括:判断可穿戴设备是否满足血压测量条件;通过显示屏的第一区域发射光信号,包括:在满足血压测量条件的情况下,通过显示屏的第一区域发射光信号。
血压测量条件可以是实施例中的测量条件,在满足血压测量条件的情况下,对穿戴者的血压进行测量。可以理解的是,若可穿戴设备满足血压测量条件,可以说明,此时的状态可以有效地进行血压测量,血压值的准确度较高。若可穿戴设备不满足血压测量条件,可以说明,此时的状态不能有效地进行血压测量,血压值的准确度较低。
血压测量条件可以包括可穿戴设备处于相对静止状态、可穿戴设备与皮肤接触良好、PPG信号的质量良好中的至少一个。
测量条件可以包括可穿戴设备处于相对静止状态、可穿戴设备与皮肤接触良好、可穿戴设备无歪斜翘起中的至少一个。
可穿戴设备可以通过加速度传感器(accelerometer,Acc)获取可穿戴设备的加速度以判断可穿戴设备是否处于相对静止状态。可穿戴设备可以通过PT获取压力值以判断可穿戴设备是否与皮肤接触良好。可穿戴设备可以通过陀螺仪获取角速度数据以判断可穿戴设备是否歪斜翘起,但本申请实施例并不限于此。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,在进行血压测量之前,判断是否满足血压测量条件,在满足血压测量条件的基础上进行测量,有利于提高血压值的准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,测量条件包括以下至少一个:可穿戴设备的加速度小于或等于加速度阈值,压力值大于或等于压力阈值,或者,可穿戴设备的角速度小于或等于角速度阈值;其中,加速度用于表示可穿戴设备与穿戴者的接触情况,压力值用于表示可穿戴设备佩戴的松紧程度。
压力值是在可穿戴设备控制显示屏的第一区域发光之前获取的。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,显示屏由屏幕支架支撑,屏幕支架包括光学窗口,光学窗口的正下方包括PD,PD与光学窗口之间存在预设距离,PT位于可穿戴设备的底部,用于采集可穿戴设备与佩戴部位之间的压力值,佩戴部位为可穿戴设备与穿戴者的接触部位。
可穿戴设备的结构可以如实施例中的图8所示,屏幕支架用于支撑显示屏,显示屏包括光学窗口,以便于PD接收光信号,PD与光学窗口之间存在一定的距离,可以称为预设距离,但本申请并不限于此。PT位于可穿戴设备的底部,可以集成在传感器电路板中。PT用于采集可穿戴设备与佩戴部位之间的压力值,也就是手指按压可穿戴设备可以使可穿戴设备与佩戴部位之间形成反作用力,可穿戴设备可以根据反作用力与作用力(可以是手指压力)之间的关系,计算得到手指压力。可穿戴设备可以根据手指压力和手指的PPG信号得到血压值。
本申请提供的可穿戴设备的血压测量方法,PT、PD是分开部署的,不是集成一个模组的形式,可以零散地部署于可穿戴设备,灵活性较强,也可以节省空间。
第二方面,提供了一种可穿戴设备,该可穿戴设备包含压力传感器PT、显示屏以及光电二极管PD;可穿戴设备还包括处理模块和获取模块。其中,处理模块用于:通过显示屏的第一区域发射光信号;将PD接收的光信号转换为第一PPG信号;若第一PPG信号不满足信号质量要求,通过显示屏的第二区域发射光信号,第二区域和第一区域的如下至少一个特征不同:在显示屏上的位置、发光亮度、面积大小或形状;将PD接收的光信号转换为第二PPG信号;获取模块用于:第二PPG信号满足信号质量要求时,获取PT采集的压力值;处理模块还用于:根据压力值和第二PPG信号确定穿戴者的血压值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第一PPG信号不满足信号质量要求,包括:第一PPG信号的灌注率小于或等于预设灌注率;PD在显示屏上的投影区域与第二区域之间的距离大于PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间的距离。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第一PPG信号不满足信号质量要求,包括:第一PPG信号的强度小于或等于预设强度;第二区域的发光亮度大于第一区域的发光亮度。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,处理模块还用于:若第二PPG信号不满足信号质量要求,通过显示屏的第三区域发射光信号,PD在显示屏上的投影区域与第三区域之间的距离小于PD在显示屏上的投影区域与第一区域之间的距离;将PD接收的光信号转换为第三PPG信号;获取模块还用于:若第三PPG信号满足信号质量要求时,获取PT采集的压力值;处理模块还用于:根据压力值和第三PPG信号确定穿戴者的血压值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二区域的形状与第一区域的形状不同。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二区域的面积大小与第一区域的面积大小不同。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,压力值包括多个压力值,第二PPG信号包括多个第二PPG信号,多个压力值和多个第二PPG信号一一对应,多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同;上述处理模块还用于:提取多个第二PPG信号中每个第二PPG信号的波形特征;若多个第二PPG信号中存在波形特征小于或等于预设波形特征的目标第二PPG信号,将目标第二PPG信号对应的压力值确定为穿戴者的血压值中的收缩压SBP。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,压力值包括多个压力值,第二PPG信号包括多个第二PPG信号,多个压力值和多个第二PPG信号一一对应,多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同;上述处理模块还用于:提取多个第二PPG信号中每个第二PGG信号的波形特征;将多个压力值和多个第二PPG信号的波形特征输入至神经网络模型,神经网络模型基于历史压力值和历史PPG信号的波形特征训练得到,且用于血压测量;将神经网络模型的输出确定为穿戴者的血压值中的舒张压DBP。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,上述处理模块还用于:输出操作指引,操作指引用于引导穿戴者在预设按压区域对可穿戴设备施加垂直于可穿戴设备与人体皮肤之间的接触面的压力,操作指引包括穿戴者所需按压的压力值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,上述处理模块还用于:在穿戴者施压过程中,若满足以下条件,则结束血压测量:可穿戴设备的加速度大于加速度阈值;和/或,可穿戴设备的角速度大于角速度阈值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,上述可穿戴设备还包括显示模块,该显示模块用于:显示第一界面,第一界面显示压力曲线、提示信息以及第二PPG信号的波形,压力曲线为操作指引,提示信息用于提示穿戴者的按压时长。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,上述处理模块还用于:判断可穿戴设备是否满足血压测量条件;在满足血压测量条件的情况下,通过显示屏的第一区域发射光信号。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,测量条件包括以下至少一个:可穿戴设备的加速度小于或等于加速度阈值,压力值大于或等于压力阈值,或者,可穿戴设备的角速度小于或等于角速度阈值;其中,加速度用于表示可穿戴设备与穿戴者的接触情况,压力值用于表示可穿戴设备佩戴的松紧程度。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,显示屏由屏幕支架支撑,屏幕支架包括光学窗口,光学窗口的正下方包括PD,PD与光学窗口之间存在预设距离,PT位于可穿戴设备的底部,用于采集可穿戴设备与佩戴部位之间的压力值,佩戴部位为可穿戴设备与穿戴者的接触部位。
第三方面,本申请提供了一种可穿戴设备,也可以称为血压测量装置,包括处理器,该处理器与存储器耦合,可用于执行存储器中的指令,以实现上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。可选地,该可穿戴设备还包括存储器。可选地,该可穿戴设备还包括收发器,处理器与收发器耦合。
第四方面,本申请提供了一种处理器,包括:输入电路、输出电路和处理电路。处理电路用于通过输入电路接收信号,并通过输出电路发射信号,使得处理器执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
在具体实现过程中,上述处理器可以为芯片,输入电路可以为输入管脚,输出电路可以为输出管脚,处理电路可以为晶体管、门电路、触发器和各种逻辑电路等。输入电路所接收的输入的信号可以是由例如但不限于接收器接收并输入的,输出电路所输出的信号可以是例如但不限于输出给发射器并由发射器发射的,且输入电路和输出电路可以是同一电路,该电路在不同的时刻分别用作输入电路和输出电路。本申请对处理器及各种电路的具体实现方式不做限定。
第五方面,本申请提供了一种处理装置,包括处理器和存储器。该处理器用于读取存储器中存储的指令,并可通过接收器接收信号,通过发射器发射信号,以执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
可选地,处理器为一个或多个,存储器为一个或多个。
可选地,存储器可以与处理器集成在一起,或者存储器与处理器分离设置。
在具体实现过程中,存储器可以为非瞬时性(non-transitory)存储器,例如只读存储器(read only memory,ROM),其可以与处理器集成在同一块芯片上,也可以分别设置在不同的芯片上,本申请对存储器的类型以及存储器与处理器的设置方式不做限定。
应理解,相关的数据交互过程例如发送指示信息可以为从处理器输出指示信息的过程,接收能力信息可以为处理器接收输入能力信息的过程。具体地,处理输出的数据可以输出给发射器,处理器接收的输入数据可以来自接收器。其中,发射器和接收器可以统称为收发器。
上述第五方面中的处理装置可以是一个芯片,该处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现,当通过硬件实现时,该处理器可以是逻辑电路、集成电路等;当通过软件来实现时,该处理器可以是一个通用处理器,通过读取存储器中存储的软件代码来实现,该存储器可以集成在处理器中,可以位于该处理器之外,独立存在。
第六方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码,或指令)当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
第七方面,本申请提供了一种计算机程序产品,计算机程序产品包括:计算机程序(也可以称为代码,或指令),当计算机程序被运行时,使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种血压测量场景的示意图;
图2是本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的硬件结构截面示意图;
图5是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的俯视图;
图6是本申请实施例提供的另一种可穿戴设备的硬件结构截面示意图;
图7是本申请实施例提供的另一种可穿戴设备的俯视图;
图8是本申请实施例提供的又一种可穿戴设备的硬件结构截面示意图;
图9是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的血压测量方法的示意性流程图;
图10是本申请实施例提供的一种测量条件的判断方法的示意性流程图;
图11是本申请实施例提供的一种发光区域的调整方法的示意性流程图;
图12是本申请实施例提供的一种血压值的计算方法的示意性流程图;
图13是本申请实施例提供的一种PPG信号的波形曲线变化示意图;
图14是本申请实施例提供的一种PPG信号的波形的示意图;
图15是本申请实施例提供的一种测量血压界面的示意图;
图16是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的示意性框图;
图17是本申请实施例提供的另一种可穿戴设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
目前,市场上存在多种血压测量方法,本申请对各种测量方法进行研究,发现血压值的准确性难以保证。
一种常见的血压测量方式是:基于腕部的PPG信号得到血压值。PPG信号的波形,也可以称为脉搏波波形,包括人体血压的重要特征信息。通常情况下,PPG信号的波形的主峰对应收缩压(也就是血压值中的高压),重播波波峰对应舒张压(也就是血压值中的低压)。可穿戴设备中包括PPG模组,通过PPG模组与人体皮肤接触,采集人体的PPG信号。
本申请对该方法进行研究,发现该方法对佩戴的松紧程度要求较高,若人体皮肤与PPG模组接触不良,会导致PPG信号不准确,进而导致血压值不准确。
另一种常见的血压测量方式是:基于指尖的PPG信号得到血压值。指尖的PPG信号通常较优,被认为是测量血压的理想位置。当可穿戴设备检测到手指触摸PPG模组时,通过PPG模组采集手指的PPG信号,经过对PPG信号的分析,得到血压值。
在该方法中,不同用户触摸PPG模组的力度不同,会使得PPG信号的波形特征不同,导致不同用户的测量条件不同,影响用户的测量精度。另外,PPG模组部署在可穿戴设备的表框侧面,PPG模组的尺寸影响穿戴手表的外观设计,使得表体较厚无法减薄,影响用户使用体验。此外,该方法的PPG模组与测量腕部的PPG模组的结构不同,需要研发人员单独开发,不利于广泛应用。
为了解决不同用户测量条件不同的问题,在可穿戴设备的PPG模组增加压力传感器PT,以保证不同用户的测量条件相同。但是,穿戴产品有限的内部空间来讲,增加PT会造成较大的堆叠设计难点和瓶颈。
又一种常见的血压测量方式是:用户通过指尖对可穿戴设备施加压力,可穿戴设备通过PT获取指尖的压力,并通过PPG模组中LED发射光信号,该光信号经指尖皮肤组织吸收和散射后形成反射信号,该反射信号可以通过PPG模组中的PD接收,并将其转换为PPG信号,可穿戴设备可以基于指尖的PPG信号的波形得到血压值。
在该方法中,存在测量所得血压值不准确的问题。
有鉴于此,本申请实施例提供一种可穿戴设备的血压测量方法和可穿戴设备,引导用户使用手指触摸并按压可穿戴设备的屏幕,利用屏幕的发光单元作为血压测量的测量光源,并利用光电二极管(photo diode,PD)接收经手指反射的光信号,并将光信号转换为PPG信号,并通过PT获取施压过程中指尖施加的压力值,基于压力值和PPG信号的波形特征计算血压值。该方法可以通过PT直接测量出血压的收缩压(也就是高压),并通过指尖PPG信号呈现的波形特征计算舒张压(也就是低压),相比通过回归或者其他计算方法的计算的血压值,提高了血压值的准确性,同时,用户可以使用手指直接按压屏幕,相比按压表框侧面采集指尖压力,稳定性更好,有利于保证PPG信号的信号质量。另外,本申请实施例提供的方法,复用屏幕的发光单元,不需要单独部署测量光源,可以节省成本,并减小PPG模组的尺寸。此外,本申请实施例还可以调节测量光源与PD之间的距离、测量光源的形状、测量光源的分布或者测量光源的发光强度中的至少一个,以提高PPG信号的信号质量,有利于提高血压值的准确性。
为了更好地理解本申请实施例,本申请实施例提供了一种血压测量场景。
示例性地,图1示出了一种血压测量场景的示意图,如图1所示,血压测量场景包括用户101、可穿戴设备102以及终端设备103。用户101在腕部佩戴可穿戴设备102,该可穿戴设备102可以支持血压测量的功能。终端设备103可以与可穿戴设备102之间进行数据通信。
在该场景中,本申请实施例提供两种可穿戴设备的血压测量方法。
第一种可穿戴设备的血压测量方法,可穿戴设备102可以包括PT、PPG模组以及加速度传感器(accelerometer,Acc)。可穿戴设备102可以通过Acc获取可穿戴设备102的加速度,可以根据加速度,判断可穿戴设备102是否处于相对静止状态,在可穿戴设备102处于相对静止状态的情况下,引导用户101使用手指触摸并按压可穿戴设备102的屏幕,利用屏幕的发光单元作为血压测量的测量光源,并利用光电二极管(photo diode,PD)接收经手指反射的光信号,并将光信号转换为PPG信号,通过PT获取用户101施压过程中的压力值,基于压力值和PPG信号计算血压值。可穿戴设备102可以将测量的血压值发送至终端设备103,终端设备103可以对血压值进行保存和显示。
第二种可穿戴设备的血压测量方法,可穿戴设备102可以通过Acc获取可穿戴设备102的加速度,判断可穿戴设备102是否处于相对静止状态,在可穿戴设备102处于相对静止状态的情况下,引导用户101使用手指触摸并按压可穿戴设备102的屏幕,利用屏幕的发光单元作为血压测量的测量光源,并利用PD接收经手指反射的光信号,并将光信号转换为PPG信号,通过PT获取用户101施压过程中的压力值,并将压力值和PPG信号发送至终端设备103。终端设备103可以基于压力值和PPG信号计算血压值。终端设备103可以对血压值进行保存和显示。终端设备103也可以将血压值发送至可穿戴设备102,可穿戴设备102可以对血压值进行保存和显示。
这种可穿戴设备的血压测量方法,可以节省可穿戴设备102的计算能力,降低可穿戴设备102的功耗。
为了能够更好地理解本申请实施例,下面对本申请实施例的通信系统的结构进行介绍。示例性的,图2为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图。
如图2所示,通信系统可以包括可穿戴设备100和终端设备200。
可穿戴设备100可以是智能手表,也可以是智能手环等等,本申请实施例对此不作限定。本申请实施例中对可穿戴设备所采用的具体技术和具体设备形态不作限定。
终端设备200可以是手机或者平板等设备,本申请实施例对此不作限定。本申请实施例中对终端设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。
如图2所示,可穿戴设备100可以和终端设备200可以通过通讯模块互相传输数据信息。
可穿戴设备100可以包括主控模块110、压力传感器模块120、PPG模组130、陀螺仪模块140、触摸模块150、显示模块160、通讯模块170、存储模块180以及加速度传感模块190。各个模块之间可以通过总线或者其它方式连接,本申请实施例对此不作限定。
可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对可穿戴设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,可穿戴设备100还可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合来实现。
主控模块110可以包括血压计算模块111,该血压计算模块111可以用于计算血压值。主控模块110还可以包括一个或多个处理器,用于支持可穿戴设备100的其他功能。
压力传感器模块120可以用于采集可穿戴设备的压力数据,在一种可能的实现方式中,压力传感器模块120可以用于采集手指按压可穿戴设备的压力值。
PPG模组130可以包括光电二极管(photo diode,PD)模块131和环境光传感模块132。PD模块131可以包括一个或多个PD,本申请实施例对此不作限定。PD可以用于接收光信号,并将该光信号处理为电信号。例如,在测量血压的场景中,PD可以接收经过指尖组织反射回的光信号,并将该信号处理为电信号。环境光传感模块132可以为环境光传感器,可以用于感知环境光亮度。例如,在测量血压的场景中,环境光传感器可以检测测量光源的光亮度。
陀螺仪模块140可以为陀螺仪传感器,可以用于获取可穿戴设备100的角速度数据。
触摸模块150可以为触摸传感器,触摸传感器也可以称为“触控器件”。
显示模块160可以包括显示屏161和发光模组162。发光模组162可以发光,以用于使显示屏161显示内容。在测量血压的场景中,发光模组162还可以作为测量光源。触摸传感器可以设置于显示屏161中,由触摸传感器与显示屏161组成触摸屏,也可以称为“触控屏”。触摸传感器可以用于检测作用于其上或附近的触摸操作。显示屏161可以用于显示图像、视频、控件以及文字信息等等。
通讯模块170可以包括有蓝牙通信模块和WLAN通信模块。在一些实施例中,WLAN通信模块可以与其他通信模块(例如,蓝牙通信模块)集成为一体。WLAN通信模块和/或蓝牙模块可以发射信号来探测扫描可穿戴设备100附近的设备,使得可穿戴设备100可以使用蓝牙或WLAN中的一种或多种无线通信技术发现附近设备,例如终端设备200。可穿戴设备100可以通过WLAN、蓝牙中的一种或多种无线通信技术与终端设备200建立无线通信连接,并基于无线通信连接进行数据传输与数据接收。可穿戴设备100可以基于蓝牙通信模块或WLAN通信模块中的一种或多种无线通信技术传输数据至终端设备200。可穿戴设备100也可以通过无线通信连接获取到终端设备200发送的数据指令。
存储模块180与主控模块110耦合,用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体实现中,存储模块180可以包括易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random access memory,RAM);也可以包括非易失性存储器(non-vlatile memory),例如ROM、快闪存储器(flash memory)、硬盘驱动器(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solidstate drives,SSD);存储模块180还可以包括上述种类的存储器的组合。存储模块180可以存储一些程序代码,以便于主控模块110调用存储模块180中存储的程序代码,以实现本申请实施例的方法。
加速度传感模块190可以为加速度传感器,可以用于检测可穿戴设备100在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。
终端设备200可以包括处理器210、通讯模块220、触摸模块230、显示模块240、存储模块250、传感器模块260、音频模块270以及摄像头280。各个模块之间可以通过总线或者其它方式连接,本申请实施例对此不作限定。
可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对终端设备200的具体限定。在本申请另一些实施例中,终端设备200还可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合来实现。
处理器210可以包括一个或多个处理单元。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。处理器210中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。
通讯模块220可以包括移动通信模块和无线通信模块。移动通信模块可以提供应用在终端设备200上的包括第二代(2Generation,2G)通信技术/第三代(3Generation,3G)通信技术/第四代(4Generation,4G)通信技术/第五代(5Generation,5G)通信技术等无线通信的解决方案。移动通信模块可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)等。无线通信模块可以提供应用在终端设备200上的包括无线局域网(wireless local area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(blue tooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellitesystem,GNSS),调频(frequency modulation,FM)等无线通信的解决方案。
触摸模块230可以为触摸传感器,触摸传感器也可以称为“触控器件”。
显示模块240可以为显示屏。触摸传感器可以设置于显示屏中,由触摸传感器与显示屏组成触摸屏,也可以称为“触控屏”。触摸传感器可以用于检测作用于其上或附近的触摸操作。显示屏可以用于显示图像、视频、控件以及文字信息等等。
存储模块250可以包括内部存储器或者外部存储器。其中,外部存储器可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展终端设备200的存储能力。外部存储卡通过外部存储器与处理器210通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。内部存储器可以用于存储计算机可执行程序代码,可执行程序代码包括指令。内部存储器可以包括存储程序区和存储数据区。
传感器模块260可以包括压力传感器,陀螺仪传感器,气压传感器,磁传感器,加速度传感器,距离传感器,接近光传感器,指纹传感器,温度传感器,环境光传感器以及骨传导传感器等等。其中,压力传感器用于感受压力信号,可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中,压力传感器可以设置于显示屏。陀螺仪传感器可以用于确定终端设备200的运动姿态。气压传感器用于测量气压。磁传感器包括霍尔传感器。加速度传感器可检测终端设备200在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。距离传感器,用于测量距离。接近光传感器可以包括例如发光二极管(LED)和光检测器,例如光电二极管。环境光传感器用于感知环境光亮度。指纹传感器用于采集指纹。温度传感器用于检测温度。骨传导传感器可以获取振动信号。
音频模块270可以用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。
摄像头280可以用于捕获静态图像或视频。在一些实施例中,终端设备200可以包括1个或N个摄像头,N为大于1的正整数。
需要说明的是,本申请实施例提供的图2所示的可穿戴设备100可以执行上述第一种血压测量方法,也就是说,可穿戴设备100通过加速度传感模块190采集的数据,确定可穿戴设备100的运行状态,并通过血压计算模块111根据压力传感器120和PPG模组130采集的数据确定血压值。可穿戴设备100可以通过存储模块180存储血压值,并可以通过显示模块160显示血压值。可穿戴设备100还可以通过通讯模块170将血压值传输至终端设备200。
终端设备200可以通过通讯模块220接收血压值,并可以将血压值存储至存储模块250,还可以通过显示模块240显示血压值。
本申请实施例还提供另一种通信系统的结构示意图。示例性的,图3为本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图。如图3所示,通信系统可以包括可穿戴设备300和终端设备400。
可穿戴设备300可以是智能手表,也可以是智能手环等等,本申请实施例对此不作限定。本申请实施例中对可穿戴设备所采用的具体技术和具体设备形态不作限定。
终端设备400可以是手机或者平板等设备,本申请实施例对此不作限定。本申请实施例中对终端设备400所采用的具体技术和具体设备形态不作限定。
如图3所示,可穿戴设备300可以和终端设备400可以通过通讯模块互相传输数据信息。
可穿戴设备300可以包括主控模块310、压力传感器模块120、PPG模组130、陀螺仪模块140、触摸模块150、显示模块160、通讯模块170、存储模块180以及加速度传感模块190。各个模块之间可以通过总线或者其它方式连接,本申请实施例对此不作限定。
主控模块310可以包括一个或多个处理器,用于支持可穿戴设备300具有的功能。其他模块均与上述相同,此处不再赘述。
可穿戴设备300与上述可穿戴设备100相比,主控模块不同,可穿戴设备300中的主控模块310没有血压计算模块111,也就是说,可穿戴设备300不能计算血压值,但可以采集数据,并将数据通讯模块170发送至终端设备400。例如,可穿戴设备300通过压力传感器120和PPG模组130采集数据,并将数据通过通讯模块170发送至终端设备400。可穿戴设备300可以通过通讯模块170接收终端设备400发送的血压值,通过存储模块180存储血压值,并可以通过显示模块160显示血压值。
终端设备400可以包括处理器410、通讯模块220、触摸模块230、显示模块240、存储模块250、传感器模块260、音频模块270以及摄像头280。各个模块之间可以通过总线或者其它方式连接,本申请实施例对此不作限定。
处理器410包括血压计算模块211,血压计算模块211可以用于计算血压值。处理器410可以包括一个或多个处理单元。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。处理器410中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。其他模块均与上述相同,此处不再赘述。
终端设备400与上述终端设备200相比,处理器410包括血压计算模块411,也就是说,终端设备400可以计算血压值。具体地,终端设备400可以通过通讯模块220接收可穿戴设备300发送的数据,并通过血压计算模块411根据数据,得到血压值,并可以将血压值存储至存储模块250,还可以通过显示模块240显示血压值。终端设备400还可以通过通讯模块220向可穿戴设备300发送血压值。
为了更好地理解本申请实施例,本申请实施例对可穿戴设备的硬件结构示意图进行详细说明。
示例性地,图4示出了一种可穿戴设备的硬件结构的截面示意图。图4所示的结构可以适用于上述可穿戴设备102、可穿戴设备100以及可穿戴设备300,但本申请实施例并不限于此。
如图4所示,显示屏幕作为测量光源,屏幕的上方存在保护玻璃,以用于保护显示屏幕。显示屏幕由屏幕支架支撑,屏幕支架由不透光的材料加工而成,当发光区域发射光信号时,发光区域向下方发射的光线将被支架挡住无法穿透。屏幕支架的结构上设计有通光窗口(或者称为光学窗口),PD在通光窗口的下方,在电路板的上方,且PD侧左右两边存在PD挡墙。PD挡墙可以用于反射光信号,提高PD接收的光信号的强度。其中,发光区域和PD之间在水平方向上错开一定的间隔距离,有利于光线在手指皮肤中传播后增加光程,提高光信号的灌注率,避免手指表面直接反射的光线被PD接收。发光区域和PD之间在水平方向上的间隔距离是可变的,本申请实施例对具体的间隔距离不做限定。可以理解的是,PD的位置是固定的,可穿戴设备可以调节屏幕发光区域的位置。
显示屏幕的发光区域发射的光信号可以是红色、绿色以及蓝色三色合一的光信号,也可以是单色的光信号,例如,红光、绿光、蓝光或者黄光,本申请实施例对此不做限定。
显示屏幕的发光区域发射的光信号透过保护玻璃后,入射进入手指皮肤组织。光信号经手指皮肤组织吸收和散射后形成反射信号,该反射信号经过通光窗口被PD接收,形成PPG信号。其中,显示屏幕仅有发光区域发光,其余部分不发光,可以避免未进入手指皮肤内部的反射的光信号被PD接收,会对PPG信号造成严重干扰。
上述发光区域的形状可以是圆形、椭圆形、条形、方形、三角形、环形或者弧形等形状,发光区域的形状依赖于屏幕发光单元的点亮位置的分布,本申请实施例对发光区域的形状和面积大小均不作限定。
在一种可能的实现方式中,发光区域的形状可以是圆形。
示例性地,图5示出了一种可穿戴设备的俯视图。如图5所示,发光区域的形状是圆形,手指触摸区域也就是手指按压的区域可以覆盖屏幕的发光区域和PD。
可以理解的是,若发光区域的形状是圆形,可穿戴设备的硬件结构的截面可以如上述图4所示。
在另一种可能的实现方式中,发光区域的形状可以是环形。环形的发光区域更有利于发光区域发射的光信号射入手指皮肤内部,进而可以使PD接收更多的被手指内部组织吸收和散射的光信号。
当发光区域的形状是环形时,可穿戴设备的硬件结构的截面可以显示为发光区域在PD的两边。
示例性地,图6示出了一种可穿戴设备的硬件结构的截面示意图。如图6所示,发光区域在PD的两边,其他与上述图4所示的相同,本申请实施例在此不再赘述。
图7示出了一种可穿戴设备的俯视图。如图7所示,发光区域的形状是环形,PD在环形的中心位置,且在手指触摸区域的中心位置。
本申请实施例提供的可穿戴设备还可以包括PT。PT可以部署在可穿戴设备的底部传感器中。PT可以用于检测血压测量时手指触摸屏幕的直接压力值,并将压力值返回到穿戴设备。当手指的按压压力不同时,PPG波形将发生变化。PPG波形中有人体血压的重要特征信息,PPG波形的形态跟皮肤所受的压力值有较大关系,在血压测量时,可以进一步结合实际的手指压力值,来提升测量精度。
示例性地,图8示出了一种可穿戴设备的硬件结构的截面示意图。如图8所示,PT部署于底部传感器的电路板的下方,PT与软性材料接触,并且形状与可穿戴设备的外壳匹配。其他部分的结构与上述图6所示的相同,本申请实施例在此不再赘述。
当手指按压可穿戴设备时,用户的佩戴部位(例如手腕皮肤)受压后对穿戴产品底部形成的反作用力,通过软性材料传递至PT,PT可以将压力值返回到穿戴设备。其中,软性材料不限于柔性树脂、橡胶或者硅胶等材料,只要能有效进行力传递的材料,均在本发明的涵盖范围内。
可选地,在本实施例中,可穿戴设备的壳体可以是弧形设计,由于PT放置在可穿戴设备的最中间位于突起中心,当可穿戴设备与腕部皮肤接触产生压力后,压力值能有效传递至PT。当可穿戴设备的后壳为平面非弧形设计时,用于填充的软性材料可以适当高出可穿戴设备的后壳,当可穿戴设备与人体皮肤接触时,以便能有效检测压力。
上述详细介绍了本申请实施例提供的可穿戴设备的结构,下面将详细描述本申请实施例提供的方法。
需要说明的是,本申请实施例提供的方法除可以用于测量血压之外,还可以用于测量心率、血氧以及血糖,可以提高测量结果的精度。
在描述本申请实施例的技术方案之前,先做出以下说明。
第一,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
第二,本申请中,“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
第三,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a、b和c中的至少一项(个),可以表示:a,或b,或c,或a和b,或a和c,或b和c,或a、b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
图9示出了一种可穿戴设备的血压测量方法900的示意性流程图。该方法可以适用于上述图1所示的场景,但本申请实施例并不限于此。该方法900可以由可穿戴设备执行,例如上述图1所示的可穿戴设备102。可穿戴设备的硬件结构图可以如图2所示,但本申请实施例并不限于此。
如图9所示,该方法900可以包括如下步骤:
S901、检测到用户对血压测量选项的触发操作。
可穿戴设备可以通过人机交互界面显示血压测量选项,用户可以点击血压测量选项以进入血压测量界面。当用户点击血压测量选项时,可穿戴设备可以检测到用户对血压测量选项的触发操作。
S902、响应于用户对血压测量选项的触发操作,提示用户规范佩戴可穿戴设备。
可穿戴设备可以通过声音的方式和/或文字的方式提示用户规范佩戴可穿戴设备。提示的内容可以是“请戴正设备,并戴紧设备”。若可穿戴设备通过文字的方式进行提示,可以在界面上显示该提示内容。若可穿戴设备通过声音的方式进行提示,可以通过扬声器播放该提示内容。若可穿戴设备通过声音和文字的方式进行提示,可以通过扬声器播放该提示内容,并通过界面显示该提示内容。
可穿戴设备在测试之前,提示用户规范佩戴可穿戴设备,有利于使可穿戴设备与皮肤有较好的接触,有利于提高采集的PPG信号的质量,进而提高血压测量的准确性。
S903、判断是否满足测量条件。
可穿戴设备判断是否满足测量条件,也就是说,可穿戴设备判断此时是否可以进行血压测量。若满足测量条件,可以说明,此时的状态可以有效地进行血压测量,血压值的准确度较高。若不满足测量条件,可以说明,此时的状态不能有效地进行血压测量,血压值的准确度较低。其中,测量条件也可以称为血压测量条件,本申请实施例对此不作限定。
测量条件可以包括可穿戴设备处于相对静止状态、可穿戴设备与皮肤接触良好、可穿戴设备无歪斜翘起中的至少一个。
可穿戴设备可以通过Acc获取可穿戴设备的加速度以判断可穿戴设备是否处于相对静止状态。可穿戴设备可以通过PT获取压力值以判断可穿戴设备是否与皮肤接触良好。可穿戴设备可以通过陀螺仪获取角速度数据以判断可穿戴设备是否歪斜翘起,但本申请实施例并不限于此。
S904、若满足测量条件,提示用户启动血压测量。
可穿戴设备可以通过声音的方式和/或文字的方式提示用户规范佩戴可穿戴设备。提示的内容可以是“请开始血压测量”。若可穿戴设备通过文字的方式进行提示,可以在界面上显示该提示内容。若可穿戴设备通过声音的方式进行提示,可以通过扬声器播放该提示内容。若可穿戴设备通过声音和文字的方式进行提示,可以通过扬声器播放该提示内容,并通过界面显示该提示内容。
S905、检测到用户对启动血压测量选项的触发操作。
启动血压测量选项也可以称为开始血压测量选项,本申请实施例对此不作限定。
可穿戴设备可以通过人机交互界面启动血压测量选项,用户可以点击启动血压测量选项以启动血压测量。当用户点击启动血压测量选项时,可穿戴设备可以进行血压测量。
S906、响应于用户对启动血压测量选项的触发操作,引导用户触摸屏幕指定区域。
可穿戴设备可以通过文字、声音、图片或者图标等方式中的至少一个提示引导用户触摸屏幕指定区域。
示例性地,可穿戴设备可以在屏幕指定区域显示指纹,引导用户触摸指纹区域。可穿戴设备可以通过文字引导用户触摸指纹区域,文字内容可以是“请将手指放置在指纹显示区域”。可穿戴设备也可以通过声音引导用户触摸指纹区域,声音内容可以是“请将手指放置在指纹显示区域”。
屏幕指定区域可以为上述图5或者图7所示的手指触摸区域,但本申请实施例并不限于此。
S907、检测到用户触摸屏幕指定区域的操作。
当用户根据引导触摸屏幕指定区域时,可穿戴设备可以检测到用户触摸屏幕指定区域的操作。
S908、响应于用户触摸屏幕指定区域的操作,控制屏幕发光区域发光。
可穿戴设备控制屏幕发光区域发光,也就是控制屏幕发光区域发射光信号。其中,屏幕发光区域也可以称为第一区域,本申请实施例对此不作限定。
屏幕发光区域可以为上述图5或者图7所示的发光区域,但本申请实施例并不限于此。
S909、引导用户按照操作指引对可穿戴设备进行持续施压。
可穿戴设备可以通过文字、声音、图像或者颜色引导用户对可穿戴设备进行持续施压,也就是说,操作指引可以是文字、声音、图像或者颜色,本申请实施例对此不作限定。在一种可能的实现方式中,操作指引可以是“请增大按压压力”。可穿戴设备可以通过声音和/或文字引导用户。在另一种可能的实现方式中,可穿戴设备通过人机交互界面显示压力曲线,引导用户按照压力曲线对可穿戴设备进行持续施压。
可穿戴设备可以引导用户按照操作指引在一段时间内对可穿戴设备的屏幕进行持续施压,持续施压的压力是垂直于屏幕的,本申请实施例对持续施压的时长不作限定。在一种可能的实现方式中,持续施压的时长可以是30秒。
需要说明的是,持续施压过程是压力之间增大的过程。本申请实施例通过用户持续施压的方式,使与可穿戴设备接触的皮肤内的血管形成挤压,以进行血压的测量。
S910、获取用户施压过程中可穿戴设备的稳定情况。
一方面,为了防止施压过程中可穿戴设备处于晃动状态影响数据的采集,进而影响血压值的准确性,可穿戴设备获取用户施压过程中可穿戴设备的稳定情况。
示例性地,可穿戴设备可以通过Acc获取可穿戴设备的加速度以判断可穿戴设备是否处于晃动状态。
另一方面,为了防止施压过程中,用户施力不均匀,导致可穿戴设备歪斜或者翘曲,影响数据的采集,进而影响血压值的准确性,可穿戴设备获取用户施压过程中可穿戴设备的稳定情况。
示例性地,可穿戴设备可以通过陀螺仪获取可穿戴设备的角速度以判断可穿戴设备是否处于歪斜或者翘曲状态。
S911、判断稳定情况是否满足数据采集要求。
施压过程中,若可穿戴设备处于晃动状态或者处于歪斜翘曲状态,会导致压力数据和PPG信号不准确,进而影响数据的采集,若可穿戴设备处于非晃动状态或者非歪斜翘曲状态,压力数据和PPG信号相对较准确,可以进行数据采集,即为满足数据采集要求。
可穿戴设备判断稳定情况是否满足数据采集要求,也就是说,可穿戴设备判断施压过程中,可穿戴设备是否处于晃动状态或者歪斜翘曲状态。
若用户施压过程中可穿戴设备的稳定情况满足数据采集要求,可以进行数据采集,即执行S912。若用户施压过程中可穿戴设备的稳定情况不满足数据采集要求,则可以结束血压测量,即执行S915。
S912、若稳定情况满足数据采集要求,持续采集压力数据和压力数据对应的PPG信号。
若稳定情况满足数据采集要求,可穿戴设备可以持续采集压力数据和压力数据对应的PPG信号,也就是说,在用户施压过程中,可穿戴设备可以采集多个压力数据,并同时采集各个压力数据对应的PPG信号。压力数据的个数可以为n,n为大于或等于2的整数。
可选地,可穿戴设备可以在显示界面上实时显示PPG信号的波形。
S913、根据压力数据和压力数据对应的PPG信号,得到血压值。
在用户施压过程中,压力是随着施压过程不断增大的,不同的压力值对应的PPG信号不同,可穿戴设备可以根据多个压力数据和各个压力数据对应的PPG信号,得到血压值。
S914、保存并显示血压值。
血压值包括SBP和DBP。可穿戴设备可以血压值,还可以保存血压值的测试时间。
可选地,可穿戴设备还可以在界面上显示血压值。可穿戴设备显示血压值后,可以等待用户的操作,也可以显示再次测量的选项以便于再次测量血压,还可以显示退出的选项,以结束血压测量。
S915、若稳定情况不满足数据采集要求,结束血压测量,并提示用户过程中可穿戴设备的稳定性差。
若用户施压过程中可穿戴设备的稳定情况不满足数据采集要求,则可以结束血压测量,并可以用文字或者声音提示用户过程中可穿戴设备的稳定性差。
S916、显示再次测量选项。
可穿戴设备还可以通过人机交互界面显示再次测量的选项以便于用户再次测量。
S917、检测到用户对再次测量选项的触发操作。
可穿戴设备检测到用户对再次测量选项的触发操作,可以执行上述S906~S917。
本申请实施例提供的可穿戴设备的血压测量方法,在进行血压测量之前,判断是否满足测量条件,在满足测量条件的基础上进行测量,有利于提高血压值的准确性。在启动血压测量之后,引导用户进行施压,有利于用户的体验,且根据压力值和PPG信号对血压值进行计算,相比于只利用PPG信号的计算方法,有利于保证血压值的准确性。在用户施压过程中,还可以要判断可穿戴设备的稳定情况,有利于保证数据采集的准确性,进而提高血压值的准确性。
作为一个可选的实施例,测量条件可以包括可穿戴设备处于相对静止状态和可穿戴设备与皮肤接触良好。
示例性地,图10示出了一种测量条件的判断方法1000的示意性流程图。如图10所示,该方法1000可以包括如下步骤:
S1001、通过Acc获取可穿戴设备的加速度。
可穿戴设备可以获取Acc的信号,该信号携带的数据即为可穿戴设备的加速度。
S1002、判断加速度是否小于或等于加速度阈值。
加速度阈值是预设的,本申请实施例对加速度阈值的具体数值不作限定。
若加速度小于或等于加速度阈值,可以说明可穿戴设备处于相对静止状态,可以继续判断其他条件,即执行1003。若加速度大于加速度阈值,可以说明可穿戴设备处于非相对静止状态或者处于晃动状态,可以提示用户规范佩戴可穿戴设备,即执行1006。
S1003、若加速度小于或等于加速度阈值,通过PT获取可穿戴设备与接触部位的压力值,其中,接触部位为可穿戴设备处于佩戴时可穿戴设备与用户接触的部位。
可穿戴设备可以获取PT的信号,该信号携带的数据即为压力值。
可穿戴设备与接触部位之间的压力值可以用于判断可穿戴设备与接触部位之间的接触情况。
S1004、判断压力值是否大于或等于压力阈值。
压力阈值是预设的,本申请实施例对压力阈值的具体数值不作限定。
若压力值大于或等于压力阈值,可以说明可穿戴设备与接触部位(皮肤或者腕部)接触良好,即佩戴的松紧程度合适,可以继续判断其他条件,即执行1005。若压力值小于压力阈值,可以说明可穿戴设备与接触部位(皮肤或者腕部)接触不好,即佩戴的较松,可以提示用户规范佩戴可穿戴设备,即执行1006。
S1005、若压力值大于或等于压力阈值,则可以确定可穿戴设备满足测量条件。
当可穿戴设备满足以下条件时,可穿戴设备可以确定可穿戴设备满足测量条件:
加速度小于或等于加速度阈值和压力值大于或等于压力阈值。
S1006、提示用户规范佩戴可穿戴设备。
当可穿戴设备满足以下至少一个条件时,可穿戴设备可以确定可穿戴设备不满足测量条件,提示用户规范佩戴可穿戴设备:
加速度大于加速度阈值;和/或,压力值小于压力阈值。
需要说明的是,本申请实施例对上述S1002和S1004的执行顺序不作限定。
若可穿戴设备满足测量条件,则可以进行血压测量,即执行S904。若可穿戴设备不满足测量条件,则可以继续提示用户规范佩戴可穿戴设备,即执行S902。
本申请实施例提供的方法,在进行血压测量之前,判断是否满足测量条件,在满足测量条件的基础上进行测量,有利于提高血压值的准确性。
作为一个可选的实施例,在上述S908和S909之间,本申请实施例还提供一种发光区域的调整方法,通过调整发光区域的面积大小、位置或者形状中的至少一个,以保证PPG信号的信号质量。
示例性地,图11示出了一种发光区域的调整方法1100的示意性流程图。如图11所示,该方法1100可以包括以下步骤:
可穿戴设备在执行S908、控制屏幕发光区域发光之后,可以执行S1101。
S1101、可穿戴设备获取初始压力值和初始PPG信号。
可穿戴设备可以通过PT获取手指触摸屏幕的初始压力值,并利用PD将接收的光信号转换为PPG信号,得到初始PPG信号。
需要说明的是,初始压力值和初始PPG信号均是在用户触摸到屏幕,但未开始施压压力前获取的。应理解,初始压力值和初始PPG信号仅仅为一个名称的示例,本申请实施例对此不作限定。其中,初始PPG信号可以理解为第一PPG信号,本申请实施例对此不作限定。
S1102、判断初始PPG信号是否满足信号质量要求。
可穿戴设备判断初始PPG信号是否满足信号质量要求,也就是判断在初始压力值下的初始PPG信号是否满足信号质量要求。
可穿戴设备可以通过多种方式判断初始PPG信号是否满足信号质量要求。
在一种可能的实现方式中,通过初始PPG信号的波形特征判断是否满足信号质量要求。
示例性地,可穿戴设备可以通过特征提取模型提取初始PPG信号的波形特征,并将初始PPG信号的波形特征与预设波形特征作对比,以判断初始PPG信号是否满足信号质量要求。
可选地,可穿戴设备在提取初始PPG信号的波形特征之前,可以对初始PPG信号进行消噪和/或滤波处理,以保证波形特征提取的准确性。
在另一种可能的实现方式中,通过不同光信号的波形特征判断初始PPG信号是否满足信号质量要求。
示例性地,可穿戴设备可以利用绿光信号、红光信号以及红外光信号的波形进行相似性或者相关性对比,以判断初始PPG信号是否满足信号质量要求。
若初始PPG信号满足信号质量要求,则可以说明了PPG信号质量良好,则可以引导用户按照操作指引对可穿戴设备进行持续施压,即可以执行S909。若初始PPG信号不满足信号质量要求,则可以说明了PPG信号质量不好,可以提示调节屏幕发光区域,即执行S1103。
S1103、调节屏幕发光区域的位置、发光亮度、面积大小或者形状中的至少一个,得到新的屏幕发光区域。
可穿戴设备可以基于PPG信号达不到信号质量要求的原因,确定调节的方式。
在一种可能的实现方式中,若初始PPG信号不满足信号质量要求,是因为PPG信号的灌注率低,可穿戴设备可以拉大屏幕发光区域与PD的水平间隔距离,也就是改变屏幕发光区域的位置,以获取满足信号质量要求的PPG信号。
在另一种可能的实现方式中,若初始PPG信号不满足信号质量要求,是因为PPG信号太弱,可穿戴设备可以将屏幕发光区域的发光亮度调亮,以获取满足信号质量要求的PPG信号。若PPG信号太弱,且屏幕发光区域的发光亮度已达到可调节的最大值,可穿戴设备可以拉近屏幕发光区域与PD的水平间隔距离,也就是改变屏幕发光区域的位置,通过减小光程的方式提升PPG信号的强度,以获取满足信号质量要求的PPG信号。
在又一种可能的实现方式中,可穿戴设备可以使用信号巡检的方式,当手指触摸屏幕后,通过触摸传感器定位手指触摸屏幕的准确位置和触摸面积大小,在手指触摸的区域依次改变屏幕发光区域与PD的水平间隔距离,也就是依次改变屏幕发光区域的位置,并采集各位置的PPG信号,从中选择满足信号质量要求的PPG信号,并将其对应的位置确定为屏幕发光区域的位置。
屏幕发光区域的形状可以圆形、椭圆形、条形、方形、三角形或者弧形等形状,本申请实施例对此不作限定。屏幕发光区域和屏幕发光区域的位置可以存在对应关系,该对应关系可以是一对一、一对多或者多对一的关系,本申请实施例对此不作限定。该对应关系可以是预设的,当可穿戴设备确定屏幕发光区域的位置时,根据屏幕发光区域的位置和对应关系,确定屏幕发光区域的形状。不同的屏幕发光区域的形状,PPG信号质量不同。
在另一种可能的实现方式中,若屏幕发光区域和屏幕发光区域的位置不存在对应关系,且PPG信号不满足信号质量要求,可穿戴设备可以依次更改屏幕发光区域的形状,并采集各形状下的PPG信号,从中选择满足信号质量要求的PPG信号,并将其对应的形状确定为屏幕发光区域的形状。
屏幕发光区域的面积大小可以是变化的,屏幕发光区域的面积大小可以与屏幕发光区域的位置有关。
在又一种可能的实现方式中,若PPG信号不满足信号质量要求,可穿戴设备可以按照缩小标准或者放大标准依次更改屏幕发光区域的面积大小,并采集各面积大小下的PPG信号,从中选择满足信号质量要求的PPG信号,并将其对应的面积大小确定为屏幕发光区域的面积大小。
S1104、控制新的屏幕发光区域发光。
可穿戴设备可以将新的屏幕发光区域作为测量光源,控制其发射光信号。
S1105、获取新的PPG信号。
可穿戴设备利用PD接收经手指反射的光信号,并将光信号转换为PPG信号,得到新的PPG信号。
S1106、判断新的PPG信号是否满足信号质量要求。
若新的PPG信号满足信号质量要求,则可以引导用户按照操作指引对可穿戴设备进行持续施压,即可以执行S909。若新的PPG信号仍不满足信号质量要求,则可以继续调节屏幕发光区域的位置、发光亮度、面积大小或者形状中的至少一个,即可以执行S1103。
本申请实施例提供的发光区域的调整方法,可以通过调节屏幕发光区域的位置、发光亮度、面积大小或者形状中的至少一个,以保证可以采集待满足信号质量要求的PPG信号,有利于提高后续血压值测量的准确率。
作为一个可选的实施例,上述S913、根据压力数据和压力数据对应的PPG信号,得到血压值。压力数据存在多个,则压力数据对应的PPG信号存在多个,可穿戴设备可以根据这多个压力值和多个PPG信号得到血压值。
示例性地,图12示出了一种血压值的计算方法1200的示意性流程图。如图12所示,该方法1200可以包括如下步骤:
S1201、在用户持续按压过程中,获取第1个到第n个压力值。
在用户施压过程中,压力是随着施压过程不断增大的,第1个压力值在这n个压力值中是最小的,第n个压力值在这n个压力值中是最大的。n的值可以是3,也可以是5,还可以是10,本申请实施例对此不作限定。
S1202、获取每个压力值对应的PPG信号。
可穿戴设备在获取第1个压力值的同时,也可以获取该压力值下的PPG信号,也就是可穿戴设备控制屏幕发光区域发光,通过PD接收经指尖反射的光信号,并将反射的光信号转换为电信号,再将电信号转换为PPG信号,以用于血压测量。依次类推,可穿戴设备可以获取每个压力值对应的PPG信号,则得到n个PPG信号。
不同的压力值对应不同的PPG信号,不同压力值下的PPG信号的波形不同。当手指按压可穿戴设备的压力值较小时,手指皮肤于平面接触不良,PPG传感器检测到的波形信号较弱,PPG信号的波形的脉搏搏动幅值小,随着压力逐渐增加,手指与屏幕接触越来越优良,屏幕发光区域发射的光信号可以更有效地入射至手指,PD可以接收的经手指反射的光信号越来越多,PPG信号的波形的脉搏搏动幅值越来越大,并达到最大。在此之后,随着压力的逐渐增加,压力影响到手指内血管的搏动,使得搏动量不断受限形成血管挤压,PPG信号的波形的脉搏搏动幅值逐渐减小,直至波形曲线变得平直,无脉搏形态。本申请实施例使用户施压的压力,可以使PPG信号的波形的脉搏搏动幅值从小变大直至最大,再从大到小直至波形曲线变得平直。
示例性地,图13示出了PPG信号的波形曲线变化示意图。如图13所示,n等于7,当n=1时,压力值为P1,当n=2时,压力值为P2,当n=3时,压力值为P3,当n=4时,压力值为P4,当n=5时,压力值为P5,当n=6时,压力值为P6,当n=7时,压力值为P7,其中,P1<P2<P3<P4<P5<P6<P7。在某一个压力值(P1、P2、P3、P4、P5、P6或者P7)下,PPG信号的波形是随着时间不断变化的。随着压力值的不断增大,也就是从P1至P7的过程中,PPG信号的波形的脉搏搏动幅值从小变大直至最大,再从大到小直至波形曲线变得平直。从图13中可以看出,第4个压力值对应的PPG信号的波形的脉搏搏动幅值最大。第7个压力值对应的PPG信号的波形曲线平直,无脉搏形态。
S1203、提取每个PPG信号的波形特征。
可穿戴设备可以通过特征提取模型提取每个PPG信号的波形特征。每个PPG信号的波形形态均包括人体的生理特征。每个PPG信号的波形特征可以包括PPG波形主峰高度、降中峡高度、重播波幅值高度、脉搏传导时间、舒张期时间、收缩期时间、波形上升时间以及下降时间中的至少一个。
示例性地,图14示出了一种PPG信号的波形的示意图。如图14所示,以一个脉搏周期为例,对PPG信号的波形进行说明。O点是心脏射血期的开始点,A点是主动脉压力最高点,反映动脉内压力与容积的最大值,B点是左心室射血停止点,是反射波的波峰点,也叫潮波波峰,反映动脉血管的张力、顺应性以及外周阻力的大小,D点是潮波波谷点,即心脏收缩与舒张的分界点,主要反映外周阻力的大小。
OA段波形是脉搏波形的上升支,是由于在动脉壁忽然扩展的时候,左心室射血,动脉血压快速升高,形成管壁扩张。心输出量、射血速度以及阻力是影响上升支的幅度和斜率的主要因素,一般用脉搏波波形上升的斜率和幅度表示,心输出量较多、射血速度较快、主动脉弹性越好、阻力越小,则斜率较大,波幅较高;反之,则斜率较小,波幅较低。AD段波形是下降支的前段,是由于在心室射血的后面阶段,射血速度开始降低,造成主动脉流向周围的血量大于流进主动脉的血量,大动脉由扩张变成回缩,动脉血压逐步变低这个过程造成的。DO1段波形是下降支的后段,也叫重搏波,是由于心室扩张,动脉血压不断降低,主动脉内血液向心室方向反流形成的。反映主动脉的功能状况,血管弹性和血液流动状态。
可穿戴设备可以提取PPG信号的波形主峰高度、降中峡高度、重播波幅值高度、脉搏传导时间、舒张期时间、收缩期时间、波形上升时间以及下降时间等波形特征。
S1204、从n个PPG信号中确定无波形特征的PPG信号,该PPG信号为第i个信号。
可穿戴设备可以根据每个PPG信号的波形特征从n个PPG信号中确定无波形特征的PPG信号。其中,无波形特征的PPG信号是第i个PPG信号,i大于或等于1,且i小于或等于n。n个PPG信号可以成为多个第二PPG信号,无波形特征的PPG信号可以称为目标第二PPG信号,本申请实施例对此不作限定。
示例性地,在上述图13所示的示例中,第7个PPG信号为无波形特征的PPG信号,i=7。
S1205、将无波形特征的PPG信号对应的压力值,确定为收缩压(systolic bloodpressure,SBP)。
无波形特征的PPG信号对应的压力值为第i个压力值,可穿戴设备可以将第i个压力值确定为收缩压。
示例性地,在上述图13所示的示例中,第7个PPG信号为无波形特征的PPG信号,i=7,可穿戴设备可以将第7个压力值确定为收缩压。
S1206、将第1个至第i个压力值和每个压力值对应的PPG信号的波形特征输入至神经网络模型1,得到舒张压(diastolic blood pressure,DBP)。
可穿戴设备可以将第1个压力值和第1个压力值对应的PPG信号的波形特征至第i个压力值和第i个压力值对应的PPG信号的波形特征输入至神经网络模型1,得到DBP。
需要说明的是,神经网络模型1的输入是压力值和压力值对应的PPG信号的波形特征,输出是DBP。神经网络模型1可以是经过大量的历史数据训练得到的。
本申请实施例提供的血压值的计算方法,可以通过PT直接测量出血压的SBP(也就是高压),并通过PPG信号呈现的波形特征计算DBP(也就是低压),相比通过回归或者其他计算方法的计算的血压值,提高了血压值的准确性。
作为一个可选的实施例,上述S914、可穿戴设备可以显示血压值。
可穿戴设备可以在界面上显示测量的血压值,还可以在界面上显示压力曲线以指导用户按照压力曲线持续施加压力,也可以显示PPG信号的波形。
示例性地,图15示出了一种测量血压界面的示意图。如图15中的a界面所示,可穿戴设备可以使用文字引导用户使用手指触摸指纹区域,文字内容可以是“手指放置图标位置,请按压测量”。可穿戴设备可以通过压力曲线引导用户对可穿戴设备持续施加垂直于可穿戴设备的压力,并在界面上显示了压力曲线的上下限范围,以规范用户施加压力的行为。
如图15中的b界面所示,可穿戴设备检测到用户触摸指纹区域时,可以通过声音“测量时,请对表体施加向下压力,使黑点保持在压力曲线上”引导用户对可穿戴设备进行持续施压,使得可穿戴设备底部的压力传感器能检测到连续的按压压力变化,在用户施压过程中,界面还可以显示施压的倒计时时间,例如,倒计时10秒(second,s),提示用户持续施压的时长,同时,界面还可以显示颜色或者声音等提示方式,引导用户正确施压,确保测量要求,也就是在测量过程中,应保持施加向下压力,避免可穿戴设备由于歪斜、翘曲造成的测量误差。在用户施压过程中,可穿戴设备采集压力数据,并获取压力数据下的指尖的PPG信号。
如图15中的c界面所示,可穿戴设备根据上述方法1200确定SBP和DBP后,在界面上显示血压值,即收缩压:120毫米汞柱(millimetre of mercury,mmHg),舒张压:70mmHg。
上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
上文中结合图1至图15,详细描述了本申请实施例提供的方法,下面将结合图16和图17,详细描述本申请实施例提供的设备。
图16示出了本申请实施例提供的一种可穿戴设备1600的示意性流程图。该可穿戴设备1600包括:处理模块1610和获取模块1620。该可穿戴设备1600可以用于执行上述各个方法。例如,可穿戴设备1600可以用于执行上述方法900、方法1000、方法1100以及方法1200中的至少一个。
应理解,这里的可穿戴设备1600以功能模块的形式体现。这里的术语“模块”可以指应用特有集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选的例子中,本领域技术人员可以理解,可穿戴设备1600可以具体为上述方法实施例中的可穿戴设备,或者,上述方法实施例中可穿戴设备的功能可以集成在可穿戴设备1600中,可穿戴设备1600可以用于执行上述方法实施例中与可穿戴设备对应的各个流程和/或步骤,为避免重复,在此不再赘述。
上述可穿戴设备1600具有实现上述方法实施例中可穿戴设备执行的相应步骤的功能;上述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在本申请的实施例中,图16中的可穿戴设备1600也可以是芯片或者芯片系统,例如:片上系统(system on chip,SoC)。
图17是本申请实施例提供的另一种可穿戴设备1700的示意性框图。该飞行状态识别装置1700包括处理器1710、收发器1720和存储器1730。其中,处理器1710、收发器1720和存储器1730通过内部连接通路互相通信,该存储器1730用于存储指令,该处理器1720用于执行该存储器1730存储的指令,以控制该收发器1720发送信号和/或接收信号。
应理解,可穿戴设备1700可以具体为上述方法实施例中的可穿戴设备,或者,上述方法实施例中可穿戴设备的功能可以集成在可穿戴设备1700中,可穿戴设备1700可以用于执行上述方法实施例中与可穿戴设备对应的各个步骤和/或流程。可选地,该存储器1730可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器还可以存储设备类型的信息。该处理器1710可以用于执行存储器中存储的指令,并且该处理器执行该指令时,该处理器可以执行上述方法实施例中与可穿戴设备对应的各个步骤和/或流程。
应理解,在本申请实施例中,该处理器1710可以是中央处理单元(centralprocessing unit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器执行存储器中的指令,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质用于存储计算机程序,该计算机程序用于实现上述方法实施例中可穿戴设备对应的方法。
本申请还提供了一种芯片系统,该芯片系统用于支持上述方法实施例中可穿戴设备实现本申请实施例所示的功能。
本申请还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机程序代码(也可以称为代码,或指令),当该计算机程序代码在计算机上运行时,该计算机可以执行上述方法实施例所示的可穿戴设备对应的方法。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请实施例的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请实施例揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此,本申请实施例的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种可穿戴设备的血压测量方法,其特征在于,所述可穿戴设备包含压力传感器PT、显示屏以及光电二极管PD;
所述方法包括:
通过所述显示屏的第一区域发射光信号;
将所述PD接收的光信号转换为第一PPG信号;
若第一PPG信号不满足信号质量要求,通过所述显示屏的第二区域发射光信号,所述第二区域和所述第一区域的如下至少一个特征不同:在所述显示屏上的位置、发光亮度、面积大小或形状;
将所述PD接收的光信号转换为第二PPG信号;
所述第二PPG信号满足信号质量要求时,获取所述PT采集的压力值;
根据所述压力值和所述第二PPG信号确定所述穿戴者的血压值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一PPG信号不满足信号质量要求,包括:所述第一PPG信号的灌注率小于或等于预设灌注率;
所述PD在所述显示屏上的投影区域与所述第二区域之间的距离大于所述PD在所述显示屏上的投影区域与所述第一区域之间的距离。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一PPG信号不满足信号质量要求,包括:所述第一PPG信号的强度小于或等于预设强度;
所述第二区域的发光亮度大于所述第一区域的发光亮度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第二区域的发光亮度为最大值;
所述方法还包括:
若所述第二PPG信号不满足信号质量要求,通过所述显示屏的第三区域发射光信号,所述PD在所述显示屏上的投影区域与所述第三区域之间的距离小于所述PD在所述显示屏上的投影区域与所述第一区域之间的距离;
将所述PD接收的光信号转换为第三PPG信号;
若所述第三PPG信号满足信号质量要求时,获取所述PT采集的压力值;
根据所述压力值和所述第三PPG信号确定所述穿戴者的血压值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二区域的形状与所述第一区域的形状不同。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二区域的面积大小与所述第一区域的面积大小不同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述压力值包括多个压力值,所述第二PPG信号包括多个第二PPG信号,所述多个压力值和所述多个第二PPG信号一一对应,所述多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同;
所述根据所述压力值和所述第二PPG信号确定所述穿戴者的血压值,包括:
提取所述多个第二PPG信号中每个第二PPG信号的波形特征;
若所述多个第二PPG信号中存在波形特征小于或等于预设波形特征的目标第二PPG信号,将所述目标第二PPG信号对应的压力值确定为所述穿戴者的血压值中的收缩压SBP。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述压力值包括多个压力值,所述第二PPG信号包括多个第二PPG信号,所述多个压力值和所述多个第二PPG信号一一对应,所述多个压力值中每个压力值和对应的第二PPG信号的采集时刻相同;
所述根据所述压力值和所述第二PPG信号确定所述穿戴者的血压值,包括:
提取所述多个第二PPG信号中每个第二PGG信号的波形特征;
将所述多个压力值和所述多个第二PPG信号的波形特征输入至神经网络模型,所述神经网络模型基于历史压力值和历史PPG信号的波形特征训练得到,且用于血压测量;
将所述神经网络模型的输出确定为所述穿戴者的血压值中的舒张压DBP。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,在所述获取所述PT采集的压力值之前,所述方法还包括:
输出操作指引,所述操作指引用于引导所述穿戴者在预设按压区域对所述可穿戴设备施加垂直于所述可穿戴设备与人体皮肤之间的接触面的压力,所述操作指引包括所述穿戴者所需按压的压力值。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述穿戴者施压过程中,若满足以下条件,则结束血压测量:
所述可穿戴设备的加速度大于加速度阈值;和/或,
所述可穿戴设备的角速度大于角速度阈值。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
显示第一界面,所述第一界面显示压力曲线、提示信息以及所述第二PPG信号的波形,所述压力曲线为所述操作指引,所述提示信息用于提示所述穿戴者的按压时长。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,在所述通过所述显示屏的第一区域发射光信号之前,所述方法还包括:
判断所述可穿戴设备是否满足血压测量条件;
所述通过所述显示屏的第一区域发射光信号,包括:
在满足所述血压测量条件的情况下,通过所述显示屏的第一区域发射光信号。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述测量条件包括以下至少一个:
所述可穿戴设备的加速度小于或等于加速度阈值,压力值大于或等于压力阈值,或者,所述可穿戴设备的角速度小于或等于角速度阈值;
其中,所述加速度用于表示所述可穿戴设备与所述穿戴者的接触情况,所述压力值用于表示所述可穿戴设备佩戴的松紧程度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述显示屏由屏幕支架支撑,所述屏幕支架包括光学窗口,所述光学窗口的正下方包括所述PD,所述PD与所述光学窗口之间存在预设距离,所述PT位于所述可穿戴设备的底部,用于采集所述可穿戴设备与佩戴部位之间的压力值,所述佩戴部位为所述可穿戴设备与所述穿戴者的接触部位。
15.一种可穿戴设备,其特征在于,包括:处理器,所述处理器与存储器耦合,所述存储器用于存储计算机程序,当所述处理器调用所述计算机程序时,使得所述可穿戴设备执行如权利要求1至14中任一项所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,用于存储计算机程序,所述计算机程序包括用于实现如权利要求1至14中任一项所述的方法的指令。
17.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品中包括计算机程序代码,当所述计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机实现如权利要求1至14中任一项所述的方法。
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