CN204542209U - 一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统 - Google Patents

Abstract

一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，它包括排卵测试仪，该排卵测试仪包括：体液导电性传感器、辅助传感器模块、模拟调理模块、数模转换器、微控制器以及射频模块，体液导电性传感器和辅助传感器模块的信号输出端均与模拟调理模块的信号输入端相连，模拟调理模块的信号输出端依次连接数模转换器、微控制器和射频模块，射频模块的信号输出端与后级智能终端的通讯模块相连，输出体液导电性信号和辅助传感信号。本实用新型能够输出浓度和辅助传感信号曲线，便于用户全面了解排卵状况，也可以通过后级智能终端进行处理，精确预测的排卵期，适于家用，通过此智能排卵测试仪的使用，女性能够简单、轻松并准确地掌握自己的排卵期。

Description

一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统

技术领域

本实用新型涉及医用/家用医疗设备领域，尤其是用于排卵测定设备领域，具体地说是一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统。

背景技术

女性的排卵日一般是在下次月经来潮前的14天左右，排卵日的前6天和后3天，连同排卵日在内共10天称为排卵期。

人体在较长时间(6小时)的睡眠后醒来，尚未进行任何活动之前所测量到的体温称之为基础体温。正常育龄女性的基础体温呈周期性变化，并与排卵有关。以女性从月经周期开始的第一天开始到下一个月经周期开始前一天为一个测试周期，约为21-35天不等，平均约为28天，在月经开始到排卵当日基础体温相对较低，排卵后体温会增高0.6℃左右，并保持到下一个月经周期到来。故，通过测量女性的基础体温可得到排卵日。但是，基础体温的测试必须是在每天起床后就测量，要避免过多运动，而且当得到排卵日时却已错过了排卵状态，无法预知排卵日，也就无法较好较完整地的掌握排卵期。

女性排卵前，血液中的雌激素水平增加，血液中的雌激素通过肾素血管紧张素II系统调节体液中Na+、K+、Ca+等离子浓度，会导致人体体液(唾液、汗液、尿液)离子浓度的同期性变化。可通过检测人体体液(唾液、汗液、尿液)离子浓度的同期变化能直接反应血液中雌激素与促黄体生成激素的同期性变化，并提前5--7天预测排卵期。相比传统的光学观察法或者由于孕激素变化间接产生的基础体温变化等，使用直接测量由于孕激素产生的体液成分变化，测量结果更接近真实的排卵状况，更准确。但是此方法只能预测到整个周期分布，要精准的判断出排卵当日还需要结合其它方法进行辅助。

目前，女性监测排卵情况常用的测试法主要有：基础体温测试法、排卵试纸测试法、B超检测法。前两种主要用于家庭自测，基础体温测试法虽然操作简单，但在测出排卵期时表明排卵已发生，且由于温度差异较小，测试时受各种外界因素影响，很容易造成测试数据不准确，每天的数据需要自己记录，不能形成直观的温度曲线图；排卵试纸测试法需要对尿液取样，试纸对比观察，具有一定的主观性，易出现误判，很多女性不太愿意使用，而且只能在排卵前后一天内有效测试，难以提前备孕。B超检测法，即使用阴式B超观察卵巢的大小，测定卵泡的大小，推定排卵期是什么时候。此方法比较直接也比较准确，但必须去医院才能检测，而且费用较高，还需要提前请假、算日子、挂号等一系列的事情，非常麻烦。

发明内容

本实用新型的目的是针对排卵期和排卵日的预测问题，提出一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，能够提供体液离子浓度和基础体温，输出浓度和温度曲线，便于用户全面了解排卵状况，也可以通过后级智能终端进行处理，精确预测的排卵期，适于家用，通过此智能排卵测试仪的使用，女性能够简单、轻松并准确地掌握自己的排卵期，充分地作好受孕或避孕的准备，还能享受云平台的带来更多的增值功能和用户体验。

本实用新型的技术方案是：

一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，它包括排卵测试仪，该排卵测试仪包括：体液导电性传感器、辅助传感器模块、模拟调理模块、数模转换器、微控制器以及射频模块，所述的体液导电性传感器和辅助传感器模块作为排卵测试仪的信号采集端分别用于采集体液导电性信号和辅助传感信号，体液导电性传感器和辅助传感器模块的信号输出端均与模拟调理模块的信号输入端相连，模拟调理模块的信号输出端依次连接数模转换器、微控制器和射频模块，所述的射频模块的信号输出端作为排卵测试仪的输出与后级智能终端的通讯模块相连，输出体液导电性信号和辅助传感信号。

本实用新型的辅助传感器模块包括基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器中的一个或多个；基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器分别用于采集用户的基础体温、呼吸气体成分、脉搏压力和呼吸频率的信号，基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器的信号输出端均与模拟调理模块的对应信号输入端相连，辅助体液电导性传感器进行排卵测试。

本实用新型的排卵测试系统还包括智能终端和云平台，所述的智能终端包括通讯模块、数据处理模块和UI数据推送模块，所述通讯模块的信号输入端作为智能终端的输入与排卵测试仪的射频模块相连，通讯模块的信号输出端与数据处理模块的信号输入端相连，所述数据处理模块用于对排卵测试仪输出的信息进行处理得到用户的排卵信息，所述数据处理模块的信号输出端与UI数据推送模块的信号输入端相连，所述的UI数据推送模块用于将结果展现给用户，并根据用户需求上传至云平台；所述的云平台用于接收智能终端上传的用户排卵信息。

本实用新型的体液导电性传感器包括信号激励源、模拟调理电路和传感器探头；

所述的信号激励源用于产生可通过人体的标准交流信号和同步正、负时钟信号，信号激励源的交流信号输出端与传感器探头相连，作为激励通过传感器探头输入人体，信号激励源的同步正、负时钟信号与模拟调理电路的对应时钟信号输入端相连；

所述的模拟调理电路接收信号激励源的同步正、负时钟信号，并对传感器探头采集的体液电导测量信号进行处理输出体液模拟电压信号即体液导电性信号；

所述的传感器探头采用导体材料，导体材料能够采用医用不锈钢片，柔性电极电路板，导电聚合物或导电纳米材料。

本实用新型的信号激励源包括交流信号发生器、限流电路、稳幅电路和低延迟反相器，所述的交流信号发生器产生标准交流信号，其信号输出端依次经过限流电路和稳幅电路，之后通过传感器探头输出，所述的交流信号发生器产生的交流信号亦作为正时钟信号输出至模拟调理电路的正时钟信号输入端，交流信号发生器产生的交流信号亦作为正时钟信号输出至低延迟反相器的信号输入端，低延迟反相器的信号输出端输出负时钟信号至模拟调理电路的负时钟信号输入端；所述的标准交流信号，包括标准正弦波、方波和三角波。

本实用新型的模拟调理电路包括低通滤波器、波形分离电路和波形合成电路，所述的低通滤波电路的一端作为模拟调理电路的输入接探头采集的体液电导测量信号，滤波后的体液电导测量信号输入波形分离电路的对应信号输入端，波形分离电路的时钟信号输入端与信号激励源的对应正、负时钟信号输出端相连，波形分离电路的输出端与波形合成电路的信号输入端相连，波形合成电路的输出作为模拟调理电路的输出输出体液导电性信号；所述的低通滤波器采用二阶低通滤波器，优选二阶巴特沃斯低通滤波器。

本实用新型的波形分离电路包括四个模拟开关，四个模拟开关的电信号输入端分别接探头采集的体液电导测量信号，模拟开关一、二的时钟信号输入端分别接信号激励源输出的正时钟，模拟开关三、四的时钟信号输入端分别接信号激励源输出的负时钟，使得探头采集的体液电导测量信号在方波信号的正半周时通过模拟开关一、二，在负半周时通过模拟开关三、四；

所述的波形合成电路包括缓冲器一、二和偏置比较电路，所述的缓冲器一的信号输入端作为波形合成电路的输入接模拟开关一、三的信号输出端，缓冲器二的信号输入端作为波形合成电路的另一输入接模拟开关二、四的信号输出端，缓冲器一、二用于对分离开的交流小信号即体液电导测量信号的波形进行耦合合成，缓冲器一、二的信号输出端均与偏置比较电路的信号输入端相连，所述的偏置比较电路的信号输出端作为波形合成电路的输出即传感器的输出，输出体液导电性信号；

所述的缓冲器一、二均采用轨至轨运放跟随器；所述的偏置比较电路采用加偏置的比较器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的系统能够测量体液离子浓度和辅助传感信号，例如标准体温信号，以标准体温为例，可以输出浓度和温度曲线，便于用户全面了解排卵状况，也可以通过后级智能终端进行处理，精确预测的排卵期，适于家用，通过此智能排卵测试仪的使用，女性能够简单、轻松并准确地掌握自己的排卵期，充分地作好受孕或避孕的准备，还能享受云平台带来的更多的增值功能和用户体验。

本实用新型的排卵测试仪无需用户自己记录数据、绘制曲线、分析判断。通过与能智能终端相连，测试完毕后可通过蓝牙、WIFI、NFC等通讯模块实时上传测试数据至智能终端，并通过智能终端数据处理模块进行进一步数据分析，将结果形象且直观易懂地展现给用户，实现高度智能化。

本实用新型的排卵测试仪还能借助智能终端与搭建在云平台的后端服务平台相连，用户不仅能根据自身需求选择性地将数据上传至远程医护服务平台，得到即时有效的医护咨询和指导，还能共享云平台医护资源，从而推进城市智慧医疗的建设。

本实用新型的排卵测试仪内部电路采用模块化设计，制作成本低，适于产业化。

本实用新型的排卵测试仪可根据用户需求分析，选定合适的数据样本，设计成不同的表现形态，设计成小巧美观且便于携带的智能测试仪。如设计成测试舌根处唾液离子浓度的排卵测试仪，测试皮肤表面如手腕处汗液离子浓度的排卵测试仪，测试尿液离子浓度的排卵测试仪。

本实用新型通过温度传感器的使用，使该排卵测试仪在具有测试排卵周期的功能外，还具有基础体温、呼吸气体成分、脉搏压力和呼吸频率的信号检测功能，大大增加了产品的实用性和使用范围。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的体液导电性传感器的原理框图。

图3是本实用新型的信号激励源的原理框图。

图4是本实用新型的模拟调理电路的原理框图。

图5是本实用新型的体液导电性数值曲线和基础体温曲线对照示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，它包括排卵测试仪，该排卵测试仪包括：体液导电性传感器、基础体温传感器、模拟调理模块、数模转换器、微控制器和射频模块，所述的体液导电性传感器和基础体温传感器作为排卵测试仪的信号采集端分别用于采集体液导电性信号和基础体温信号，体液导电性传感器和基础体温传感器的信号输出端均与模拟调理模块的信号输入端相连，模拟调理模块的信号输出端依次连接数模转换器、微控制器和射频模块，所述的射频模块的信号输出端作为排卵测试仪的输出与后级智能终端的通讯模块相连，输出体液导电性信号和基础体温信号。

主传感器是体液(唾液、汗液、尿液)导电性传感器，用于锁定女性排卵周期范围和大致排卵日。辅助传感器模块包括基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器中的一个或多个；对体液导电性传感器采集的数据进行除燥并进一步确定排卵日。传感器采集数据后将数据传至模拟调理模块。其中，基础体温传感器部分，采用近密闭的空间结构，借用离子浓度传感器的电极做密闭空腔处理，能够通过热量快速地达到所需要的温度值。该检测电路采用SLOPE-ADC进行积分型的数据采集，能够快速准确地测得温度峰值，使之最接近人体基础体温。

模拟调理模块组成及功能：由模拟调理模块包括低通滤波，信号处理电路，及跟随放大电路组成。该部分电路用于调理由传感器发回的电解质变化产生的波形及温度传感器所采集的基础体温变化波形，并将处理过的波形送给数模转换模块。

数模转换模块组成及功能：数模转换模块由AD转换器构成，用于接收由模拟调理模块处理过的波形，并进行数模转换，以便微控制器模块进行数据分析。

微控制器组成及功能：微控制器由内嵌的微处理器及其外围部件组成，主要用于处理数模转换模块产生的数字信号，控制外设，并将分析结果推送至射频模块进行发送。微处理器可以选择ARM Cortex系列或其它。

射频模块组成及功能：射频模块用于发送由微控制器部分推送的数据，以便智能终端进行数据的接收。可选用蓝牙模组、NFC模块、WIFI模块的一种或几种。

电池及电源处理模块组成及功能：用于设备的供电。可选择感应充电、USB直充充电方式；也可选择干电池、可充电锂电池供电方式。

一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，它还包括智能终端和云平台：智能终端能够接收排卵测试仪发送的测试结果，显示给用户，或者进行处理并根据用户需求上传至云平台，智能终端可以是智能手机，PAD及其他智能设备。

云平台：采用专为物联网设计的设备接入云，实现海量设备并发连接，分布式云存储，上下行通信，设备实时控制，并提供其他各种数据服务等。

其中，传感器模块与调理模块可采用通用4段耳机接口，易于更换传感器探头，也可做到防水；模拟调理模块，数模转换模块，微控制器模块，及射频模块均采用集成化的单板设计，简化内部连接；蓝牙，NFC、WIFI等常用短距射频连接方式，将设备与智能终端方便快捷地进行通信；智能设备与云平台采用WIFI，2G/3G/4G等无线连接。

如图2所示，本实用新型的体液导电性传感器包括信号激励源、模拟调理电路和传感器探头；

所述的信号激励源用于产生可通过人体的标准正弦波信号和同步正、负时钟信号，信号激励源的标准正弦波信号输出端与传感器探头相连，作为激励通过传感器探头输入人体，信号激励源的同步正、负时钟信号与模拟调理电路的对应时钟信号输入端相连；

所述的模拟调理电路接收信号激励源的同步正、负时钟信号，并对传感器探头采集的体液电导测量信号进行处理输出体液模拟电压信号即体液导电性信号；(调理信号的输入为2kHz的标准正弦波信号，幅值为700mV，从传感器探头返回的信号为与标准正弦波同相的阻抗信号)

所述的传感器探头采用医用不锈钢片，内表面使用特殊的助焊剂及表面活性剂，并在外表面镀膜等，用于防腐蚀。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是它包括排卵测试仪，该排卵测试仪包括：体液导电性传感器、辅助传感器模块、模拟调理模块、数模转换器、微控制器以及射频模块，所述的体液导电性传感器和辅助传感器模块作为排卵测试仪的信号采集端分别用于采集体液导电性信号和辅助传感信号，体液导电性传感器和辅助传感器模块的信号输出端均与模拟调理模块的信号输入端相连，模拟调理模块的信号输出端依次连接数模转换器、微控制器和射频模块，所述的射频模块的信号输出端作为排卵测试仪的输出与后级智能终端的通讯模块相连，输出体液导电性信号和辅助传感信号。

2.根据权利要求1所述的基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是所述的辅助传感器模块包括基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器中的一个或多个；基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器分别用于采集用户的基础体温、呼吸气体成分、脉搏压力和呼吸频率的信号，基础体温传感器、气体传感器、压力传感器和加速度传感器的信号输出端均与模拟调理模块的对应信号输入端相连，辅助体液电导性传感器进行排卵测试。

3.根据权利要求1所述的基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是所述的排卵测试系统还包括智能终端和云平台，所述的智能终端包括通讯模块、数据处理模块和UI数据推送模块，所述通讯模块的信号输入端作为智能终端的输入与排卵测试仪的射频模块相连，通讯模块的信号输出端与数据处理模块的信号输入端相连，所述数据处理模块用于对排卵测试仪输出的信息进行处理得到用户的排卵信息，所述数据处理模块的信号输出端与UI数据推送模块的信号输入端相连，所述的UI数据推送模块用于将结果展现给用户，并根据用户需求上传至云平台；所述的云平台用于接收智能终端上传的用户排卵信息。

4.根据权利要求1所述的基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是所述的体液导电性传感器包括信号激励源、模拟调理电路和传感器探头；

所述的信号激励源用于产生可通过人体的标准交流信号和同步正、负时钟信号，信号激励源的交流信号输出端与传感器探头相连，作为激励通过传感器探头输入人体，信号激励源的同步正、负时钟信号与模拟调理电路的对应时钟信号输入端相连；

所述的模拟调理电路接收信号激励源的同步正、负时钟信号，并对传感器探头采集的体液电导测量信号进行处理输出体液模拟电压信号即体液导电性信号；

所述的传感器探头采用导体材料，导体材料能够采用医用不锈钢片，柔性电极电路板，导电聚合物或导电纳米材料。

5.根据权利要求4所述的基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是所述的信号激励源包括交流信号发生器、限流电路、稳幅电路和低延迟反相器，所述的交流信号发生器产生标准交流信号，其信号输出端依次经过限流电路和稳幅电路，之后通过传感器探头输出，所述的交流信号发生器产生的交流信号亦作为正时钟信号输出至模拟调理电路的正时钟信号输入端，交流信号发生器产生的交流信号亦作为正时钟信号输出至低延迟反相器的信号输入端，低延迟反相器的信号输出端输出负时钟信号至模拟调理电路的负时钟信号输入端；所述的标准交流信号，包括标准正弦波、方波和三角波。

6.根据权利要求4所述的基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是所述的模拟调理电路包括低通滤波器、波形分离电路和波形合成电路，所述的低通滤波电路的一端作为模拟调理电路的输入接探头采集的体液电导测量信号，滤波后的体液电导测量信号输入波形分离电路的对应信号输入端，波形分离电路的时钟信号输入端与信号激励源的对应正、负时钟信号输出端相连，波形分离电路的输出端与波形合成电路的信号输入端相连，波形合成电路的输出作为模拟调理电路的输出输出体液导电性信号；所述的低通滤波器采用二阶低通滤波器，优选二阶巴特沃斯低通滤波器。

7.根据权利要求6所述的基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统，其特征是所述的波形分离电路包括四个模拟开关，四个模拟开关的电信号输入端分别接探头采集的体液电导测量信号，模拟开关一、二的时钟信号输入端分别接信号激励源输出的正时钟，模拟开关三、四的时钟信号输入端分别接信号激励源输出的负时钟，使得探头采集的体液电导测量信号在方波信号的正半周时通过模拟开关一、二，在负半周时通过模拟开关三、四；

所述的波形合成电路包括缓冲器一、二和偏置比较电路，所述的缓冲器一的信号输入端作为波形合成电路的输入接模拟开关一、三的信号输出端，缓冲器二的信号输入端作为波形合成电路的另一输入接模拟开关二、四的信号输出端，缓冲器一、二用于对分离开的交流小信号即体液电导测量信号的波形进行耦合合成，缓冲器一、二的信号输出端均与偏置比较电路的信号输入端相连，所述的偏置比较电路的信号输出端作为波形合成电路的输出即传感器的输出，输出体液导电性信号；

所述的缓冲器一、二均采用轨至轨运放跟随器；所述的偏置比较电路采用加偏置的比较器。