CN208301646U - 一种多参数监测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多参数监测设备，设置在手腕桡动脉处或手臂肱动脉处的石墨烯压力传感器，设置在手指周围的红外接收管、至少2种不同波长的红外发射管，设置有压力信号处理模块、红外发射及接收信号处理模块、微处理器、电源模块和通讯模块，设置1至4个手指固定槽；红外接收管、红外发射管安装在手指固定槽内；还设置至少2个心电感应电极以及至少1个心电驱动电极，设置心电信号处理模块。本实用新型实现健康多参数监测设备能实现血氧、脉率、心率、心电、血压等的综合测试，具有准确性、连续性、舒适性、方便性、便携性、经济性、安全性等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种健康多参数监测设备，属于医疗器械技术领域。
背景技术
健康参数检测设备有有创检测、微创检测、无创检测。尤其血糖测量方法主要为生化血糖测量法和微创血糖检测法，生化血糖检测法和微创血糖检测法的技术已较成熟，也是目前血糖测量的主要方法，但这两种测量方法都需要取血检测，由于抽血或手指扎针取血会造成疼痛，而且有感染的危险，这就限制了测定血糖的频率，但血糖病人特别是重症血糖病人每天需要至少8次的创伤血糖监测，存在感染风险及疼痛，这给患者生理、心理带来了极大的恐惧和排斥，使糖尿病患者无法获得满意的血糖监测。
普通血压监测是无创，但需要绷带泵压及阻断血管，存在舒适性不足、不能连续监测等问题。
现有血氧监测，基于单手指结构固定结构，监测位置容易发生变化，并存在传感器与手指间作用力不可控，容易发生传感器脱落或信号变化使测量精度变低。
现有基于桡动脉压力检测采用普通压电薄膜，存在容易受电磁干扰、柔性能力不够容易损坏等缺点。
健康参数检测作为家庭等民生应用，达到基本的健康监测，其使用准确性、舒适性、方便性、便携性、经济性、安全性要求高，并期望主要参数由单一设备测试完成，且需要能实现连续测量。
现有健康监测设备，主要是单一参数或参数少的检测，无法实现单一设备将人们健康水平的完整测试，不能更科学地综合评判健康水平。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题及达到需要的效果，提供一种多参数监测设备。本实用新型基于人体动脉力学特性以及人体组织红外透射、反射、折射光谱特性以及心电生物电特性等，实现健康多参数检测的准确性、舒适性、使用方便性、便携性、经济性、安全性等，并能连续测量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种多参数监测设备，其特征在于：特征在于：包括设置在手腕桡动脉处或手臂肱动脉处的石墨烯压力传感器，设置在手指周围的红外接收管、至少2种不同波长的红外发射管，设置有压力信号处理模块、红外发射及接收信号处理模块、微处理器、电源模块和通讯模块，设置1至4个手指固定槽；红外接收管、红外发射管安装在手指固定槽内；红外接收管、红外发射管分别与红外发射及接收信号处理模块相连，红外发射及接收信号处理模块与微处理器相连，石墨烯压力传感器依次与压力信号处理模块、微处理器相连，微处理器与通讯模块相连，电源模块与压力信号处理模块、红外发射及接收信号处理模块、微处理器、通讯模块相连。
所述红外发射及接收信号处理模块设置在手指固定槽中。
所述设置2个放置2个相邻手指指腹的手指固定槽，2个手指固定槽并排相连，红外接收管、红外发射管以及红外发射及接收信号处理模块设置在其中1个手指固定槽中，并且该手指固定槽外设置扎带，手指固定槽与扎带固定手指。
所述扎带设置有尺寸刻度。
所述设置2个分别与左右手或手指相连的心电感应电极、还可以设置1个与左手或右手相连的心电驱动电极，设置心电信号处理模块，心电感应电极、心电驱动电极分别与心电信号处理模块相连再与微处理器相连。
所述在人体左胸部设置2个心电感应电极、还可以设置1个心电驱动电极，设置心电信号处理模块，心电感应电极、心电驱动电极分别与心电信号处理模块相连再与微处理器相连。
所述设置温度传感器，所述温度传感器与微处理器相连。
所述设置血糖仪，血糖仪与通讯模块相连，所述通讯模块为蓝牙模块或USB 接口。
所述设置袖带式血压计，袖带式血压计与通讯模块相连，所述通讯模块为蓝牙模块或USB接口或串行接口。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型中：1、设置在手腕桡动脉处或手臂肱动脉处的石墨烯压力传感器，设置有压力信号处理模块，石墨烯压力传感器与压力信号处理模块相连再与微处理器相连，可以得到动脉的力脉搏波信号，微处理器根据力脉搏波特征参数计算求得血压参数，传感部分具有柔韧耐用、舒适的产品使用优点，还有不怕电磁干扰、灵敏度高等优点。2、设置在手指周围的红外接收管、至少2种不同波长的红外发射管，设置有红外发射及接收信号处理模块，红外接收管、红外发射管分别与红外发射及接收信号处理模块相连，红外发射及接收信号处理模块与微处理器相连，能够获得至少两路光脉搏波信息，当是红光(例如波长660nm) 脉搏波信息、红外光(例如波长940nm)光脉搏波信息时，微处理器通过计算可获得血氧及脉率参数；如果是两路红外光脉搏波信息，可以计算得血糖参数；通过多路红外光脉搏波信息可以计算得到糖化血红蛋白等更多生理参数。3、设置1 至4个手指固定槽，红外接收管、红外发射管安装在手指固定槽内，避免血氧监测传感器脱落及位置移位，保证血氧监测精度。4、通过对以上力脉搏波信息、光脉搏波信息特征参数分析可以进一步提高血压监测精度。以上的监测具有连续测量的特点。
二、本实用新型中，所述红外发射及接收信号处理模块设置在手指固定槽中，便于实现血氧参数功能实现的模块化，当红外发射及接收信号处理模块包含微处理器时可以直接计算出血氧、脉率等健康参数。
三、本实用新型中，所述设置2个放置2个相邻手指指腹的手指固定槽，2 个手指固定槽并排相连，红外接收管、红外发射管以及红外发射及接收信号处理模块设置在其中1个手指固定槽中，并且该手指固定槽外设置扎带，手指固定槽与扎带固定手指，依托2个手指实现红外管与手指之间位置不易偏移，以扎带固定便于使用者根据自己手指粗细调节至手指最舒适的状态，从而实现光脉搏波更稳定、使用更舒适，有利于提高血氧、脉率参数监测准确性，配合力脉搏波能有利于提高血压监测参数的准确性。
四、本实用新型中，所述扎带设置有尺寸刻度，便于使用定量保持每次测试的一致性。
五、本实用新型中，所述设置2个分别与左右手或手指相连的心电感应电极、还可以设置1个与左手或右手相连的心电驱动电极，设置心电信号处理模块，心电感应电极、心电驱动电极分别与心电信号处理模块相连再与微处理器相连，可以方便获得单导联心电信号、实现心电监测，并且结合力脉搏波信息特征参数分析可以进一步提高血压监测精度。
六、本实用新型中，所述在人体左胸部设置2个心电感应电极、以设置1个心电驱动电极，设置心电信号处理模块，心电感应电极、心电驱动电极分别与心电信号处理模块相连再与微处理器相连，可以获得优质的单导联心电信号、实现心电监测，并且结合力脉搏波信息特征参数分析可以进一步提高血压监测精度。
七、本实用新型中，所述设置温度传感器，所述温度传感器与微处理器相连，实现体温监测。
八、本实用新型中，所述设置血糖仪，血糖仪与通讯模块相连，所述通讯模块为蓝牙模块或USB接口，实现与现有有创血糖仪的连接达到本实用新型健康整体管理的目的，并以该血糖参数校准以本实用新型光脉搏波计算的血糖参数，提高光脉搏波监测血糖的精度。
九、本实用新型中，所述设置袖带式血压计，袖带式血压计与通讯模块相连，所述通讯模块为蓝牙模块或USB接口或串行接口，实现以袖带式血压计血压参数校准以本实用新型所计算的的血压参数，提高本实用新型非袖带式血压监测的精度。
综上，本实用新型，可实现健康的多参数检测，并能连续测量，具有健康多参数监测的准确性、舒适性、使用方便性、便携性、经济性、安全性及提高精度等。
附图说明
图1为本实用新型原理示意图；
图2为一种双手指固定槽示意图。
图中标记为：1、石墨烯压力传感器，2、红外接收管，3、红外发射管，4、压力信号处理模块，5、红外发射及接收信号处理模块，6、微处理器，7、电源模块，8、通讯模块，9、手指固定槽，10、扎带，11、心电感应电极，12、心电驱动电极，13、心电信号处理模块，16、尺寸刻度。
具体实施方式
实施例1
一种多参数监测设备，包括设置在手腕桡动脉处或手臂肱动脉处的石墨烯压力传感器1，设置在手指周围的红外接收管2、至少2种不同波长的红外发射管3，设置有压力信号处理模块4、红外发射及接收信号处理模块5、微处理器6、电源模块7和通讯模块8，设置1至4个手指固定槽9；红外接收管2、红外发射管3 安装在手指固定槽9内；红外接收管2、红外发射管3分别与红外发射及接收信号处理模块5相连，红外发射及接收信号处理模块5与微处理器6相连，石墨烯压力传感器1依次与压力信号处理模块4、微处理器6相连，微处理器6与通讯模块8相连，电源模块7与压力信号处理模块4、红外发射及接收信号处理模块 5、微处理器6、通讯模块8相连。
本实施例中，所述红外发射及接收信号处理模块5设置在手指固定槽9中。
本实施例的一优选实施方式为，设置2个放置2个相邻手指指腹的手指固定槽9，2个手指固定槽9并排相连，红外接收管2、红外发射管3以及红外发射及接收信号处理模块5设置在其中1个手指固定槽9中，并且该手指固定槽9外设置扎带10，手指固定槽9与扎带10固定手指。
本实施例的又一优选实施方式为，所述扎带10设置有尺寸刻度。
本实施例的又一优选实施方式为，设置2个分别与左右手或手指相连的心电感应电极11、还可以设置1个与左手或右手相连的心电驱动电极12，设置心电信号处理模块13，心电感应电极11、心电驱动电极12分别与心电信号处理模块 13相连再与微处理器6相连。
本实施例的又一优选实施方式为，在人体左胸部设置2个心电感应电极11、还可以设置1个心电驱动电极12，设置心电信号处理模块13，心电感应电极11、心电驱动电极12分别与心电信号处理模块13相连再与微处理器6相连。
本实施例的又一优选实施方式为，设置温度传感器，所述温度传感器与微处理器6相连。
本实施例的又一优选实施方式为，设置血糖仪，血糖仪与通讯模块8相连，所述通讯模块8为蓝牙模块或USB接口。
本实施例的又一优选实施方式为，设置袖带式血压计，袖带式血压计与通讯模块8相连，所述通讯模块8为蓝牙模块或USB接口或串行接口。
本实施例中，微处理器6为Im4f112c4qc等CPU。
红外发射及接收信号处理模块5驱动红外发射管3发射红外光，通过人体手指透射或反射或折射红外光至红外接收管2，红外接收管2接收后发送给红外发射及接收信号处理模块5，红外发射及接收信号处理模块5将信号放大、滤波、 A/D转换成数字信号后，发送到微处理器6。红外发射及接收信号处理模块6采用现有电路，例如ADI公司ADPD105、TI公司AFE4403，更进一步地可选用将红外发射管3、红外接收管2、红外发射及接收信号处理模块3集成在一起的器件，还进一步地红外发射及接收信号处理模块3与微处理器(例如STM32F103)集成在一起完整实现血氧参数以发送至微处理器6。
心电接收信号处理模块13采用ADI公司AD8232等器件。
压力信号处理模块4为MAX1457等信号调理器件。
通讯模块8为蓝牙模块或USB或串口模块。
电源模块包括电池、充电器件、电压转换器件(例如mic5205)等。
心电感应电极11、心电驱动电极12为现有氯化银制作的心电电极或医用不锈钢制作的心电电极或其他金属心电电极，心电感应电极11为现有心电信号侦测电极，心电驱动电极12为现有向人体发射信号的心电电极以降低心电感应电极11侦测到的心电信号共模干扰等。
心电感应电极11、心电驱动电极12为现有氯化银制作的心电电极或其他非金属、非金属制作的心电电极，心电感应电极11为现有心电信号侦测电极，心电驱动电极12为现有向人体发射信号的心电电极以降低心电感应电极11侦测到的心电信号共模干扰等。
血糖仪是现有的抽取血液基于人体血液生化特性检测血糖的有创设备。
袖带式血压计是现有的具有捆绑于手腕或手臂加减压气囊的血压计。
本实用新型中算法为现有算法。
实施例2
本多参数监测设备，在左手桡动脉设置石墨烯压力传感器1，设置两个放置左手食指和中指的手指固定槽9及一个扎带10(扎带10与手指固定槽9一起固定食指，另一手指固定槽9放置中指帮助平衡及定位食指免发生位移)，将1个波长660nm红外发射管1、1个波长940nm红外发射管1以及1个可感测660nm、940nm的红外接收管2以及红外发射及接收信号处理模块5设置在手指固定槽9 槽体内，红外接收管2、红外发射管3光路均朝向食指指腹；设置有压力信号处理模块4、微处理器6、电源模块7、通讯模块8，还设置LCD显示模块，这些部件设置在机壳内；石墨烯压力传感器1安置在腕带上贴附桡动脉，腕带与机壳连接成一体便于左手腕穿戴。
石墨烯压力传感器1与压力信号处理模块4再与微处理器6相连，获得基于力学的脉搏波信号(力脉搏波信号)，通过该脉搏波信号特征参数求血压参数；红外接收管2、红外发射管3与红外发射及接收信号处理模块5相连再与微处理器 6相连，同步获得食指的波长660nm的脉搏波信号(光脉搏波信号)、波长940nm 的脉搏波信号(光脉搏波信号)，以微处理器通过现有算法求得血氧饱和度等血氧参数；微处理器6分析力脉搏波信号和光脉搏波信号可以求得脉搏波传递速度或时间，以此基于现有算法可以提升仅基于力脉搏波信号获得的血压参数精度。
实施例3
本多参数监测设备，将石墨烯压力传感器1安装在腕带上并贴附于左手桡动脉处，设置连接腕带的机壳，机壳顶部设置1个心电感应电极11，机壳底部设置 1个心电感应电极11、1个心电驱动电极12，使用时机壳底部心电感应电极11、心电驱动电极12接触左手手背以及右手食指按压机壳顶部心电感应电极11，机壳内设置心电信号处理模块13、压力信号处理模块4。
石墨烯压力传感器1与压力信号处理模块4再与微处理器6相连，获得基于力学的脉搏波信号(力脉搏波信号)，通过该脉搏波信号特征参数求血压参数；同时地，心电感应电极11、心电驱动电极12分别与心电信号处理模块13相连再与微处理器6相连，获得心电信号；微处理器6分析力脉搏波信号和心电信号可以求得脉搏波传递速度或时间，以此基于现有算法可以提升仅基于力脉搏波信号获得的血压参数精度。
实施例4
本多参数监测设备，将石墨烯压力传感器1安装在腕带上并贴附于左手桡动脉处，设置连接腕带的机壳，机壳顶部设置1个心电感应电极11，机壳底部设置 1个心电感应电极11、1个心电驱动电极12，使用时机壳底部心电感应电极11、心电驱动电极12接触左手手背以及右手食指按压机壳顶部心电感应电极11，机壳内设置心电信号处理模块13、压力信号处理模块4。
石墨烯压力传感器1与压力信号处理模块4再与微处理器6相连，获得基于力学的脉搏波信号(力脉搏波信号)，通过该脉搏波信号特征参数求血压参数；同时地，心电感应电极11、心电驱动电极12分别与心电信号处理模块13相连再与微处理器6相连，获得心电信号；微处理器6分析力脉搏波信号和心电信号可以求得脉搏波传递速度或时间，以此基于现有算法可以提升仅基于力脉搏波信号获得的血压参数精度。
实施例5
本多参数监测设备，将石墨烯压力传感器1安装在腕带上并贴附于左手桡动脉处，设置连接腕带的机壳，机壳顶部设置1个心电感应电极11，机壳底部设置 1个心电感应电极11、1个心电驱动电极12，使用时机壳底部心电感应电极11、心电驱动电极12接触左手手背以及右手食指按压机壳顶部心电感应电极11，机壳内设置心电信号处理模块13、压力信号处理模块4。设置两个放置左手食指和中指的手指固定槽9及一个扎带10(扎带10与手指固定槽9一起固定食指，另一手指固定槽9放置中指帮助平衡及定位食指免发生位移)，将1个波长660nm 红外发射管1、1个波长940nm红外发射管1以及1个可感测660nm、940nm的红外接收管2以及红外发射及接收信号处理模块5设置在手指固定槽9槽体内，红外接收管2、红外发射管3光路均朝向食指指腹；机壳内还设置有微处理器6、电源模块7、通讯模块8，还设置LCD显示模块。
石墨烯压力传感器1与压力信号处理模块4再与微处理器6相连，获得基于力学的脉搏波信号(力脉搏波信号)，通过该脉搏波信号特征参数求血压参数；红外接收管2、红外发射管3与红外发射及接收信号处理模块5相连再与微处理器 6相连，同步获得食指的波长660nm的脉搏波信号(光脉搏波信号)、波长940nm 的脉搏波信号(光脉搏波信号)，以微处理器通过现有算法求得血氧饱和度等血氧参数；微处理器6分析力脉搏波信号和光脉搏波信号可以求得脉搏波传递速度或时间，以此基于现有算法可以提升仅基于力脉搏波信号获得的血压参数。同时地，心电感应电极11、心电驱动电极12分别与心电信号处理模块13相连再与微处理器6相连，获得心电信号；微处理器6分析力脉搏波信号和心电信号可以求得脉搏波传递速度或时间，以此基于现有算法可以提升仅基于力脉搏波信号获得的血压参数。
实施例6
本多参数监测设备，将石墨烯压力传感器1安装在腕带上并贴附于左手桡动脉处，设置连接腕带的机壳，机壳顶部设置1个心电感应电极11，机壳底部设置 1个心电感应电极11、1个心电驱动电极12，使用时机壳底部心电感应电极11、心电驱动电极12接触左手手背以及右手食指按压机壳顶部心电感应电极11，机壳内设置心电信号处理模块13、压力信号处理模块4。微处理器6通过通讯模块 8(例如串口)连接现有袖带式血压计。
石墨烯压力传感器1与压力信号处理模块4再与微处理器6相连，获得基于力学的脉搏波信号(力脉搏波信号)，通过该脉搏波信号特征参数求血压参数；同时地，心电感应电极11、心电驱动电极12分别与心电信号处理模块13相连再与微处理器6相连，获得心电信号；微处理器6分析力脉搏波信号和现有血压计测得的血压参数作为基准，可以提升仅基于力脉搏波信号获得的血压参数精度；
更进一步，设备通过通讯模块8连接智能终端获取来自其他高精准医用级设备的检测参数作为基准来不断校准设备或设备不断基于这些基准参数(血压、血糖等)及实时检测到的健康多参数深度学习，提高本健康多参数监测设备的精度。
本实用新型实施案例由以上但不仅限上述实施案例组成，可以由本实用新型技术方案简单衍射出更多种实施案例。
Claims (9)
1.一种多参数监测设备，其特征在于：包括设置在手腕桡动脉处或手臂肱动脉处的石墨烯压力传感器(1)，设置在手指周围的红外接收管(2)、至少2种不同波长的红外发射管(3)，设置有压力信号处理模块(4)、红外发射及接收信号处理模块(5)、微处理器(6)、电源模块(7)和通讯模块(8)，设置1至4个手指固定槽(9)；红外接收管(2)、红外发射管(3)安装在手指固定槽(9)内；红外接收管(2)、红外发射管(3)分别与红外发射及接收信号处理模块(5)相连，红外发射及接收信号处理模块(5)与微处理器(6)相连，石墨烯压力传感器(1)依次与压力信号处理模块(4)、微处理器(6)相连，微处理器(6)与通讯模块(8)相连，电源模块(7)与压力信号处理模块(4)、红外发射及接收信号处理模块(5)、微处理器(6)、通讯模块(8)相连。
2.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：红外发射及接收信号处理模块(5)设置在手指固定槽(9)中。
3.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：设置2个放置2个相邻手指指腹的手指固定槽(9)，2个手指固定槽(9)并排相连，红外接收管(2)、红外发射管(3)以及红外发射及接收信号处理模块(5)设置在其中1个手指固定槽(9)中，并且该手指固定槽(9)外设置扎带(10)，手指固定槽(9)与扎带(10)固定手指。
4.根据权利要求3所述的多参数监测设备，其特征在于：所述扎带(10)设置有尺寸刻度(16)。
5.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：设置2个分别与左右手或手指相连的心电感应电极(11)、还可以设置1个与左手或右手相连的心电驱动电极(12)，设置心电信号处理模块(13)，心电感应电极(11)、心电驱动电极(12)分别与心电信号处理模块(13)相连再与微处理器(6)相连。
6.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：在人体左胸部设置2个心电感应电极(11)、设置1个心电驱动电极(12)，设置心电信号处理模块(13)，心电感应电极(11)、心电驱动电极(12)分别与心电信号处理模块(13)相连再与微处理器(6)相连。
7.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：设置温度传感器，所述温度传感器与微处理器(6)相连。
8.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：设置血糖仪，血糖仪与通讯模块(8)相连，所述通讯模块(8)为蓝牙模块或USB接口。
9.根据权利要求1所述的多参数监测设备，其特征在于：设置袖带式血压计，袖带式血压计与通讯模块(8)相连，所述通讯模块(8)为蓝牙模块或USB接口或串行接口。
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| CN201721659401.3U CN208301646U (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种多参数监测设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111436946A (zh) * | 2019-01-17 | 2020-07-24 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | 血氧测量指套及血氧监测装置 |
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