CN208958094U - 脉搏信号提取装置及脉搏监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉搏信号提取装置及脉搏监测设备。其中，脉搏信号提取装置包括：信号采集模块，用于采集人体生理信号；电荷放大模块，与信号采集模块相连，用于对信号采集模块输出的人体生理信号进行阻抗转换；电压放大模块，与电荷放大模块相连，用于将电荷放大模块输出的人体生理信号进行电压放大；带通滤波模块，与电压放大模块相连，用于对电压放大模块输出的人体生理信号进行带通滤波处理，得到脉搏信号。本实用新型的脉搏信号提取装置结构及提取过程简单，且成本低廉，适合大规模工业化生产。

Description

脉搏信号提取装置及脉搏监测设备

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种脉搏信号提取装置及脉搏监测设备。

背景技术

脉搏是人体的重要生理参数之一，携带了丰富的生理和病理信息，具有重要的生理参考及诊断参考价值，例如，可以根据脉搏分析人体的心脏、肝胆、肾脏的健康状况等。

随着生活水平的逐步提高，人们愈发意识到健康的重要性，因此，越来越多的用户(例如老年人、心脏功能不好的人)渴望能够进行长期有效的医疗监护，对于一些长期患有心脏疾病的人或长期卧床的老人，更需要对他们的一些重要生命体征(如脉搏)进行实时监测，以便在发生紧急状况时能及时进行救护。因此，脉搏信号提取设备便应运而生了。

但是，现有的脉搏信号提取设备通常存在工艺复杂，制造成本高，设备笨重，而且提取及分析计算准确度低等缺陷，因此，如何简便、高效、准确地提取脉搏信号以及监测脉搏次数成为亟需解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种脉搏信号提取装置及脉搏监测设备，用于提供一种简便、高效提取脉搏信号以及监测脉搏次数的技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种脉搏信号提取装置，包括：

信号采集模块，用于采集人体生理信号；

电荷放大模块，与信号采集模块相连，用于对信号采集模块输出的人体生理信号进行阻抗转换；

电压放大模块，与电荷放大模块相连，用于将电荷放大模块输出的人体生理信号进行电压放大；

带通滤波模块，与电压放大模块相连，用于对电压放大模块输出的人体生理信号进行带通滤波处理，得到脉搏信号。

可选地，该装置还包括：工频限波模块，与带通滤波模块相连，用于滤除带通滤波模块输出的脉搏信号中的工频干扰信号。

可选地，该装置还包括：工频限波模块，与电压放大模块相连，用于滤除电压放大模块输出的人体生理信号中的工频干扰信号，并将其输出至带通滤波模块。

可选地，带通滤波模块包括：高通滤波单元，与电压放大模块相连，用于对电压放大模块输出的人体生理信号进行高通滤波处理；

低通滤波单元，与高通滤波单元相连，用于对高通滤波单元输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到脉搏信号。

可选地，带通滤波模块包括：高通滤波单元，与电压放大模块相连，用于对电压放大模块输出的人体生理信号进行高通滤波处理；

低通滤波单元，与高通滤波单元相连，用于对高通滤波单元输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到脉搏信号。

可选地，带通滤波模块包括：高通滤波单元，与工频限波模块相连，用于对工频限波模块输出的人体生理信号进行高通滤波处理；

低通滤波单元，与高通滤波单元相连，用于对高通滤波单元输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到脉搏信号。

可选地，该装置还包括：基准调整模块，与信号采集模块相连，用于调整信号采集模块输出的人体生理信号的基准点，并将其输出至电荷放大模块。

可选地，信号采集模块包括至少一个摩擦发电式传感器和/或至少一个压电发电式传感器。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种脉搏监测设备，包括：上述脉搏信号提取装置以及模数转换模块、中央控制模块和显示模块；其中，

模数转换模块，与带通滤波模块相连，用于将带通滤波模块输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号；

中央控制模块，与模数转换模块相连，用于根据数字的脉搏信号分析计算单位时间内的脉搏次数；

显示模块，与中央控制模块相连，用于显示中央控制模块分析计算出的单位时间内的脉搏次数。

根据本实用新型的又一个方面，提供了一种脉搏监测设备，包括：上述脉搏信号提取装置以及模数转换模块、中央控制模块和显示模块；其中，

模数转换模块，与工频限波模块相连，用于将工频限波模块输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号；

中央控制模块，与模数转换模块相连，用于根据数字的脉搏信号分析计算单位时间内的脉搏次数；

显示模块，与中央控制模块相连，用于显示中央控制模块分析计算出的单位时间内的脉搏次数。

根据本实用新型提供的技术方案，首先通过信号采集模块采集人体生理信号；然后，依次通过电荷放大模块和电压放大模块对人体生理信号进行放大处理；最后，通过带通滤波模块进行带通滤波处理，分离提取出脉搏信号。本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，可以精确地提取出脉搏信号，以用于后续脉搏信号监测分析，并且该装置结构简单，制作成本低廉，适合大规模工业化生产。

附图说明

图1a示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例一的结构示意图；

图1b示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例一的一结构示意图；

图1c示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例一的另一结构示意图；

图1d示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例一的又一结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例二的结构示意图；

图3示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例三的结构示意图；

图4a示出了本实用新型提供的一个实施例的脉搏监测设备的结构示意图；

图4b示出了本实用新型提供的另一个实施例的脉搏监测设备的结构示意图；

图4c示出了本实用新型提供的又一个实施例的脉搏监测设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1a示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例一的结构示意图。如图1a所示，该装置包括：信号采集模块1、电荷放大模块2、电压放大模块3和带通滤波模块4；其中，信号采集模块1，用于采集人体生理信号；电荷放大模块2与信号采集模块1相连，用于对信号采集模块1输出的人体生理信号进行阻抗转换；电压放大模块3与电荷放大模块2相连，用于将电荷放大模块2输出的人体生理信号进行电压放大；带通滤波模块4与电压放大模块3相连，用于对电压放大模块3输出的人体生理信号进行带通滤波处理，得到脉搏信号。

在本实施例中，信号采集模块1设置在能够采集到人体生理信号的位置处，其中，人体生理信号包括脉搏信号，此外，还可能包括其它信号，例如，呼吸信号，用于将人体脉搏、呼吸转换为人体生理信号输出。可选地，本实施例中的信号采集模块1包括至少一个摩擦发电式传感器和/或至少一个压电发电式传感器。以摩擦发电式传感器为例，其可以检测出人体脉搏、呼吸等生理特征，其输出的信号为包含了脉搏、呼吸等生理特征的叠加信号。另外，由于摩擦发电式传感器对于感应人体的脉搏、呼吸更为灵敏，输出的电压也更高，这不仅降低了误报率，同时还能够降低对后续模块的要求，简化电路，因此，信号采集模块1优选为摩擦发电式传感器。

通过信号采集模块1采集的人体生理信号一般为较为微弱的模拟的交流脉冲信号，且在信号采集模块1输出的人体生理信号中通常掺杂有工频干扰信号等，所以，在采集到人体生理信号后，应对该人体生理信号依次进行电荷放大处理和电压放大处理，从而得到的是一个波形相同或相似(即不失真)、幅值按照预设放大倍数增大的人体生理信号，进而便于后续各个模块对该人体生理信号进行分析处理。具体地，利用与信号采集模块1相连的电荷放大模块2对信号采集模块1输出的人体生理信号进行阻抗转换，从而实现电荷放大处理；根据与电荷放大模块2相连的电压放大模块3中的预设放大倍数，将电荷放大模块2输出的人体生理信号进行电压放大。

由于信号采集模块1输出的信号为包含了脉搏、呼吸等生理特征的叠加信号，并且在经过电压放大模块3处理后输出的人体生理信号仍为脉搏、呼吸生理特征的叠加信号，又由于人体的脉搏、呼吸信号所处的频域范围往往不同，例如人体的脉搏信号与呼吸信号分别处于不同的频域范围，人体脉搏信号频率集中在[0.5Hz，30Hz]频域范围内，人体呼吸信号频率集中在[0.05Hz，0.4Hz]频域范围内，因此，可以优先选择[0.5Hz，30Hz]的带通滤波器对电压放大模块3输出的人体生理信号进行带通滤波处理，以实现将脉搏信号分离提取的目的。

可选地，带通滤波模块4进一步包括：高通滤波单元41和低通滤波单元42；其中，高通滤波单元41与电压放大模块3相连，用于对电压放大模块3输出的人体生理信号进行高通滤波处理，例如，可以通过高通滤波单元41滤除频率在0.5Hz以下的噪声干扰信号；低通滤波单元42与高通滤波单元41相连，用于对高通滤波单元41输出的人体生理信号进行低通滤波处理，例如，可以通过低通滤波单元42滤除频率在30Hz以上的噪声干扰信号，从而得到频域范围为[0.5Hz，30Hz]的脉搏信号，这里不仅可以滤除呼吸信号等，还可以滤除其它噪声干扰信号以及工频干扰信号。

虽然带通滤波模块4能够滤除掺杂的工频干扰信号，但是，由于在信号传输过程中，还可能随时掺杂工频干扰信号，因此，为了能够得到纯净的脉搏信号，在得到脉搏信号后，可以将脉搏信号输出至工频限波模块5，以利用工频限波模块5滤除带通滤波模块4输出的脉搏信号中的工频干扰信号。具体地，在一种可选实施方式中，如图1b所示，该装置还包括工频限波模块5；工频限波模块5与带通滤波模块4相连，用于滤除带通滤波模块4输出的脉搏信号中的工频干扰信号，得到较为纯净的脉搏信号。该种可选实施方式(即在对人体生理信号进行带通滤波处理后，再对带通滤波处理得到的脉搏信号进行滤波处理)，可以有效地减小工频干扰信号对脉搏信号的干扰，能够保证最后得到较为纯净的脉搏信号，提高脉搏信号的提取准确度。

此外，在该种可选实施方式中，若带通滤波模块4进一步包括：高通滤波单元41和低通滤波单元42，则高通滤波单元41与电压放大模块3相连，用于对电压放大模块3输出的人体生理信号进行高通滤波处理；低通滤波单元42与高通滤波单元41相连，用于对高通滤波单元41输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到脉搏信号；工频限波模块5与低通滤波单元42相连，用于滤除低通滤波单元42输出的脉搏信号中的工频干扰信号。

在另一种可选实施方式中，如图1c所示，脉搏信号提取装置还包括工频限波模块5；工频限波模块5与电压放大模块3相连，用于滤除电压放大模块3输出的人体生理信号中的工频干扰信号，并将其输出至带通滤波模块4。

在该种可选实施方式中，若带通滤波模块4进一步包括：高通滤波单元41和低通滤波单元42，则工频限波模块5与电压放大模块3相连，用于滤除电压放大模块3输出的人体生理信号中的工频干扰信号；高通滤波单元41与工频限波模块5相连，用于对工频限波模块5输出的人体生理信号进行高通滤波处理；低通滤波单元42与高通滤波单元41相连，用于对高通滤波单元41输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到脉搏信号。

在本实施例中，由于信号采集模块1采用至少一个摩擦发电式传感器和/或至少一个压电发电式传感器采集人体生理信号，因此，信号采集模块1输出的人体生理信号为模拟的交流脉冲信号，也就是说，在信号采集模块1输出的人体生理信号中存在负幅值。因此，为了简化后续模块的分析处理过程以及保证后续模块的分析处理结果的准确率，需要对信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点进行调整，避免负幅值的发生。具体地，可以采用图1d所示的基准调整模块6对信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点进行调整，也就是说，脉搏信号提取装置还可包括基准调整模块6；基准调整模块6与信号采集模块1相连，用于调整信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点，并将其输出至电荷放大模块2。

根据本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，首先通过信号采集模块采集人体生理信号；然后，依次通过电荷放大模块和电压放大模块对基准点调整后的人体生理信号进行放大处理；最后，通过带通滤波模块进行带通滤波处理，分离提取出脉搏信号。本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，可以准确地提取出脉搏信号，以用于后续脉搏信号的监测分析，并且该装置结构简单，制作成本低廉，适合大规模工业化生产。

图2示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例二的结构示意图。如图2所示，该装置包括：信号采集模块1、电荷放大模块2、电压放大模块3、带通滤波模块4、工频限波模块5和基准调整模块6；其中，信号采集模块1，用于采集人体生理信号；基准调整模块6与信号采集模块1相连，用于调整信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点；电荷放大模块2与基准调整模块6相连，用于对基准调整模块6输出的人体生理信号进行阻抗转换；电压放大模块3与电荷放大模块2相连，用于将电荷放大模块2输出的人体生理信号进行电压放大；带通滤波模块4与电压放大模块3相连，用于对电压放大模块3输出的人体生理信号进行带通滤波处理，得到脉搏信号；工频限波模块5与带通滤波模块4相连，用于滤除带通滤波模块4输出的脉搏信号中的工频干扰信号。

其中，本实施例中对信号采集模块1的描述与实施例一中对图1a所示的信号采集模块1的描述相同，其可参照实施例一中对图1a所示的信号采集模块1的描述，此处不再赘述。

在本实施例中，由于信号采集模块1采用至少一个摩擦发电式传感器和/或至少一个压电发电式传感器采集人体生理信号，因此，信号采集模块1输出的人体生理信号为模拟的交流脉冲信号，也就是说，在信号采集模块1输出的人体生理信号中存在负幅值。因此，为了简化后续模块的分析处理过程以及保证后续模块的分析处理结果的准确率，需要对信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点进行调整，避免负幅值的发生。具体地，采用图2所示的基准调整模块6对信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点进行调整；其中，基准调整模块6与信号采集模块1相连，用于调整信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点，并将其输出至电荷放大模块2。

通过信号采集模块1采集的人体生理信号一般为较为微弱的模拟的交流脉冲信号，且在信号采集模块1输出的人体生理信号中通常掺杂有工频干扰信号等，所以，在通过基准调整模块6对信号采集模块1输出的人体生理信号调整完基准点后，应对该人体生理信号依次进行电荷放大处理和电压放大处理，从而得到的是一个波形相同或相似(即不失真)、幅值按照预设放大倍数增大的人体生理信号，进而便于后续各个模块对该人体生理信号进行分析处理。具体地，利用与基准调整模块6相连的电荷放大模块2对基准调整模块6输出的人体生理信号进行阻抗转换，从而实现电荷放大处理；根据与电荷放大模块2相连的电压放大模块3中的预设放大倍数，将电荷放大模块2输出的人体生理信号进行电压放大。

其中，本实施例中对带通滤波模块4的描述与实施例一中对图1a所示的带通滤波模块4的描述相同，其可参照实施例一中对图1a所示的带通滤波模块4的描述，此处不再赘述。

虽然带通滤波模块4能够滤除掺杂的工频干扰信号，但是，由于在信号传输过程中，还可能随时掺杂工频干扰信号，因此，为了能够得到纯净的脉搏信号，在得到脉搏信号后，将脉搏信号输出至工频限波模块5，以利用工频限波模块5滤除带通滤波模块4输出的脉搏信号中的工频干扰信号。具体地，工频限波模块5与带通滤波模块4相连，用于滤除带通滤波模块4输出的脉搏信号中的工频干扰信号，得到较为纯净的脉搏信号。在对人体生理信号进行带通滤波处理后，再对带通滤波处理得到的脉搏信号进行滤波处理，可以有效地减小工频干扰信号对脉搏信号的干扰，能够保证最后得到较为纯净的脉搏信号，提高脉搏信号的提取准确度。

此外，若带通滤波模块4进一步包括：高通滤波单元41和低通滤波单元42，则高通滤波单元41与电压放大模块3相连，用于对电压放大模块3输出的人体生理信号进行高通滤波处理；低通滤波单元42与高通滤波单元41相连，用于对高通滤波单元41输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到脉搏信号；工频限波模块5与低通滤波单元42相连，用于滤除低通滤波单元42输出的脉搏信号中的工频干扰信号。

根据本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，首先通过信号采集模块采集人体生理信号；其次，通过基准调整模块对信号采集模块输出的人体生理信号进行基准点调整；然后，依次通过电荷放大模块和电压放大模块对基准点调整后的人体生理信号进行放大处理；最后，依次通过带通滤波模块和工频限波模块进行滤波处理，分离提取出脉搏信号。本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，可以准确地提取出脉搏信号，以用于后续脉搏信号的监测分析，并且该装置结构简单，制作成本低廉，适合大规模工业化生产。

图3示出了本实用新型提供的脉搏信号提取装置的实施例三的结构示意图。如图3所示，该装置包括：信号采集模块1、电荷放大模块2、电压放大模块3、带通滤波模块4、工频限波模块5和基准调整模块6；其中，信号采集模块1，用于采集人体生理信号；基准调整模块6与信号采集模块1相连，用于调整信号采集模块1输出的人体生理信号的基准点；电荷放大模块2与基准调整模块6相连，用于对基准调整模块6输出的人体生理信号进行阻抗转换；电压放大模块3与电荷放大模块2相连，用于将电荷放大模块2输出的人体生理信号进行电压放大；工频限波模块5与电压放大模块3相连，用于滤除电压放大模块3输出的人体生理信号中的工频干扰信号；带通滤波模块4与工频限波模块5相连，用于对工频限波模块5输出的人体生理信号进行带通滤波处理，得到脉搏信号。

其中，本实施例中对信号采集模块1的描述与实施例一中对图1a所示的信号采集模块1的描述相同，其可参照实施例一中对图1a所示的信号采集模块1的描述，此处不再赘述。

其中，本实施例中对基准调整模块6、电荷放大模块2和电压放大模块3的描述与实施例二中对图2所示的基准调整模块6的描述相同，其可分别对应参照实施例二中对图2所示的基准调整模块6、电荷放大模块2和电压放大模块3的描述，此处不再赘述。

通过信号采集模块1采集的人体生理信号一般为较为微弱的模拟的交流脉冲信号，且在信号采集模块1输出的人体生理信号中通常掺杂有工频干扰信号等，所以，在采集到人体生理信号后，应对该人体生理信号依次进行电荷放大处理和电压放大处理，从而得到的是一个波形相同或相似(即不失真)、幅值按照预设放大倍数增大的人体生理信号，进而便于后续各个模块对该人体生理信号进行分析处理。具体地，利用与信号采集模块1相连的电荷放大模块2对信号采集模块1输出的人体生理信号进行阻抗转换，从而实现电荷放大处理；利用与电荷放大模块2相连的电压放大模块3将电荷放大模块2输出的人体生理信号进行电压放大处理。

虽然对人体生理信号进行了放大处理，减小了掺杂在该人体生理信号中的工频干扰信号等对该人体生理信号的影响，但是，其仍会影响提取脉搏信号的准确度，因此，在对人体生理信号放大处理后，需要通过工频限波模块5滤除电压放大模块3输出的人体生理信号中的工频干扰信号，从而进一步减小掺杂在该人体生理信号中的工频干扰信号等对该人体生理信号的影响。具体地，工频限波模块5与电压放大模块3相连，用于滤除电压放大模块3输出的人体生理信号中的工频干扰信号，并将其输出至带通滤波模块4。

由于信号采集模块1输出的信号为包含了脉搏、呼吸等生理特征的叠加信号，并且在经过工频限波模块5处理后输出的人体生理信号仍为脉搏、呼吸生理特征的叠加信号，又由于人体的脉搏、呼吸信号所处的频域范围往往不同，例如人体的脉搏信号与呼吸信号分别处于不同的频域范围，人体脉搏信号频率集中在[0.5Hz，30Hz]频域范围内，人体呼吸信号频率集中在[0.05Hz，0.4Hz]频域范围内，因此，可以优先选择[0.5Hz，30Hz]的带通滤波器对电压放大模块3输出的人体生理信号进行带通滤波处理，以实现将脉搏信号分离提取的目的。

可选地，带通滤波模块4进一步包括：高通滤波单元41和低通滤波单元42；其中，高通滤波单元41与工频限波模块5相连，用于对工频限波模块5输出的人体生理信号进行高通滤波处理，例如，可以通过高通滤波单元41滤除频率在0.5Hz以下的噪声干扰信号；低通滤波单元42与高通滤波单元41相连，用于对高通滤波单元41输出的人体生理信号进行低通滤波处理，例如，可以通过低通滤波单元42滤除频率在30Hz以上的噪声干扰信号，从而得到频域范围为[0.5Hz，30Hz]的脉搏信号，这不仅可以滤除呼吸信号等，还可以滤除其它噪声干扰信号以及工频干扰信号。

根据本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，首先通过信号采集模块采集人体生理信号；其次，通过基准调整模块对信号采集模块输出的人体生理信号进行基准点调整，然后，依次通过电荷放大模块和电压放大模块对基准点调整后的人体生理信号进行放大处理，最后，依次通过工频限波模块和带通滤波模块进行滤波处理，分离提取出脉搏信号。本实用新型实施例提供的脉搏信号提取装置，可以准确地提取出脉搏信号，以用于后续脉搏信号的监测分析，并且该装置结构简单，制作成本低廉，适合大规模工业化生产。

在上述各个脉搏信号提取装置的实施例中，信号采集模块1包括至少一个摩擦发电式传感器和/或至少一个压电发电式传感器。其中，摩擦发电式传感器和/或压电发电式传感器采用现有技术中的摩擦发电式传感器和/或压电发电式传感器，例如：摩擦发电式传感器采用现有技术中的摩擦发电机，该摩擦发电机可以为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或五层居间电极结构摩擦发电机，上述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，且上述摩擦发电机具有输出端；压电发电式传感器采用现有技术中的压电发电机，压电发电机可以为氧化锌、PZT、PVDF等压电材料制作的压电发电机，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。

此外，信号采集模块1包括的摩擦发电式传感器和/或发电式传感器的数量可以为一个，也可以为多个，若信号采集模块1包括多个摩擦发电式传感器和/或发电式传感器，多个摩擦发电式传感器和/或发电式传感器之间通过串联和/或并联的方式连接，本领域技术人员可以根据需要选择信号采集模块1包括的摩擦发电式传感器和/或发电式传感器的数量和/或连接方式，此处不作限定。

在上述各个脉搏信号提取装置的实施例中，工频限波模块具体可以为有源双T带阻滤波器，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。

本实用新型实施例中的脉搏信号提取装置可以设置于柔性腕带上，柔性腕带可以环绕地、紧贴地设置在待监测人员的腕部、臂部、踝部或其它有脉搏跳动的部位，方便采集人体生理信号。为了方便佩戴，柔性腕带的端部可以带有粘扣或卡扣以调节松紧程度。为了提高佩戴时的舒适度，柔性腕带通常选用柔韧易弯折的材质制作，例如可以选用弹性橡胶或弹性织物等材质。

脉搏是人体的重要生理参数之一，携带了丰富的生理和病理信息，具有重要的生理参考及诊断参考价值，例如，可以根据脉搏分析人体的心脏、肝胆、肾脏的健康状况等，因此，在提取出脉搏信号之后，还需要进一步地对脉搏信号进行监测分析。

图4a示出了本实用新型提供的一个实施例的脉搏监测设备的结构示意图。如图4a所示，脉搏监测设备包括：实施例一中图1a所示的脉搏信号提取装置200以及模数转换模块210、中央控制模块220和显示模块230；其中，模数转换模块210与带通滤波模块4相连，用于将带通滤波模块4输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号；中央控制模块220与模数转换模块210相连，用于根据数字的脉搏信号分析计算单位时间内的脉搏次数；显示模块230与中央控制模块220相连，用于显示中央控制模块220分析计算出的单位时间内的脉搏次数。

由于图4a的脉搏监测设备包括的脉搏信号提取装置200为实施例一中图1a所示的脉搏信号提取装置，因此，对其的描述均可参照对实施例一中图1a所示的脉搏信号提取装置的描述，此处不再赘述。

其中，经过带通滤波模块4处理后得到的脉搏信号为模拟的脉搏信号，为了后续的分析处理，需要通过模数转换模块210将模拟的脉搏信号转换成适合信号分析处理的数字的脉搏信号。应当理解的是，若带通滤波模块4进一步包括：高通滤波单元41和低通滤波单元42，则模数转换模块210与低通滤波单元42相连，用于将低通滤波单元42输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号。

在一种可选实施方式中，中央控制模块220可以利用预设峰值点确定算法确定数字的脉搏信号的峰值点，根据峰值点确定单位时间内的脉搏次数。

其中，峰值点确定算法采用现有技术中的峰值点确定算法，例如，可以采用循环比较法确定峰值点，具体地，设定经过带通滤波处理后的波形的第二个点的幅值作为初始值，将该点的幅值与前一个点的幅值及后一个点的幅值分别进行比较，若该点的幅值均大于两者，则确定该点为峰值点，本领域技术人员可以根据需要选择其它确定脉搏信号的峰值点的方法，此处不再赘述。

人体脉搏跳动有一定的强度，在确定出数字的脉搏信号的峰值点之后，还需要进一步判断对应的峰值点是否能够视为一次脉搏跳动，以监测用户的左手腕部寸口脉络的跳动为例，假如该脉络的预设脉搏幅值阈值为100mV，则需要将峰值点的幅值与预设脉搏幅值阈值100mV进行比较，若峰值点的幅值大于或等于100mV，则可以视为一次脉搏跳动，若峰值点的幅值小于100mV，则不能视为一次脉搏跳动，统计单位时间内，如60s，幅值大于或等于100mV的峰值点的个数，进而确定单位时间内的脉搏次数。

通过分析计算脉搏次数，可以分析人体的心脏、肝胆、肾脏的健康状况等，人体左手腕部寸口脉络对应于人体的心脏，该脉络跳动的频率和/或强度能够直接反映出人体心脏跳动的频率和/或强度，假如该脉络的预设脉搏幅值阈值为100mV，该脉络的预设脉搏频率阈值范围为60-100次/分，以单位时间为60s，中央控制模块220会先找出幅值大于或者等于100mV的峰值点，并分析计算其在60s内出现的次数，然后分析计算出其脉搏频率，若计算出的脉搏频率大于100次，则说明心脏跳动过快；若计算出的脉搏频率小于60次，则说明心脏跳动过缓，若计算出的脉搏频率在60-100次范围内，则说明心脏跳动正常。对其它脉络的跳动的监测方式与上述对寸口脉络的跳动的监测方式类似，此处不再赘述。

另外，该设备还可以包括报警模块(图中未示出)；该报警模块与中央控制模块220相连，用于根据中央控制模块220输出的报警控制信号进行报警。例如：若中央控制模块220计算出的脉搏频率大于100次或者小于60次，则中央控制模块220输出报警控制信号至报警模块，使报警模块报警；若中央控制模块220计算出的脉搏频率在60-100次范围内，则中央控制模块220不会输出报警控制信号。

本实用新型实施例中，可以通过比较器来确定脉搏信号的峰值点，利用比较器、计时器和累加器分析计算单位时间内的脉搏次数。

应当注意的是，图4a所示脉搏监测设备中的脉搏信号提取装置200也可替换为实施例一中图1b所示的脉搏信号提取装置、实施例一中图1c所示的脉搏信号提取装置或实施例一中图1d所示的脉搏信号提取装置，此处不再赘述。

根据本实用新型实施例提供的脉搏监测设备，通过对脉搏信号提取装置提取出的脉搏信号进行监测分析，能够实时了解用户当前的身体健康状况，及时地诊断出用户的疾病，本实用新型提供的脉搏监测设备不仅准确性和可靠性高，同时还具有结构及制作工艺简单、成本低廉，适合大规模工业生产的优点。

图4b示出了本实用新型提供的另一个实施例的脉搏监测设备的结构示意图。如图4b所示，脉搏监测设备包括：实施例二中图2所示的脉搏信号提取装置300以及模数转换模块210、中央控制模块220和显示模块230；其中，模数转换模块210与工频限波模块5相连，用于将工频限波模块5输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号；中央控制模块220与模数转换模块210相连，用于根据数字的脉搏信号分析计算单位时间内的脉搏次数；显示模块230与中央控制模块220相连，用于显示中央控制模块220分析计算出的单位时间内的脉搏次数。

由于图4b的脉搏监测设备包括的脉搏信号提取装置300为实施例二中图2所示的脉搏信号提取装置，因此，对其的描述均可参照对实施例二中图2所示的脉搏信号提取装置的描述，此处不再赘述。

其中，经过工频限波模块5处理后得到的脉搏信号为模拟的脉搏信号，为了后续的分析处理，需要通过模数转换模块210将模拟的脉搏信号转换成适合信号分析处理的数字的脉搏信号。

在一种可选实施方式中，中央控制模块220可以利用预设峰值点确定算法确定数字的脉搏信号的峰值点，根据峰值点确定单位时间内的脉搏次数。

其中，峰值点确定算法采用现有技术中的峰值点确定算法，例如，可以采用循环比较法确定峰值点，具体地，设定经过带通滤波处理后的波形的第二个点的幅值作为初始值，将该点的幅值与前一个点的幅值及后一个点的幅值分别进行比较，若该点的幅值均大于两者，则确定该点为峰值点，本领域技术人员可以根据需要选择其它确定脉搏信号的峰值点的方法，此处不再赘述。

人体脉搏跳动有一定的强度，在确定出数字的脉搏信号的峰值点之后，还需要进一步判断对应的峰值点是否能够视为一次脉搏跳动，以监测用户的左手腕部寸口脉络的跳动为例，假如该脉络的预设脉搏幅值阈值为100mV，则需要将峰值点的幅值与预设脉搏幅值阈值100mV进行比较，若峰值点的幅值大于或等于100mV，则可以视为一次脉搏跳动，若峰值点的幅值小于100mV，则不能视为一次脉搏跳动，统计单位时间内，如60s，幅值大于或等于100mV的峰值点的个数，进而确定单位时间内的脉搏次数。

通过分析计算脉搏次数，可以分析人体的心脏、肝胆、肾脏的健康状况等，人体左手腕部寸口脉络对应于人体的心脏，该脉络跳动的频率和/或强度能够直接反映出人体心脏跳动的频率和/或强度，假如该脉络的预设脉搏幅值阈值为100mV，该脉络的预设脉搏频率阈值范围为60-100次/分，以单位时间为60s，中央控制模块220会先找出幅值大于或者等于100mV的峰值点，并分析计算其在60s内出现的次数，然后分析计算出其脉搏频率，若计算出的脉搏频率大于100次，则说明心脏跳动过快；若计算出的脉搏频率小于60次，则说明心脏跳动过缓，若计算出的脉搏频率在60-100次范围内，则说明心脏跳动正常。对其它脉络的跳动的监测方式与上述对寸口脉络的跳动的监测方式类似，此处不再赘述。

另外，该设备还可以包括报警模块(图中未示出)；该报警模块与中央控制模块220相连，用于根据中央控制模块220输出的报警控制信号进行报警。例如：若中央控制模块220计算出的脉搏频率大于100次或者小于60次，则中央控制模块220输出报警控制信号至报警模块，使报警模块报警；若中央控制模块220计算出的脉搏频率在60-100次范围内，则中央控制模块220不会输出报警控制信号。

本实用新型实施例中，可以通过比较器来确定脉搏信号的峰值点，利用比较器、计时器和累加器分析计算单位时间内的脉搏次数。

根据本实用新型实施例提供的脉搏监测设备，通过对脉搏信号提取装置提取出的脉搏信号进行监测分析，能够实时了解用户当前的身体健康状况，及时地诊断出用户的疾病，本实用新型提供的脉搏监测设备不仅准确性和可靠性高，同时还具有结构及制作工艺简单、成本低廉，适合大规模工业生产的优点。

图4c示出了本实用新型提供的又一个实施例的脉搏监测设备的结构示意图。图4c所示的脉搏监测设备与图4a所示的脉搏监测设备的区别仅在于：图4c的脉搏监测设备包括的脉搏信号提取装置400为实施例三中图3所示的脉搏信号提取装置，而图4a的脉搏监测设备包括的脉搏信号提取装置200为实施例一中图1a所示的脉搏信号提取装置，除此之外，对其它模块的描述均与图4c所示的脉搏监测设备中对应的模块的描述相同，对其它模块的描述均可对应参照对图4c所示的脉搏监测设备中对应的模块的描述，此处不再赘述。

由于图4c的脉搏监测设备包括的脉搏信号提取装置400为实施例三中图3所示的脉搏信号提取装置，因此，对其的描述均可参照对实施例三中图3所示的脉搏信号提取装置的描述，此处不再赘述。

根据本实用新型实施例提供的脉搏监测设备，通过对脉搏信号提取装置提取出的脉搏信号进行监测分析，能够实时了解用户当前的身体健康状况，及时地诊断出用户的疾病，本实用新型提供的脉搏监测设备不仅准确性和可靠性高，同时还具有结构及制作工艺简单、成本低廉，适合大规模工业生产的优点。

本实用新型的脉搏信号提取装置及脉搏监测设备不仅可以使用单独的电源模块(图中未示出)进行供电，也可以使用其内部的任一模块的内部电源进行供电，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。例如：若使用单独的电源模块进行供电，则应使本实用新型的脉搏信号提取装置及脉搏监测设备内部需要电源供给的模块与该电源模块直接或间接相连，从而获得该电源模块提供的电能；若使用某一模块(如中央控制模块)的内部电源进行供电，则应使本实用新型的脉搏信号提取装置及脉搏监测设备内部需要电源供给的模块与该模块(如中央控制模块)直接或间接相连，从而获得该模块(如中央控制模块)提供的电能。

本实用新型中所提到的各种模块、电路均为由硬件实现的电路，虽然其中某些模块、电路集成了软件，但本实用新型所要保护的是集成软件对应的功能的硬件电路，而不仅仅是软件本身。

本领域技术人员应该理解，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种脉搏信号提取装置，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集人体生理信号；

电荷放大模块，与所述信号采集模块相连，用于对所述信号采集模块输出的人体生理信号进行阻抗转换；

电压放大模块，与所述电荷放大模块相连，用于将所述电荷放大模块输出的人体生理信号进行电压放大；

带通滤波模块，与所述电压放大模块相连，用于对所述电压放大模块输出的人体生理信号进行带通滤波处理，得到脉搏信号；

其中，所述信号采集模块包括至少一个摩擦发电式传感器和/或至少一个压电发电式传感器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

工频限波模块，与所述带通滤波模块相连，用于滤除所述带通滤波模块输出的脉搏信号中的工频干扰信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

工频限波模块，与所述电压放大模块相连，用于滤除所述电压放大模块输出的人体生理信号中的工频干扰信号，并将其输出至所述带通滤波模块。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带通滤波模块包括：

高通滤波单元，与所述电压放大模块相连，用于对所述电压放大模块输出的人体生理信号进行高通滤波处理；

低通滤波单元，与所述高通滤波单元相连，用于对所述高通滤波单元输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到所述脉搏信号。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述带通滤波模块包括：

高通滤波单元，与所述电压放大模块相连，用于对所述电压放大模块输出的人体生理信号进行高通滤波处理；

低通滤波单元，与所述高通滤波单元相连，用于对所述高通滤波单元输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到所述脉搏信号。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述带通滤波模块包括：

高通滤波单元，与所述工频限波模块相连，用于对所述工频限波模块输出的人体生理信号进行高通滤波处理；

低通滤波单元，与所述高通滤波单元相连，用于对所述高通滤波单元输出的人体生理信号进行低通滤波处理，得到所述脉搏信号。

7.根据权利要求1或3或4或6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

基准调整模块，与所述信号采集模块相连，用于调整所述信号采集模块输出的人体生理信号的基准点，并将其输出至所述电荷放大模块。

8.根据权利要求2或5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

基准调整模块，与所述信号采集模块相连，用于调整所述信号采集模块输出的人体生理信号的基准点，并将其输出至所述电荷放大模块。

9.一种脉搏监测设备，其特征在于，包括：权利要求1或3或4或6或7任一项所述的脉搏信号提取装置以及模数转换模块、中央控制模块和显示模块；其中，

所述模数转换模块，与所述带通滤波模块相连，用于将所述带通滤波模块输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号；

所述中央控制模块，与所述模数转换模块相连，用于根据所述数字的脉搏信号分析计算单位时间内的脉搏次数；

所述显示模块，与所述中央控制模块相连，用于显示所述中央控制模块分析计算出的单位时间内的脉搏次数。

10.一种脉搏监测设备，其特征在于，包括：权利要求2或5或8所述的脉搏信号提取装置以及模数转换模块、中央控制模块和显示模块；其中，

所述模数转换模块，与所述工频限波模块相连，用于将所述工频限波模块输出的模拟的脉搏信号转换为数字的脉搏信号；

所述中央控制模块，与所述模数转换模块相连，用于根据所述数字的脉搏信号分析计算单位时间内的脉搏次数；

所述显示模块，与所述中央控制模块相连，用于显示所述中央控制模块分析计算出的单位时间内的脉搏次数。