一種便攜式生理參數測量設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種便攜式生理參數測量設備，所述設備包括測量裝置，顯示裝置，第一連接裝置和第二連接裝置；所述測量裝置用于向測量對象的體表皮膚發送至少一種波長的測量光，以及接收所述測量光的反射光，并對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數；所述顯示裝置用于顯示所述生理參數；所述測量裝置和所述顯示裝置通過所述第一連接裝置和所述第二連接裝置進行連接以形成一環形結構；所述測量裝置朝向所述測量對象的體表皮膚的一側具有至少兩個透光孔，所述測量光和所述反射光的光路所述透光孔。本發明提供的便攜式生理參數測量設備體積小，易于佩戴；不論左手佩戴還是右手佩戴都可以獲得準確的測量結果。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬于醫學傳感【技術領域】，尤其涉及一種便攜式生理參數測量設備。 一種便攜式生理參數測量設備
【背景技術】
[0002] 目前，隨著生活水平的提高和人們對于個人健康狀況的關注，便于普通大眾使用 的醫療測量設備得到廣泛應用。人體生理參數是醫學上衡量人體生理狀態的一系列指標， 包括脈搏，血壓，血氧飽和度，血糖濃度等。生理參數宏觀地反映了人體的身體狀況，對于疾 病預測，身體保養具有非常重要的預警與指引作用。通常生理參數由人們在醫院經過專業 儀器體檢而獲得。但隨著科技的進步，小型化、家庭化的便攜式生理參數測量儀器受到人們 的青睞。
[0003] 但是，現有技術中的便攜式生理參數測量儀器需要集成多種傳感器來測量不同的 生理參數，例如：測量血壓需要血壓測量組件；利用光反射法測量血氧飽和度和血糖需要 光電監測組件；這樣的便攜式生理參數測量儀器集成難度和生產成本都較高，同時體積過 大也不便于大眾隨身佩戴。
[0004] 對血氧飽和度和血糖濃度等生理參數進行測量時，利用光反射法可以得到更準確 的測量結果。而利用光信號來進行探測時，光信號的強弱會對測量結果產生重要的影響。現 有便攜式生理參數測量設備中，會在測量光和發射光的光路上設置透光孔或者透明材料來 增加光強。但是目前的便攜式生理參數測量設備為了便攜性，只有一個透光孔，只適合左手 或者右手佩戴，而無法自由選擇佩戴手臂。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術中，便攜式生理參數測量設備無法兼顧測量對象左右手佩戴的 問題，本發明提供了一種便攜式生理參數測量設備。
[0006] 根據本發明的一個方面，提供一種便攜式生理參數測量設備，所述設備包括測量 裝置，顯示裝置，第一連接裝置和第二連接裝置；
[0007] 所述測量裝置用于向測量對象的體表皮膚發送至少一種波長的測量光，以及接收 所述測量光的反射光，并對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數；
[0008] 所述顯示裝置用于顯示所述生理參數；
[0009] 所述測量裝置和所述顯示裝置通過所述第一連接裝置和所述第二連接裝置進行 連接以形成一環形結構；
[0010] 所述測量裝置朝向所述測量對象的體表皮膚的一側具有至少兩個透光孔，所述測 量光和所述反射光的光路所述透光孔。
[0011] 根據本發明的一個【具體實施方式】，所述測量裝置包括光發射和接收模塊以及數據 處理模塊；
[0012] 所述光發射和接收模塊，用于向所述測量對象的體表皮膚發送至少一種波長的測 量光，以及接收所述測量光的反射光；
[0013] 所述處理模塊，用于對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數。
[0014] 根據本發明的另一個【具體實施方式】，所述體表皮膚是所述測量對象的橈動脈所對 應的腕部體表皮膚。
[0015] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述測量裝置朝向所述測量對象的體表皮膚 的一側包括第一透光孔和第二透光孔；
[0016] 當所述便攜式生理參數測量設備佩戴于所述測量對象的左臂腕部時，所述第一透 光孔與所述測量對象的左臂橈動脈對應設置；
[0017] 當所述便攜式生理參數測量設備佩戴于所述測量對象的右臂腕部時，所述第二透 光孔與所述測量對象的和右臂橈動脈對應設置。。
[0018] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述測量裝置包括：
[0019] 通信模塊，用于將所述生理參數通過有線和/或無線方式發送至外部設備。
[0020] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述測量裝置包括：環境狀態測量模塊和/ 或運動狀態測量模塊；
[0021] 所述環境狀態測量模塊用于測量對象所處的環境狀況；
[0022] 所述運動狀態測量模塊用于測量所述被測對象的運動狀態。
[0023] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述生理參數包括：
[0024] 脈搏參數、血壓參數、血糖濃度參數、血氧飽和度參數中任一或其組合。
[0025] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，顯示所述生理參數包括：
[0026] 顯示所述生理參數的數值和/或所述生理參數的示意圖。
[0027] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述第一連接裝置和/或所述第二連接裝置 呈帶狀和/或條狀結構。
[0028] 本發明所提供的便攜式生理參數測量設備利用光反射法獲得測量對象的生理參 數，該便攜式測量設備僅集成光電傳感器即可滿足測量需求，因此該便攜式測量設備的生 產成本和體積可進行控制，其具有功耗低、易于隨身佩戴等優點；此外，在該便攜式生理參 數測量設備中的測量裝置上設置有兩個透光孔，兩個透光孔分別對應于光發射和接收模 塊，不論用戶佩戴于左臂還是右臂都可以獲得準確的測量結果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它 特征、目的和優點將會變得更明顯：
[0030] 圖1所示為根據本發明提供的便攜式生理參數測量設備的一個【具體實施方式】的 結構示意圖；
[0031] 圖2所示為根據本發明提供的便攜式生理參數測量設備中測量裝置的一個具體 實施方式的結構示意圖。
[0032] 附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0033] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡 化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本發明可以在不同例子 中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各 種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本 發明省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本發明。
[0034] 參考圖1，圖1所示為根據本發明提供的便攜式生理參數測量設備的一個具體實 施方式的結構示意圖。
[0035] 便攜式生理參數測量設備包括：測量裝置1，顯示裝置2,第一連接裝置3和第二連 接裝置4。所述測量裝置1用于向測量對象的體表皮膚發送至少一種波長的測量光，以及 接收所述測量光的反射光，并對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數。所 述顯示裝置2用于顯示所述生理參數。所述測量裝置1和所述顯示裝置2通過所述第一連 接裝置3和所述第二連接裝置4進行連接以形成一環形結構。所述測量裝置1朝向所述測 量對象的體表皮膚的一側具有至少兩個透光孔，所述測量光和所述反射光的光路所述透光 孔。優選的，所述測量裝置朝向所述測量對象的體表皮膚的一側包括第一透光孔11和第二 透光孔14。
[0036] 具體地，本發明提供的生理參數測量設備主要的適用對象是人類，因此所述測量 對象在本文中主要指的是需要進行生理參數測量的人類。本領域技術人員應當理解，本發 明提供的生理參數測量設備還可以應用于針對與人類具有相同或相似生理特性的哺乳動 物的生理參數的測量。
[0037] 該便攜式生理參數測量設備采用光反射法來測量測量對象的各項生理參數，其具 體原理是利用光發射器向人體組織發送光波，該光波經過人體組織反射后生成反射光，光 接收器接收該反射光并分析該反射光所反映的人體的生理狀況，從而達到測量人體生理參 數的目的。具體地，本文所提及的術語"生理參數"包括脈搏參數、血壓參數、血糖濃度參數、 血氧飽和度參數中任一或其組合。
[0038] 參考圖2,所述測量裝置1包括光發射和接收模塊12以及處理模塊13。光發射和 接收模塊12用于向測量對象（即人體）的體表皮膚發送至少一種波長的測量光，以及接收 所述測量光的反射光，因此該光發射和接收模塊12可以使用能滿足上述功能的光電傳感 器來實現。例如，當前所需測量的生理參數是脈搏參數，根據光反射法測量脈搏參數的原 理，測量光可以紅光也可以是紅外光，因此光發射和接收模塊12可以是能產生紅光的光電 傳感器，也可以是可以產生紅外光的光電傳感器，還可以是既能產生紅光也可以產生紅外 光的光電傳感器；當前所需測量的生理參數是血氧飽和度參數時，根據雙波長反射法測量 血氧飽和度參數的原理，需要兩種波長的測量光共同作用才能實現，因此光發射和接收模 塊12是能夠產生紅光和紅外光兩種不同波長的測量光的光電傳感器；當前所需測量的生 理參數是血糖濃度參數時，根據光反射法測量血糖參數的原理，所述測量光可以使用波長 較大（例如為9600nm)的紅外光來實現，因此光發射和接收模塊12是能夠產生上述波長為 9600nm的紅外光的光電傳感器。相應地，若當前所需測量的生理參數是血壓參數，該血壓參 數可以通過脈搏參數測算得到，因此此類情況下對光發射和接收模塊12所提出的硬件需 求等同于測量脈搏參數。
[0039] 典型地，該光發射和接收模塊12可使用NJL5501R芯片來實現，NJL5501R芯片是 一種可以產生紅光和紅外光的光電傳感器。為滿足測量所述生理參數的需求，NJL5501R芯 片發出的紅光的波長的范圍是660nm± 3nm，所述紅外光的波長的范圍是940nm± 10nm。可 選地，該光發射和接收模塊12還集成發射波長是9600nm的紅外光的光電傳感器。
[0040] 透光孔中穿過的發射光，可以是光發射和接收模塊12采用的芯片發出的原始光 束，也可以是由光發射和接收模塊12中采用的芯片發出的原始光束進行分光后而產生的 光。但是只要光發射和接收模塊12設置于對應透光孔，光路就會通過透光孔到達測試對象 的皮膚，取得較準確的測量結果。
[0041] 為了滿足生理參數的測量精度，本文中提及的所述測量對象的體表皮膚優選地是 所述測量對象的橈動脈所對應的腕部體表皮膚，因此在實施過程中，該光發射和接收模塊 12設置在貼近所述腕部體表皮膚的位置。
[0042] 用戶佩戴所述便攜式生理參數測量設備時，可以根據不同的佩戴習慣或者佩戴時 的不同情況選擇佩戴于左臂或者右臂，因此，本發明提供的便攜式生理參數測量設備具有 兩個透光孔。
[0043] 每個透光孔對應一個光發射和接收模塊12。光發射和接收模塊12通過透光孔11 向測量對象的體表皮膚發送測量光，并通過該透光孔11接收上述測量光的反射光。光發射 和接收模塊12發出的測量光光路通過透光孔11直接達到體表皮膚上，可以避免測量裝置1 的外殼對測量光的干擾。可以理解，透光孔11可以是通透的設計，也可以是采用透明材料 制備。
[0044] 由于基于易于佩戴和佩戴穩定性考慮，該便攜式生理參數測量設備設計為具有腕 式佩戴結構，光發射和接收模塊12和透光孔設置于貼近橈動脈的位置。便攜式生理參數測 量設備上至少設置兩個透光孔。優選的，當所述便攜式生理參數測量設備佩戴于所述測量 對象的左臂腕部時，所述第一透光孔11與所述測量對象的左臂橈動脈對應設置；當所述便 攜式生理參數測量設備佩戴于所述測量對象的右臂腕部時，所述第二透光孔14與所述測 量對象的和右臂橈動脈對應設置。這種設置可以保證，不論用戶佩戴于左臂還是右臂，都能 使測量光通過透光孔到達橈動脈，并使經橈動脈反射的反射光通過透光孔返回。在保證光 路暢通的情況下，獲得準確的測量結果。
[0045] 第一透光孔11和第二透光孔14相應的內部均配置一個光發射和接收模塊12。根 據不同的佩戴方向，啟動適不同的光發射和接收模塊12。
[0046] 所述處理模塊13,用于對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數。 所述處理模塊13首先將接收到的反射光的信號轉換為數字信號；然后根據該數字信號生 成生理參數。進行模數轉換可以使用現有技術中合適的數模轉換芯片來實現，需要特別指 出的是，若所述光發射和接收模塊12使用NJL5501R來實現，則該NJL5501R芯片內包括用 于實現模數轉換的硬件結構，不許再添加硬件。用數字信號生成生理參數也可以使用現有 技術中合適的單片機芯片來實現，例如MK20DN512VLK10芯片。
[0047] 優選的，所述測量裝置1還包括：通信模塊，用于將所述生理參數通過有線和/或 無線方式發送至外部設備。外部設備可以是服務器、個人電腦、智能手機、平板電腦等。生 理參數可以在外部設備中進行存儲和/或分析。
[0048] 優選的，所述測量裝置1包括：環境狀態測量模塊和/或運動狀態測量模塊。環境 狀態測量模塊用于測量對象所處的環境狀況。該環境狀態模塊包括但不限于：溫度傳感器 和/或濕度傳感器。當用戶所處的外部環境溫度超過一定閾值時，即可判斷被測對象所處 環境有火災等意外狀況發生。運動狀態測量模塊用于測量所述被測對象的運動狀態。具體 地，該運動狀態測量模塊包括但不限于：加速度傳感器和/或速度傳感器。典型地，運動狀 態測量模塊可以使用MMA7455L芯片來實現，MMA7455L芯片是三軸加速度傳感器芯片，其與 處理模塊13相結合，便攜式生理參數測量設備可以通過MMA7455L芯片測量到的測量對象 的加速度推算該測量對象的運動狀態，以判斷所述測量對象是否出現跌倒、跌落等意外情 況的發生。
[0049] 顯示裝置2用于顯示生理參數的數值和/或所述生理參數的示意圖。該顯示裝置 2可以使用現有技術中合適的LED液晶顯示屏來實現，典型地，由處理模塊13控制在顯示裝 置2上顯示的具體內容，例如對所述生理參數進行預處理后以合適的樣式進行顯示。
[0050] 第一連接裝置3和第二連接裝置4用于將顯示裝置2和測量裝置1連接成一環狀 結構，便于佩戴于用戶的腕部。第一連接裝置3和/或第二連接裝置4的制備材料包括但 不限于：金屬、皮革、塑料和/或織物等。第一連接裝置3和/或第二連接裝置4為帶狀或 者條狀結構。為了固定的牢固度，該環形結構為一封閉環形結構。
[0051] 本發明所提供的便攜式生理參數測量設備利用光反射法獲得測量對象的生理參 數，僅集成光電傳感器即可滿足測量需求，因此該便攜式生理參數測量設備的生產成本和 體積可進行控制，其具有功耗低、易于隨身佩戴等優點；此外，在測量裝置上設置兩個透光 孔使得不論用戶佩戴于左臂還是佩戴于右臂時測量光和反射光的光路都保持暢通，障礙干 擾小，測量的結果準確性高。
[0052] 雖然關于示例實施例及其優點已經詳細說明，應當理解在不脫離本發明的精神和 所附權利要求限定的保護范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種變化、替換和修改。對 于其他例子，本領域的普通技術人員應當容易理解在保持本發明保護范圍內的同時，工藝 步驟的次序可以變化。
[0053] 此外，本發明的應用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機構、制 造、物質組成、手段、方法及步驟。從本發明的公開內容，作為本領域的普通技術人員將容 易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發出的工藝、機構、制造、物質組成、手段、方法 或步驟，其中它們執行與本發明描述的對應實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結 果，依照本發明可以對它們進行應用。因此，本發明所附權利要求旨在將這些工藝、機構、制 造、物質組成、手段、方法或步驟包含在其保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種便攜式生理參數測量設備，所述設備包括測量裝置，顯示裝置，第一連接裝置和 第二連接裝置，其中： 所述測量裝置用于向測量對象的體表皮膚發送至少一種波長的測量光，以及接收所述 測量光的反射光，并對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數； 所述顯示裝置用于顯示所述生理參數； 所述測量裝置和所述顯示裝置通過所述第一連接裝置和所述第二連接裝置進行連接 以形成一環形結構； 所述測量裝置朝向所述測量對象的體表皮膚的一側具有至少兩個透光孔，所述測量光 和所述反射光的光路所述透光孔。
2. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述測量裝置包括光發射和接收模塊以及數據 處理模塊； 所述光發射和接收模塊，用于向所述測量對象的體表皮膚發送至少一種波長的測量 光，以及接收所述測量光的反射光； 所述處理模塊，用于對所述反射光進行處理以得到所述測量對象的生理參數。
3. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述體表皮膚是所述測量對象的橈動脈所對應 的腕部體表皮膚。
4. 根據權利要求3所述的設備，其中，所述測量裝置朝向所述測量對象的體表皮膚的 一側包括第一透光孔和第二透光孔； 當所述便攜式生理參數測量設備佩戴于所述測量對象的左臂腕部時，所述第一透光孔 與所述測量對象的左臂橈動脈對應設置； 當所述便攜式生理參數測量設備佩戴于所述測量對象的右臂腕部時，所述第二透光孔 與所述測量對象的和右臂橈動脈對應設置。
5. 根據權利要求2所述的設備，其中，所述測量裝置還包括： 通信模塊，用于將所述生理參數通過有線和/或無線方式發送至外部設備。
6. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述測量裝置還包括：環境狀態測量模塊和/或 運動狀態測量模塊； 所述環境狀態測量模塊用于測量對象所處的環境狀況； 所述運動狀態測量模塊用于測量所述被測對象的運動狀態。
7. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述生理參數包括： 脈搏參數、血壓參數、血糖濃度參數、血氧飽和度參數中任一或其組合。
8. 根據權利要求1所述的設備，其中，顯示所述生理參數包括： 顯示所述生理參數的數值和/或所述生理參數的示意圖。
9. 根據權利要求1所述的設備，其中，所述第一連接裝置和/或所述第二連接裝置呈帶 狀和/或條狀結構。
【文檔編號】A61B5/145GK104055501SQ201410302519
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】辛勤, 王毅峰 申請人:辛勤