用于人體生理信號的監護系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種不會對患者的正常工作和生活帶來影響的用于人體生理信號的監護系統。該監護系統，包括人體生理信號采集裝置、移動終端、遠程監護終端，人體生理信號采集裝置包括腰帶，所述腰帶上設置有第一微控制器、用于采集人體的心電波形以及心率值的心電傳感器、用于采集人體脈搏波形的脈搏傳感器、用于發送采集的人體生理信息的信號發送模塊、用于供電的第一電源模塊，這樣將采集人體生理信息的各種傳感器集成在腰帶上，由于腰帶是平時每個人都會習慣帶的，因此，患者可以隨時隨地攜帶且不會對患者的正常工作和生活帶來影響，隨時隨地的攜帶即保證了可以每時每刻對患者進行監護。適合在醫學監護設備【技術領域】推廣應用。
【專利說明】用于人體生理信號的監護系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及醫學監護設備【技術領域】，尤其是涉及一種用于人體生理信號的監護系 統。
【背景技術】
[0002] 可穿戴醫療設備是將可穿戴技術應用于體征監測、運動數據統計及健康狀況改善 的設備統稱，具有監測生理指標、數據記錄和動態觀察等三大作用。可穿戴電子設備是當下 前沿科技的熱點，醫療產業則是近年中國改革的核心。研究表明，遠程監護可以使醫療費用 降低40%以上，可以讓現有醫療資源最大化利用，解決偏遠地區醫療資源嚴重不足的問題， 我國政府對于移動醫療持明確的支持態度。而對于慢性病的遠程監護，血壓、心電信號、脈 搏等生理參數的實時監控具有不可或缺的需求。空巢化趨勢與獨居老人增多，能夠實現遠 程實時監控的可穿戴智能醫療設備需求量會不斷增加。尤其需要指出的是，人力成本的上 升會是導致能夠實現遠程實時監控的可穿戴智能醫療設備需求量增加的一個重要因素。
[0003] 目前，可穿戴醫療設備大都是袖帶式醫療設備，即將各種檢測傳感器集成在袖帶 上，這種袖帶式醫療設備雖然實現了一定的檢測預防功能，但是存在一個較大的問題，即攜 帶不方便，由于人們平時不會在胳膊上帶袖帶之類的，如果患者突然之間要一直戴著袖帶 就會給患者的行動帶來一定影響，會對患者正常的工作和生活帶來影響，其次，袖帶式醫療 設備的血壓測量方法大多數都是采用壓力袖帶的方式，壓力袖帶在使用中會給患者造成壓 迫感和束縛感，并且袖帶的充、放氣工作過程需要持續長達幾十個心跳周期的時間，這使得 血壓的連續測量實現起來非常困難。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種不會對患者的正常工作和生活帶來影響 的用于人體生理信號的監護系統。
[0005] 本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：該用于人體生理信號的監護系 統，包括人體生理信號采集裝置、移動終端、遠程監護終端，所述人體生理信號采集裝置包 括腰帶，所述腰帶上設置有第一微控制器、用于采集人體的心電波形以及心率值的心電傳 感器、用于采集人體脈搏波形的脈搏傳感器、用于發送采集的人體生理信息的信號發送模 塊、用于供電的第一電源模塊，所述心電傳感器、脈搏傳感器、信號發送模塊、第一電源模塊 分別與第一微控制器連接；所述移動終端包括第二微控制器、用于接收信號發送模塊發送 的人體生理信息的信號接收模塊、用于向遠程監護終端發送人體生理信息的信號發射模 塊、用于供電的第二電源模塊，所述藍牙接收模塊、信號發射模塊、第二電源模塊分別與第 二微控制器連接，所述遠程監護終端包括第三微控制器和信息顯示設備，所述第三微控制 器與信息顯示設備連接。
[0006] 進一步的是，所述信息顯示設備顯示的信息包括個人信息、心電波形、脈搏波形、 心率值以及血壓值，所述血壓值包括收縮壓和舒張壓，所述收縮壓通過如下公式計算得到： SBP = slXPWTT+s2,其中，sl、s2為固定常數，使用者在首次使用時需要對血壓值校準，si、 s2的數值在校準過程中計算確定，SBP表示收縮壓，PWTT表示脈搏波傳導時間，所述PWTT 由心電信號R波波峰位置和脈搏波波峰位置計算得出；
[0007] 所述舒張壓通過如下計算公式得到^其中DBP表示舒張壓，Td為心 跳舒張期，由心電波計算得出；f表示血液循環特性，由血壓值校準確定。
[0008] 進一步的是，所述信號發送模塊、信號接收模塊均采用藍牙模塊。
[0009] 進一步的是，所述信號發射模塊采用GPRS模塊。
[0010] 本發明的有益效果是：本發明所述用于人體生理信號的監護系統的人體生理信號 采集裝置包括腰帶，所述腰帶上設置有第一微控制器、用于采集人體的心電波形以及心率 值的心電傳感器、用于采集人體脈搏波形的脈搏傳感器、用于發送采集的人體生理信息的 信號發送模塊、用于供電的第一電源模塊，所述心電傳感器、脈搏傳感器、信號發送模塊、第 一電源模塊分別與第一微控制器連接，這樣將采集人體生理信息的各種傳感器集成在腰帶 上，由于腰帶是平時每個人都會習慣帶的，因此，患者可以隨時隨地攜帶且不會對患者的正 常工作和生活帶來影響，隨時隨地的攜帶即保證了可以每時每刻對患者進行監護，尤其是 對于年齡大的人來說，可以時刻的監測身體狀況，減少發病隱患；另外，腰帶采用現有的腰 帶即可，穿戴方便，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明所述的人體生理信號采集裝置結構示意圖；
[0012] 圖2為本發明所述的移動終端示結構示意圖；
[0013] 附圖標記說明：第一微控制器1. 1、心電傳感器1. 2、脈搏傳感器1. 3、信號發送模 塊1. 4、第一電源模塊1. 5、第二微控制器2. 1、信號接收模塊2. 2、信號發射模塊2. 3、第二電 源模塊2. 4。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0015] 如圖1、2所示，該用于人體生理信號的監護系統，包括人體生理信號采集裝置、移 動終端、遠程監護終端，所述人體生理信號采集裝置包括腰帶，所述腰帶上設置有第一微控 制器1. 1、用于采集人體的心電波形以及心率值的心電傳感器1. 2、用于采集人體脈搏波形 的脈搏傳感器1. 3、用于發送采集的人體生理信息的信號發送模塊1. 4、用于供電的第一電 源模塊1. 5,所述心電傳感器1. 2、脈搏傳感器1. 3、信號發送模塊1. 4、第一電源模塊1. 5分 別與第一微控制器I. 1連接；所述移動終端包括第二微控制器2. 1、用于接收信號發送模塊 1. 4發送的人體生理信息的信號接收模塊2. 2、用于向遠程監護終端發送人體生理信息的 信號發射模塊2. 3、用于供電的第二電源模塊2. 4,所述藍牙接收模塊、信號發射模塊2. 3、 第二電源模塊2. 4分別與第二微控制器2. 1連接，所述遠程監護終端包括第三微控制器和 信息顯示設備，所述第三微控制器與信息顯示設備連接。該用于人體生理信號的監護系統 的使用過程如下：首先，使用者將腰帶佩戴在腰上，打開第一電源模塊1. 5的開關，通過心 電傳感器1. 2、脈搏傳感器1. 3采集人體心電、脈搏信號，并將模數轉換后的心電、脈搏數據 傳送至第一微控制器I. 1，再由第一微控制器I. 1控制信號發送模塊I. 4將心電、脈搏數據 發送出去，然后，在移動終端中第二電源模塊2. 4的開關開啟后，信號接收模塊2. 2接收信 號發送模塊1. 4發送的心電、脈搏數據，通過第二微控制器2. 1控制信號發射模塊2. 3向 遠端監護終端發送心電、脈搏數據，最后，在遠程監護終端中顯示各種人體生理信息，通過 與標準值比較，若超出正常范圍的生理參數，則向使用者發出警示。本發明所述用于人體 生理信號的監護系統的人體生理信號采集裝置包括腰帶，所述腰帶上設置有第一微控制器 1. 1、用于采集人體的心電波形以及心率值的心電傳感器1. 2、用于采集人體脈搏波形的脈 搏傳感器1. 3、用于發送采集的人體生理信息的信號發送模塊1. 4、用于供電的第一電源模 塊1. 5,所述心電傳感器1. 2、脈搏傳感器1. 3、信號發送模塊1. 4、第一電源模塊1. 5分別與 第一微控制器1. 1連接，這樣將采集人體生理信息的各種傳感器集成在腰帶上，由于腰帶 是平時每個人都會習慣帶的，因此，患者可以隨時隨地攜帶且不會對患者的正常工作和生 活帶來影響，隨時隨地的攜帶即保證了可以每時每刻對患者進行監護，尤其是對于年齡大 的人來說，可以時刻的監測身體狀況，減少發病隱患；另外，腰帶采用現有的腰帶即可，穿戴 方便，成本低。
[0016] 進一步的是，所述信息顯示設備顯示的信息包括個人信息、心電波形、脈搏波形、 心率值以及血壓值，所述血壓值包括收縮壓和舒張壓，基于脈搏波傳導時間計算收縮壓，所 述收縮壓通過如下公式計算得到：SBP = S1XPWTT+S2,其中，si、S2為固定常數，使用者在 首次使用時需要對血壓值校準，sl、s2的數值在校準過程中計算確定，即通過多次校準得到 多組收縮壓和脈搏波傳導時間的數值，然后建立關于si、s2的二元一次方程，通過解方程 即可得到si、s2的數值，SBP表示收縮壓，PWTT表示脈搏波傳導時間，所述PWTT由心電信 號R波波峰位置和脈搏波波峰位置計算得出；
[0017] 基于血管彈性腔模型建立起舒張壓和收縮壓的關系進而估算舒張壓，所述舒張壓 通過如下計算公式得到：Xfh其中DBP表示舒張壓，Td為心跳舒張期，由心電波計 算得出；f表示血液循環特性，由血壓值校準確定。上述計算公式簡單實用，利用上述公式 可以快速準確的測量出收縮壓和舒張壓，可以實施快速的檢測患者的血壓，而且不會對患 者造成壓迫感和束縛感，同時也避免了傳統袖帶的過松或者過緊對測量結果產生的較大誤 差。
[0018] 另外，所述信號發送模塊1. 4、信號接收模塊2. 2均采用藍牙模塊，所述信號發射 模塊2. 3采用GPRS模塊，實現了非接觸式生理信號的實時監控和傳輸，使得整個監護過程 在無聲無息中完成，徹底避免對患者正常的工作和生活造成任何影響，給使用者的日常生 活和工作帶來了極大的便利。
[0019] 而且，藍牙具有穩定可靠的接入能力和很高自抗干擾能力，由于采用了快速跳頻 和FEC糾錯自碼等技術.即使周圍有同頻段干擾源存在.藍牙設備也只是通信速率有所降 低.不會出現鏈路中斷或數據出錯的情況，標準狀態下藍牙的發射功率僅為毫瓦級，大約 是手機通話時功率的千分之一，不會對人體健康產生影響，藍牙芯片的成本相對較低。
[0020] 基于GPRS的數據傳輸是基于數據分組交換的傳輸控制方式，原理上與基于計算 機網絡的方式相似。這種方式對設備的要求相對不高，數據傳輸方便，網絡系統的擴展維護 很簡單。GPRS是為移動數據通信專門設計的，提供端到端的、廣域的無線IP連接，理論上的 最大傳輸速率為171Kbps，目前傳輸速率為56?114Kbps。采用GPRS傳輸數據，只需一端 配置GPRS無線通訊模塊，另一端配置能一臺以公網IP方式上網的電腦，這樣就可以實現數 據的遠程傳輸。
[0021] 采用GPRS數據傳輸方式其優點有：系統構建成本低充分利用現有資源一中國移 動全國范圍的電信網絡GSM，方便、可以快速、低建設成本構建遠程心電檢測系統，檢測范圍 廣可以在中國移動覆蓋范圍內實現對用戶的心電檢測，傳輸速率高GPRS數據傳輸速度最 高可達到115?384Kbps，可以滿足對用戶的實時檢測，接入時間短約為兩秒，可快速建立 對危險病人的接入，并對患者進行及時的診斷和救護，提供實時在線功能用戶將始終處于 連線和在線狀態，這將使檢測對象訪問服務變得非常簡單、快速。
【權利要求】
1. 用于人體生理信號的監護系統，其特征在于：包括人體生理信號采集裝置、移動終 端、遠程監護終端，其特征在于：所述人體生理信號采集裝置包括腰帶，所述腰帶上設置有 第一微控制器（1. 1)、用于采集人體的也電波形W及也率值的也電傳感器（1.2)、用于采集 人體脈搏波形的脈搏傳感器（1.3)、用于發送采集的人體生理信息的信號發送模塊（1.4)、 用于供電的第一電源模塊（1. 5)，所述也電傳感器（1. 2)、脈搏傳感器（1. 3)、信號發送模塊 (1. 4)、第一電源模塊（1. 5)分別與第一微控制器（1. 1)連接；所述移動終端包括第二微控 制器（2. 1)、用于接收信號發送模塊（1. 4)發送的人體生理信息的信號接收模塊（2. 2)、用 于向遠程監護終端發送人體生理信息的信號發射模塊、用于供電的第二電源模塊（2. 4)，所 述藍牙接收模塊、信號發射模塊、第二電源模塊化4)分別與第二微控制器化1)連接，所 述遠程監護終端包括第H微控制器和信息顯示設備，所述第H微控制器與信息顯示設備連 接。
2. 如權利要求1所述的用于人體生理信號的監護系統，其特征在于：所述信息顯示設 備顯示的信息包括個人信息、也電波形、脈搏波形、也率值W及血壓值，所述血壓值包括收 縮壓和舒張壓，所述收縮壓通過如下公式計算得到；SBP = S1XPWTT+S2,其中，si、s2為固 定常數，使用者在首次使用時需要對血壓值校準，sl、s2的數值在校準過程中計算確定，SBP 表示收縮壓，PWlT表示脈搏波傳導時間，所述PWTT由也電信號R波波峰位置和脈搏波波峰 位置計算得出； 所述舒張壓通過如下計算公式得到；?SSP Xf手，其中DBP表示舒張壓，Td為也跳舒 張期，由也電波計算得出；f表示血液循環特性，由血壓值校準確定。
3. 如權利要求2所述的用于人體生理信號的監護系統，其特征在于：所述信號發送模 塊（1. 4)、信號接收模塊化2)均采用藍牙模塊。
4. 如權利要求3所述的用于人體生理信號的監護系統，其特征在于：所述信號發射模 塊化3)采用GPRS模塊。
【文檔編號】A61B5/0402GK104257362SQ201410520909
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】永遠, 唐媛恬, 梁婷, 韓奎, 吳桐, 陳巧瑩, 羋倩 申請人:成都柏森松傳感技術有限公司