CN104739396A - 一种用于测量人体血压的腕表监护仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量人体血压的腕表监护仪。包括腕带和表盘，腕带上固定有脉搏信号采集模块，表盘表面设置有显示屏和按键模块，表盘内部设置有控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块、语音通话模块、麦克风、扬声器和可充电电池，控制芯片输入端连接脉搏信号采集模块和按键模块，控制芯片输出端分别连接无线通信模块、GPS定位模块、语音通话模块和显示屏；麦克风和扬声器与所述语音通话模块相连接；GPS定位模块与无线通信模块相连接。本发明血压测量过程简单方便、实时准确而且监护仪携带方便，同时具备GPS定位、接听电话、语音通话、一键呼救等功能模块，可以在生活中广泛应用。

Description

一种用于测量人体血压的腕表监护仪

技术领域

本发明涉及一种血压测量装置，特别涉及一种用于测量人体血压的腕表监护仪。

背景技术

据全世界对高血压发生率的情况调查显示，世界范围内高血压患者已将近达到10亿人，并推测到2025年，全球将15.6亿人患上高血压疾病。即使在国内这一情况也不容乐观，目前，国内的高血压疾病持有者大约为我国人口总数的十分之一，并且每年会有1000万人加入这一行列。高血压常是一种比较常见的心血管疾病，很多情况下也会引起心脏、肾脏这些内脏器官的严重损伤，更严重者会引起脑中风、冠心病等疾病，世界范围内，大约会有数百万人会因为心脏病而死亡，而高血压是引起心脏病的一个重要原因。在另外一个方面，大多数高血压患者由于平时缺乏对血压的日常监测，根本没有意识到自己的病情，从而导致耽误了治疗时机。因此，血压监护在临床诊断过程中以及家庭日常保健过程中起着越来越重要的作用。

要彻底改变这种现状，需要提高全民健康防病意识，包括在日常生活、工作中进行自我血压监测。而且，如果能够实现人们日常生活过程中的血压的实时监测，那么将能够对于正在治疗的高血压患者提供反馈，让医生或者病人自己清楚，哪一种治疗方式更加有效，更加适合自己。就当前而言，人们在日常中在需要测量血压的时候，一般只能去诊所，或者医院进行测量，一般采用的是人工利用听诊器的方法进行测量。并且测量结果只能是一个暂态血压，而人体的血压波动较大，这种暂态值不足以反映病人的真实的身体状况。因此，研发一种24小时全天候动态监测病人血压的便携设备显得非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于测量人体血压的腕表监护仪。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于测量人体血压的腕表监护仪，包括腕带和表盘，所述腕带上固定有脉搏信号采集模块，所述表盘表面设置有显示屏和按键模块，所述表盘内部设置有控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块、报警模块、语音通话模块、麦克风、扬声器和可充电电池，所述控制芯片输入端连接所述脉搏信号采集模块和按键模块，所述控制芯片输出端分别连接所述无线通信模块、GPS定位模块、报警模块、语音通话模块和显示屏；所述麦克风和扬声器与所述语音通话模块相连接；所述GPS定位模块与所述无线通信模块相连接；所述可充电电池用于为所述脉搏信号采集模块、显示屏、控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块和语音通话模块充电。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述脉搏信号采集模块用于采集所述被监护者的脉搏信号并将所述脉搏信号传输给所述控制芯片；所述控制芯片用于将所述脉搏信号转化为血压值，并通过所述无线通信模块发送给所述远程监护平台；所述GPS定位模块用于将被监护者的位置信息发送给所述远程监护平台；所述报警模块用于向所述远程监护平台发送报警信息，并通过语音通话模块与所述远程监护平台的管理者进行语音通话。

进一步的，所述脉搏信号采集模块包括依次连接的压电脉搏传感器、一级反向放大器和二级低通滤波器。

进一步的，所述二级低通滤波器为巴特沃斯数字低通滤波器，所述巴特沃斯数字低通滤波器通带截至频率为15Hz，阻带截至频率为30Hz，通带最大衰减为1Db，阻带最小衰减为70Db。

进一步的，所述压电脉搏传感器为CM-01接触式麦克风传感器；所述控制芯片包括信号分解模块和血压预测模块，

所述CM-01接触式麦克风传感器用于多次采集人体的脉搏波信号，形成分析样本；

所述信号分解模块用于利用独立成分分析方法将所述脉搏波信号进行分解，得到仅与人体血压相关的所述脉搏波信号的独立成分分量；

所述血压预测模块用于将所述独立成分分量的频谱密度和所述脉搏波信号的基波频谱作为人体血压预测的特征参数值，构建人体血压值与所述特征参数值的自回归预测模型；并通过所述自回归预测模型和被测人员的脉搏波信号预测所述被测人员的血压数据。

进一步的，所述无线通信模块为GSM模块、CDMA模块和/或TD-LTE模块。

进一步的，所述无线通信模块为wifi模块和/或GPRS模块。

进一步的，所述表盘内还包括用于与智能终端通信的蓝牙模块。

进一步的，所述控制芯片为MT6250芯片。

本发明的有益效果是：本发明的腕表监护仪摆脱了以往测量血压需要另外的设备进行对胳膊上臂部位进行充气加压，阻断血液流动的过程，不仅血压测量过程简单方便、实时准确而且监护仪携带方便，同时具备测量实时体征(血压、脉搏)数据、GPS定位、接听电话、语音通话、一键呼救等功能模块，可以在生活中广泛使用。

附图说明

图1为本发明腕表监护仪的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明腕表监护仪的结构示意图，包括腕带和表盘，所述腕带上固定有脉搏信号采集模块，所述表盘表面设置有显示屏和按键模块，所述表盘内部设置有控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块、报警模块、语音通话模块、麦克风、扬声器和可充电电池，所述控制芯片输入端连接所述脉搏信号采集模块和按键模块，所述控制芯片输出端分别连接所述无线通信模块、GPS定位模块、报警模块、语音通话模块和显示屏；所述麦克风和扬声器与所述语音通话模块相连接；所述GPS定位模块与所述无线通信模块相连接；所述可充电电池用于为所述脉搏信号采集模块、显示屏、控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块和语音通话模块充电。

本实施例中，所述脉搏信号采集模块用于采集所述被监护者的脉搏信号并将所述脉搏信号传输给所述控制芯片；所述控制芯片用于将所述脉搏信号转化为血压值，并通过所述无线通信模块发送给所述远程监护平台；所述GPS定位模块用于将被监护者的位置信息发送给所述远程监护平台；所述报警模块用于向所述远程监护平台发送报警信息，并通过语音通话模块与所述远程监护平台的管理者进行语音通话。

优选的，本实施例中，所述脉搏信号采集模块包括依次连接的压电脉搏传感器、一级反向放大器和二级低通滤波器。所述二级低通滤波器为巴特沃斯数字低通滤波器，所述巴特沃斯数字低通滤波器通带截至频率为15Hz，阻带截至频率为30Hz，通带最大衰减为1Db，阻带最小衰减为70Db。本实施例的脉搏信号采集模块具有以下特征——高增益：由于人体的脉搏信号比较微弱，特别是对于老人或者儿童而言，他们的脉搏信号往往都要通过较大的放大倍数的放大器进行处理之后才能够使测量结果更加具有参考价值；高输入阻抗：信号源的阻抗比较高，同时人体的体征信号相对较为微弱，提高输入阻抗，能够防止在经过分压之后信号的灵敏度变小造成的信号失真；低噪声：为了防止噪声过大而淹没脉搏波的信号，前置级放大器应当选用信噪比比较高的放大器；低温漂：采用低温度漂移的放大器，防止在使用较高放大倍数放大电路是造成的饱和失真；采用较低的通带：由于脉搏信号主要存在于较低的频率内，采用低通模型能够有效的消除噪声。

在测量的时候把压电脉搏传感器固定在手腕部分，并且使压电脉搏传感器的突出在外的感应活塞压在脉搏跳动比较明显的桡动脉上。用腕表为传感器进行供电，当按下腕表中的测量按键中时压电脉搏传感器就可以实现正常测量。由于压电脉搏传感器是测量振动的信号，最终得到的不是一个正规的压力波形。本实施例中，所述压电脉搏传感器为CM-01接触式麦克风传感器。CM-01是一种比较理想的监测体音的传感器，主要由灵敏度高，性能相对稳定的压电薄膜同前置放大电路想结合之后形成一种可以拾取体音信号的传感器，其作用是实现主要是对振动信号进行测量。

优选的，本实施例中，所述语音通话模块内存储有预设的电话号码。所述无线通信模块为GSM模块、CDMA模块和/或TD-LTE模块。所述无线通信模块为wifi模块和/或GPRS模块。所述表盘内还包括用于与智能终端通信的蓝牙模块。本实施例中，所述控制芯片为MT6250芯片。本次开发采用的微控制器是台湾IC设计厂商联发科技设计的MT6250芯片。MT6250是一个单芯片GSM/GPRS/EDGE-RX解决方案，其内含2.75G基带芯片，采用40纳米CMOS工艺完成，具有高集成度、低功耗、低成本、功能完善的特点。该芯片内集成有高新能的ARM7EJ-STM处理器以及多媒体加速器、图形加速器、浮点运算器等加速单元，使得该芯片具有出色的多媒体性能和很强的处理能力。它不仅集成了基带、射频、电源管理单元，还集成了Pseudo-SRAM、蓝牙、FM、高品质音频功放、触摸屏控制器、两个SIM卡控制器等众多***器件，在降低整体方案成本的同时，大大降低客户的设计复杂度和生产成本，为客户创造更大价值。整个平台还具备超低功耗的特点，CPU满载时功耗仅80mW。所述控制芯片包括信号分解模块和血压预测模块，所述CM-01接触式麦克风传感器用于多次采集人体的脉搏波信号，形成分析样本；所述信号分解模块用于利用独立成分分析方法将所述脉搏波信号进行分解，得到仅与人体血压相关的所述脉搏波信号的独立成分分量；所述血压预测模块用于将所述独立成分分量的频谱密度和所述脉搏波信号的基波频谱作为人体血压预测的特征参数值，构建人体血压值与所述特征参数值的自回归预测模型；并通过所述自回归预测模型和被测人员的脉搏波信号预测所述被测人员的血压数据。

本发明的腕表监护仪摆脱了以往测量血压需要另外的设备进行对胳膊上臂部位进行充气加压，阻断血液流动的过程，不仅血压测量过程简单方便、实时准确而且监护仪携带方便，同时具备测量实时体征(血压、脉搏)数据、GPS定位、接听电话、语音通话、一键呼救等功能模块，可以在生活中广泛使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于测量人体血压的腕表监护仪，其特征在于：包括腕带和表盘，所述腕带上固定有脉搏信号采集模块，所述表盘表面设置有显示屏和按键模块，所述表盘内部设置有控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块、报警模块、语音通话模块、麦克风、扬声器和可充电电池，所述控制芯片输入端连接所述脉搏信号采集模块和按键模块，所述控制芯片输出端分别连接所述无线通信模块、GPS定位模块、报警模块、语音通话模块和显示屏；所述麦克风和扬声器与所述语音通话模块相连接；所述GPS定位模块与所述无线通信模块相连接；所述可充电电池用于为所述脉搏信号采集模块、显示屏、控制芯片、GPS定位模块、无线通信模块和语音通话模块充电。

2.根据权利要求1所述的腕表监护仪，其特征在于：所述脉搏信号采集模块用于采集所述被监护者的脉搏信号并将所述脉搏信号传输给所述控制芯片；所述控制芯片用于将所述脉搏信号转化为血压值，并通过所述无线通信模块发送给所述远程监护平台；所述GPS定位模块用于将被监护者的位置信息发送给所述远程监护平台；所述报警模块用于向所述远程监护平台发送报警信息，并通过语音通话模块与所述远程监护平台的管理者进行语音通话。

3.根据权利要求1所述的腕表监护仪，其特征在于：所述脉搏信号采集模块包括依次连接的压电脉搏传感器、一级反向放大器和二级低通滤波器。

4.根据权利要求3所述的腕表监护仪，其特征在于：所述二级低通滤波器为巴特沃斯数字低通滤波器，所述巴特沃斯数字低通滤波器通带截至频率为15Hz，阻带截至频率为30Hz，通带最大衰减为1Db，阻带最小衰减为70Db。

5.根据权利要求1～4任一所述的腕表监护仪，其特征在于：所述压电脉搏传感器为CM-01接触式麦克风传感器；所述控制芯片包括信号分解模块和血压预测模块，

所述CM-01接触式麦克风传感器用于多次采集人体的脉搏波信号，形成分析样本；

所述信号分解模块用于利用独立成分分析方法将所述脉搏波信号进行分解，得到仅与人体血压相关的所述脉搏波信号的独立成分分量；

所述血压预测模块用于将所述独立成分分量的频谱密度和所述脉搏波信号的基波频谱作为人体血压预测的特征参数值，构建人体血压值与所述特征参数值的自回归预测模型；并通过所述自回归预测模型和被测人员的脉搏波信号预测所述被测人员的血压数据。

6.根据权利要求5所述的腕表监护仪，其特征在于：所述无线通信模块为GSM模块、CDMA模块和/或TD-LTE模块。

7.根据权利要求5所述的腕表监护仪，其特征在于：所述无线通信模块为wifi模块和/或GPRS模块。

8.根据权利要求5所述的腕表监护仪，其特征在于：所述表盘内还包括用于与智能终端通信的蓝牙模块。

9.根据权利要求5所述的腕表监护仪，其特征在于：所述控制芯片为MT6250芯片。