CN105769139B - 位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置 - Google Patents

位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置 Download PDF

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Abstract

位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置，有一个未封闭的指部固定套（4），该装置还包括脉搏传感器（1）、未封闭的夹持弹性片（2）、铰链（3）、未封闭的指部固定套（4）、信号信号调理电路模块（5）和单片机采集发送模块（6），所述脉搏传感器（1）固定于夹持弹性片（2）的前端，夹持弹性片（2）能够将脉搏传感器（1）稳定的固定在指甲上；夹持弹性片（2）与指部固定套（4）通过铰链（3）相连接，并能随指部的活动而转动；通过信号调理电路模块（5）对脉搏信号进行处理，通过单片机采集及发送模块（6）采集经过处理后的数据，并通过单片机采集及发送模块（6）的蓝牙将数据以无线的方式传输至其他设备。

Description

位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置
技术领域
本发明涉及光电脉搏传感器的脉搏信息检测及数据无线发送装置。
背景技术
随着社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，人们越来越关注日常生活中自身健康状况的监测。脉搏的搏动源于心脏的周期性搏动，能够有效地反应心脏的健康状况。与心电信号的采集过程相比，脉搏信号的采集方式更易实现日常生理信号的监测。脉搏信号中蕴含着丰富的生理病理信息，作为临床和日常生活的重要生理指标，具有重要的研究意义和临床应用价值。
目前，光电脉搏信号检测装置从检测方式主要分为透射式和反射式。透射式脉搏传感器在临床领域应用广泛，此类传感器主要包括光电发射管和光电接收管，透射式脉搏传感器是将发射管和接收管置于人体组织的两侧，测量位置受到局限，适合人体组织较薄位置的脉搏信号测量，如指部、脚部、耳部等，目前临床上常采用指部测量的方式采集人体的脉搏信号，此类传感器多为指夹式，肢体的移动容易影响到脉搏信号的检测，在测量过程中，防止传感器脱落和保证稳定的采集脉搏信号，往往在被测部位施加一定的夹持力，长时间使用会带来不适。此类传感器的检测设备常常因为连接采用有线的方式、检测设备体积较大等因素，不便于实现日常脉搏信号的监测。近年来，反射式脉搏信号检测设备在便携式的消费类产品中开始得到应用。反射式脉搏传感器由光电发射管和光电接收管组成，但与透射式不同的是，反射式将光电发射管和光电接收管置于人体组织的一侧。得益于其脉搏信号的检测方式，减少了测量位置的限制，提高了脉搏信号检测的灵活性。
虽然光电脉搏信号检测装置应用越来越广泛，但是使用中存在的一些问题亟待解决：透射式或反射式脉搏传感器在使用过程中，无论使用黏贴、夹持、固定装置束缚等方式，都需要将光电脉搏稳定地固定于被测部位表面。然而，人体肌肉、皮肤等具有弹性，在脉搏信号的测量过程中容易受到体动等因素的影响，使脉搏传感器与被测部位发生移动、压力变化等情况，这些情况将会影响脉搏信号的采集，这样的脉搏信号将严重影响脉搏信号的进一步处理与分析。这些问题使得光电脉搏采集装置的实用性受到很大局限，制约了临床和日常生活中的脉搏信号的分析研究与应用。
发明内容
本发明的目的是解决在临床和日常生活中脉搏信号检测不准确、不稳定的问题。
为了解决上述技术问题，本发明设计了光电传感器的脉搏检测及数据无线发送装置，采用弹性夹持片和指套固定的方式，将脉搏传感器稳定的按压在指甲上，改善了脉搏检测装置在静态和动态情况下脉搏信号检测的不足，本发明在保证了脉搏信号准确稳定检测的前提下，通过在日常生活中使用率较高的蓝牙实现数据的无线发送，不仅保证了该设备在静态及动态情况下的脉搏信号的检测，还提高了脉搏信号检测及发送转置的便携性和实用性。
本发明是位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置，有一个未封闭的指部固定套4，该装置还包括脉搏传感器1、未封闭的弹性夹持片2、铰链3、信号信号调理电路模块5和单片机采集发送模块6，所述脉搏传感器1固定于弹性夹持片2的前端，弹性夹持片2能够将脉搏传感器1稳定的固定在指甲上；弹性夹持片2与指部固定套4通过铰链3相连接，并能随指部的活动而转动；通过信号调理电路模块5对脉搏信号进行处理，通过单片机采集及发送模块6采集经过处理后的数据，并通过单片机采集及发送模块6的蓝牙将数据以无线的方式传输至其他设备。
本发明的有益之处是：将脉搏传感器设计于指甲上，因为指甲是刚性的，只要固定稳定不会与被测部位发生相对位移，大大减少传感器的固定对脉搏信号的检测的影响，改善脉搏检测装置在静态和动态情况下脉搏信号检测不准确的不足，提高***的准确性、稳定性。
附图说明
图1是本发明脉搏信号采集及数据无线发送装置的等轴测试图，图2是本发明脉搏信号采集及数据无线发送装置的左视图，图3是本发明脉搏信号采集及数据无线发送装置的***框图。
具体实施方案
如图1所示，是本发明的脉搏信号采集及数据无线发送装置的等轴测试图，本发明是位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置，有一个未封闭的指部固定套4，该装置还包括脉搏传感器1、未封闭的弹性夹持片2、铰链3、信号调理电路模块5和单片机采集发送模块6，所述脉搏传感器1固定于弹性夹持片2的前端，弹性夹持片2能够将脉搏传感器1稳定的固定在指甲上；弹性夹持片2与指部固定套4通过铰链3相连接，并能随指部的活动而转动；通过信号调理电路模块5对脉搏信号进行处理，通过单片机采集及发送模块6采集经过处理后的数据，并通过单片机采集及发送模块6的蓝牙将数据以无线的方式传输至其他设备。
如图2所示，用于固定脉搏传感器和将脉搏传感器稳定的按压在指甲上。所述脉搏传感器1为反射式光电脉搏传感器，其主要结构包括光电发射管和光电接收管，并将光电发射管和光电接收管集成在一侧。有研究表明，560nm波长左右的波何以反映皮肤浅部微动脉信息，适合用来提取脉搏信号，其中，光电发射管选用波长在500-560nm的绿光发射管；同时，选用感受绿光的光电接收管，保证了传感器较高的灵敏度。此款反射式脉搏传感器采用低功耗的光电发射光和光电接收管，长时间使用不会改变传感器表面温度，适合日常生活中脉搏信号的监测。光电脉搏传感器固定于弹性夹持片2的前部，用于指甲处的脉搏信号的采集。
如图2所示，弹性夹持片2属于未封闭结构，具有一定的弹性，可稳定固定于指部，同时，可在不同人群中灵活使用。指甲是刚体，只要固定得当便能稳定的采集脉搏信号，弹性夹持片2被设计为在稳定的佩带在指节上时，可向指甲施加一定的力，将脉搏传感器稳定的按压在指甲上，防止其移动或者脱落，便于稳定、准确的采集指甲处的脉搏信号。这种方式改善了传统的指夹式脉搏传感器的不足，长时间使用不会带来夹持的不适感，适合长时间、无人监督情况下的脉搏信号的监测。
如图1至图3所示，弹性夹持片2与指部固定套4通过铰链3相连接，并可根据指部的活动而转动。指部固定套4的稳定固定可防止弹性夹持片2在使用过程中发生前后位移或脱落，进一步保证了脉搏信号的准确稳定采集。在稳定采集信号的同时，可在指部固定套4上固定信号调理电路模块5和单片机采集及发送模块6。其中，脉搏传感器1、信号调理电路模块5和单片机采集发送模块7均采用有线的方式连接。信号调理电路模块5用于处理脉搏传感器1输出的信号，其中包括低通滤波电路5-1、高通滤波电路5-2和放大电路5-3。高通和低通滤波电路可有效的抑制信号中非脉搏信号的高频、低频成分，放大电路可在滤除噪声之后，将微弱的脉搏信号进行放大，使其输出信号在一定的范围之内，适合单片机的采集量程，便于脉搏信号的测量与监测。单片机采集发送模块6包含电源模块6-1、单片机模块6-2、时钟模块6-3和蓝牙模块6-4，电源模块为单片机、信号调理电路和脉搏传感器提供电源，单片机模块用于信号采集及发送，时钟模块为单片机提供稳定的工作频率，蓝牙模块为单片机发送数据提供硬件支持。单片机采集发送模块6使用有线的方式，采集由信号调理电路模块5处理后的脉搏信号，将模拟信号转换为数字量，通过单片机进行编码并通过单片机自带的蓝牙发送采集到的脉搏信号。指部固定套4属于未封闭结构，可提高使用的灵活性。指部固定套4可将脉搏信号采集及数据无线发送装置稳定固定于指部的基础上，进一步保证了脉搏信号准确、稳定的采集，在后端指套上可放置脉搏信号调理电路模块5和单片机采集及无线发送模块6，提高了位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置的便携性和实用性。
本发明不限于图1至图3所示实施方式的结构。本发明的指套还可以具有其他结构变形，例如，传感器放置位置，指套可以是封闭结构，指套也可以是其他表面形状。只要使用指套结构并将传感器放置于指甲上均落在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.位于指甲上的脉搏信号采集及数据无线发送装置，有一个未封闭的指部固定套（4），该装置还包括脉搏传感器（1）、未封闭的弹性夹持片（2）、铰链（3）、未封闭的指部固定套（4）、信号调理电路模块（5）和单片机采集发送模块（6）， 所述脉搏传感器（1）为反射式光电脉搏传感器，将光电发射管和光电接收管集成为一体，并将光电脉搏传感器固定于弹性夹持片（2）的前端，弹性夹持片（2）能够将脉搏传感器（1）稳定的固定在指甲上，用于指甲处的脉搏信号的采集；弹性夹持片（2）与指部固定套（4）通过铰链（3）相连接，并能随指部的活动而转动；信号调理电路模块（5）和脉搏传感器（1）以有线的方式连接，信号调理电路模块（5）处理由脉搏传感器（1）输出的信号；其中，信号调理电路模块（5）包括低通滤波电路（5-1）、高通滤波电路（5-2）和信号放大电路（5-3），能滤除信号中非脉搏信号的高频、低频成分，并在滤除噪声的同时，将微弱的脉搏信号进行放大；单片机采集发送模块（6）包含电源模块（6-1）、单片机模块（6-2）、时钟模块（6-3）和蓝牙模块（6-4），并和信号调理电路模块（5）以有线的方式连接；单片机采集发送模块（6）采集由信号调理电路模块（5）处理后的脉搏信号，将模拟信号转换为数字量，通过单片机采集及发送模块（6）的蓝牙将数据以无线的方式传输至其他设备。
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