CN106473721A - 一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测*** - Google Patents

一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，本发明包括光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、第二无线收发模块、A/D模数转换模块、数据处理模块、记录显示模块；其中，所述光电脉冲传感器和红外热感器分别与滤波电路相连，所述信号检测电路与滤波电路和A/D模数转换模块分别相连；所述第一无线收发模块与A/D模数转换模块相连；所述第一无线收发模块与第二无线收发模块相通讯；所述数据处理模块与第二无线收发模块和记录显示模块分别相连。本发明解决了传统监测设备使用中的操作繁琐，信号质量差，数据不连续等问题，采用本发明的***可以减轻医护工作人员繁琐的心率、呼吸，体温监测工作。

Description

一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***
技术领域
本发明涉及一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***。
背景技术
脉搏、呼吸、体温的测量(简称：三测)是临床医护工作中必须的护理工作内容，医师能从这三项人体特征指数中了解到疾病的发展。心率是心脏收缩舒张活动次数的统计，脉搏是外周的血管受到心脏收缩活动时血液对血管的冲击次数的统计，一般心率和脉搏具有一致性。一次心脏收缩就会产生一次脉搏。在血压极低的情况下，心脏收缩推挤的血液不足以产生能够在血管上感知到的搏动，于是出现脉搏次数低于心率的情况。在患有严重心脏疾病(例如：动脉炎、动脉粥样硬化)的情况下，可能会出现脉搏少于心率的情况。
本发明适用于在心率和脉搏一致的情况下，用于检测心率、呼吸和体温。在现代医疗条件下，方便快捷实时地监测患者的基础生命体征(心率、呼吸、体温)有助于病情的控制与治疗。
目前医院中对于心率、呼吸、体温的监护仪器存在很多的缺点。1、监护仪器操作笨拙，对特殊的病情适应性不强。2、测得的数据不统一，不具备连续性和实时性。3、测量过程需要花费过多的人力。4、一些高端监护设备价格昂贵，普及率不高，平民医院往往不便采购。而且随着人们对健康的重视，亟需一种低成本、非接触和可以方便测量的，医院家庭都方便使用的心率、呼吸、体温监测智能***。
发明内容
为了改善上述问题，本发明提供一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测系 统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、第二无线收发模块、A/D模数转换模块、数据处理模块、记录显示模块；其中，所述光电脉冲传感器和红外热感器分别与滤波电路相连，所述信号检测电路与滤波电路和A/D模数转换模块分别相连；所述第一无线收发模块与A/D模数转换模块相连；所述第一无线收发模块与第二无线收发模块相通讯；所述数据处理模块与第二无线收发模块和记录显示模块分别相连。
进一步地，所述第一无线收发模块与第二无线收发模块为蓝牙或wifi。
再进一步地，所述光电脉冲传感器由红外发光管、近红外发光管、光电接收管构成。
更进一步地，所述红外热传感器为红外热电堆型传感器。该红外热电堆型传感器，测温范围一般为0～120℃，能够满足人体温度测量范围要求；根据温差电效应，将人体皮肤的温度辐射转换成电信号。
另外，所述光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、A/D模数转换模块集成在一块微型PCB板上。
此外，所述PCB板上设有导流槽。
进一步地，还包括为元器件供电的恒流电源。
值得说明的，光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、A/D模数转换模块和恒流电源为监测端。
数据处理模块、记录显示模块和第二无线收发模块为管理端。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明解决了传统监测设备使用中的操作繁琐，信号质量差，数据不连续等问题，采用本发明的***可以减轻医护工作人员繁琐的心率、呼吸，体温监测工作。
附图说明
图1为本发明的***框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，包括光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、第二无线收发模块、A/D模数转换模块、数据处理模块、记录显示模块；其中，所述光电脉冲传感器和红外热感器分别与滤波电路相连，所述信号检测电路与滤波电路和A/D模数转换模块分别相连；所述第一无线收发模块与A/D模数转换模块相连；所述第一无线收发模块与第二无线收发模块相通讯；所述数据处理模块与第二无线收发模块和记录显示模块分别相连。具体地，还包括为元器件供电的恒流电源。
其中，光电脉搏传感器基于光电容积测量法，将腋下皮肤的光电容积脉搏波信号转化为电信号。红外热传感器将人体温度信号转换为电信号，滤波电路对各传感器检测到的电信号进行滤波以去除混杂在生理信号里的噪声，滤波后信号经信号检测电路解调为相应的电信号，经数模转换模块将电信号转换为数字信号，数字信号经第一无线接收模块和第二无线接收模块通讯，然后传输到数据处理模块，数据处理模块处理、分析相应数据，然后通过记录显示模块显 示生理信号图像。通过上述***即可达到实时监测的目的。
具体地，所述第一无线收发模块与第二无线收发模块为蓝牙或wifi。
具体地，所述光电脉冲传感器由红外发光管、近红外发光管、光电接收管构成。所述红外发光管、近红外发光管与光电接收管排布于同一侧。该光电脉冲传感器与腕部测得的脉冲相比更具有可靠性，在一些特殊病情况下，因为心脏射血不能引起周围动脉的搏动，造成有时脉搏数会小于心率，腋下距离心脏比手腕更近，测得的心率信号更为准确可靠。心率信号和呼吸率信号通过光电容积测量法对血液的测量即得到相应的数据。
具体地，所述红外热传感器为红外热电堆型传感器。
具体地，所述光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、A/D模数转换模块集成在一块微型PCB板上，且在PCB板上设置有抗过敏型材料贴层，通过粘贴的方式贴于腋下。
具体地，所述PCB板上设有导流槽。该导流槽用来减少PCB板发热对温度测量带来的影响。
本发明使用方法如下：将PCB板贴于腋下，通过光电脉冲传感器、红外热电堆型传感器对人体的心率、呼吸率、体温进行实时检测，随后依次通过滤波电路、信号检测电路、A/D模数转换模块、第一无线收发模块、第二无线收发模块将数据传输至数据处理模块，经处理后在记录显示模块上显示最终的生理信号图像。其中，在实际监测中，光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、A/D模数转换模块为监测端，而第二无线收发模块、数据处理模块、记录显示模块为管理端，从而实现远程监测。当然每个管理端配合一个或多个监测终端。
值得说明的是：
1、光电容积脉搏波描记法(PPG)测得的信号反映了光电脉搏传感器对应局部区域内微血管的血液容积随心脏搏动而产生的脉动性变化。光电脉搏传感器与皮肤不能紧密贴合时，采集到的光电容积脉搏波描记信号质量就会差，噪声大，不能有效测得心率和呼吸信号。光电脉搏传感器从腋下皮肤收集到人体信号，经过滤波电路进行适当滤波，去除电信号中混杂的噪声信号。
2、红外热电堆传感器模块设计主要有两个重点：(1)使被测目标的热量有效快速传导至传感器周围。设计一个“碗状”的金属套(材料铜)，金属套顶部和底部开孔。使用时，顶部开孔紧贴皮肤，便于人体热量的传导，底部中心为红外热电堆传感器。金属套采用铜材质，热传导性能好。制作金属套的铜片厚度为0.5毫米，可以保持一定的强度，起到快速导热的作用。金属铜内径为5毫米，外径为11毫米。(2)红外热电堆传感器所在的PCB板设置4个导流槽。导流槽呈字母“L”形，环绕在红外热电堆传感器的周围，可以有效增强PCB板空气对流效应，缓解由PCB板和元器件发热导致的热效应。
3、正常人的呼吸频率范围为0.2Hz～0.3Hz(12次/min～20次/min)，考虑到测量对象的差异性，呼吸频率范围扩展为0.06Hz～0.7Hz(4次/min～42次/rain)；人体正常心率范围为1Hz～1.6Hz(60次/min～100次/rain)，而心血管病人的心率会超过这个范围，为了保留心率信息，采用通带频率为0.05Hz～3Hz(3次/min～180次/min)的带通滤波器，为消除工频干扰，采用50Hz陷波器；根据上述心率、呼吸的频率特性，设计相应的信号检测电路。解调出心率和呼吸率信号，经放大输出给A/D模数转换器进行数据转换得到数字信号，数字信号经无线收发模块发送到管理端。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。

Claims (7)

1.一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，包括光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、第二无线收发模块、A/D模数转换模块、数据处理模块、记录显示模块；其中，所述光电脉冲传感器和红外热感器分别与滤波电路相连，所述信号检测电路与滤波电路和A/D模数转换模块分别相连；所述第一无线收发模块与A/D模数转换模块相连；所述第一无线收发模块与第二无线收发模块相通讯；所述数据处理模块与第二无线收发模块和记录显示模块分别相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，所述第一无线收发模块与第二无线收发模块为蓝牙或wifi。
3.根据权利要求2所述的一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，所述光电脉冲传感器由红外发光管、近红外发光管、光电接收管构成。
4.根据权利要求3所述的一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，所述红外热传感器为红外热电堆型传感器。
5.根据权利要求4所述的一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，所述光电脉冲传感器、红外热传感器、滤波电路、信号检测电路、第一无线收发模块、A/D模数转换模块集成在一块微型PCB板上。
6.根据权利要求5所述的一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，所述PCB板上设有导流槽。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种用于腋下的心率、呼吸、体温监测***，其特征在于，还包括为元器件供电的恒流电源。
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