CN211862809U

CN211862809U - 一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带

Info

Publication number: CN211862809U
Application number: CN202020278045.6U
Authority: CN
Inventors: 刘冲冲; 苏俊剑; 廖紫琴
Original assignee: First Affiliated Hospital of Nanchang University
Current assignee: First Affiliated Hospital of Nanchang University
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2030-03-09

Abstract

本实用新型公开了一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，它包含腰腹带、数据线端口、检测装置、智能终端；所述的腰腹带包含中间弹性部、设在中间弹性部两端的第一端部和第二端部；中间弹性部内设有弹性支撑体；检测装置固定在中间弹性部的内部；数据线端口的一端穿过中间弹性部与检测装置电性连接；智能终端与检测装置耦接，接收所述检测装置采集获得的呼吸信号，实现数据显示及储存；本实用新型用户可日常穿着，佩戴舒适，并且通过呼吸感应体积描记技术和透光式光栅式传感器检测技术，实现对呼吸信号的检测，消除人体运动式对呼吸动作检测的干扰，实现呼吸动作的有效捕捉和记录，进行24小时连续的呼吸检测。

Description

一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，具体涉及一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带。

背景技术

呼吸是人体与外界进行气体交换以保证正常机体功能运转的最基本的生理活动，通过呼吸，人体才能保证新陈代谢的正常进行。但由于个体不同必然存在生理结构的区别，呼吸***易引发各种呼吸方面的疾病。在临床中，呼吸监测主要用于对心脏衰竭、焦虑障碍和睡眠障碍等疾病进行初步检测，但实际上，可靠的呼吸监测方法在家庭和门诊监护中几乎不存在，但在某些情况下像某些慢性阻塞型肺疾病，为提高医学上诊断确诊率，需要有长期的人体生理指标检测过程。传统检测呼吸信号的方法是使用相关传感器直接测量胸腔的波动位移，即需要给胸腔部位施加一定的初始力量，这样的检测方法一方面会让被测者感觉不舒适；另一方面必然会影响原始的呼吸活动从而导致误差，因此，提供一种非约束、使用方便、操作简单和能够长期实时、动态、连续监护呼吸频率以及提高腰腹带佩戴时的舒适度成为亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种佩戴便捷、舒适，实现吸信号采集低成本、低功耗化、高精度、抗干扰能力强的新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含腰腹带、数据线端口、检测装置、智能终端；所述的腰腹带包含中间弹性部、设在中间弹性部两端的第一端部和第二端部；中间弹性部内设有弹性支撑体；检测装置固定在中间弹性部的内部；数据线端口的一端穿过中间弹性部与检测装置电性连接；智能终端与检测装置耦接，接收所述检测装置采集获得的呼吸信号，实现数据显示及储存。

进一步地，所述的弹性支撑体与腰腹带一体式成型；

进一步地，所述的弹性支撑体包含柱形支撑体、锥形支撑体、台形支撑体中的任一种或两种以上的结合；

进一步地，所述的弹性支撑体包含橡胶支撑体、弹簧支撑体、海绵支撑体中的任一种或两种以上的结合；

进一步地，所述的第一端部和第二端部通过魔术贴、纽扣或按扣可拆卸连接；

进一步地，所述的检测装置包含壳体、透射式光栅式传感器、传感器电路板、光栅条；透射式光栅式传感器、传感器电路板、光栅条均设在壳体内；透射式光栅式传感器设在光栅条的两侧；透射式光栅式传感器与传感器电路板电性连接；壳体的的左右两侧设有相互贯通的穿槽；光栅条通过穿槽与壳体穿插连接；光栅条的一端与弹簧连接；弹簧通过固定点与壳体及腰腹带固定连接；

进一步地，所述的智能终端包含数据解析存储模块、输入模块、USB接口、传输模块、图像模块、语音模块；检测装置通过USB接口经输入模块与数据解析存储模块电性连接；数据解析存储模块通过传输模块与服务器AI模块连接；数据解析存储模块还通过传输模块与图像模块、语音模块电性连接。

采用上述结构后，本实用新型所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，具有以下优点：

1、用户可日常穿着，佩戴舒适，并且通过呼吸感应体积描记技术和透光式光栅式传感器检测技术，实现对呼吸信号的检测，消除人体运动式对呼吸动作检测的干扰，实现呼吸动作的有效捕捉和记录；

2、透射式光栅式传感器安装在贴身的腰腹带上，穿着舒适自然，方便用户运动，实现24小时连续的呼吸检测；

3、结构简单、设置合理、制作成本低，有利于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是检测装置的结构示意图；

图3是智能终端的结构示意图。

附图标记说明：

1、检测装置；2、第一端部；3、中间弹性部；4、弹性支撑体；5、第二端部；6、数据线端口；7、USB接口；8、输入模块；9、数据解析存储模块；10、传输模块；11、图像模块；12、语音模块；1-1、壳体；1-2、传感器电路板；1-3、透射式光栅式传感器；1-4、光栅条；1-5、弹簧；1-6、固定点。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含腰腹带、数据线端口6、检测装置、智能终端；所述的腰腹带包含中间弹性部3、设在中间弹性部两端的第一端部2和第二端部5；第一端部2和第二端部5通过魔术贴可拆卸连接；中间弹性部3内设有若干弹性支撑体4；弹性支撑体4采用锥形支撑体；锥形支撑体与中间弹性部3一体式成型，锥形支撑体用于支撑腰腹带；当人体呼吸时，腰腹带易被胸腹处周期性的起伏而压缩，弹性支撑体4会支撑腰腹带使其内部具有预定空间，因此无需将腰腹带紧缚于人体，只需保证其不松动即可，进而提高佩戴时的舒适度，使用过程更加方便、简单，提高使用的舒适性；

本具体实施方式中，数据线端口6可设置为类型和规格不一的接口，从而实现数据线兼容规格不一的智能终端；数据线端口6还可替换为蓝牙无线模块，或者两者兼容，通过蓝牙无线模块与手机进行数据的传送；

检测装置1固定在中间弹性部的内部；数据线端口6的一端穿过中间弹性部3与检测装置1电性连接，以传递呼吸信号数据；智能终端与检测装置1耦接，接收检测装置1采集获得的呼吸信号，实现数据显示及储存。

参看图2所示，检测装置1包含壳体1-1、透射式光栅式传感器1-3、传感器电路板1-2、光栅条1-4；透射式光栅式传感器1-3、传感器电路板1-2、光栅条1-4均设在壳体1-1内；透射式光栅式传感器1-3设在光栅条1-4的两侧；光栅条1-4的一端与弹簧1-5连接；弹簧1-5通过固定点1-6与壳体1-1及腰腹带固定连接；透射式光栅式传感器1-3与传感器电路板1-2电性连接；光栅式传感器1-3采用HEDS-9750Q50光栅传感器；透射式光栅式传感器1-3把用户呼吸时引起的腹部位移量变化，即腰腹带的周长变化值传化为电信号，即光栅式光电传感器1-3得到一串电脉冲，再进行A/D模数转化；传感器电路板1-2采用MSP430单片机；传感器电路板1-2利用放大、整形、辨向和计数电路***，产生一系列数字信号输出，再分析、计算、处理得到的标尺光栅条移动位移量的数字信号和周期时间，从而检测到呼吸状态；

检测装置1的工作原理为：

当用户使用时，将可穿戴式呼吸信号采集腰腹带拴在使用者的腹部，再调整好腰腹带的松紧度，这样当用户呼吸时，人体腹部的体积变化带动有弹性的腹带周长发生变化，即标尺光栅条1-4的移动位移量发生变化，结合呼吸感应体积描记技术(RIP)，把用户呼吸时引起的腹部位移量变化，即腹带的周长变化值传化为电信号，即光栅式光电传感器得到一串电脉冲，再经过A/D模数转化，经过传感器电路板1-2中的放大、整形、辨向和计数电路***，从而产生一系列数字信号输出，再分析、计算、处理得到的标尺光栅条1-4移动位移量的数字信号和周期时间，进而获得用户的呼吸频率和呼吸幅值等生理参数。光栅条1-4从壳体1-1中间的二个槽穿过去，可对光栅条1-4有一定的固定，有利于呼吸信号检测的稳定性，不管用户在使用的时候是移动还是睡眠的情况下，都可以避免受到上下波动的干扰，这样得到的呼吸频率是相对准确的，减少了一定的测量误差。

参看图3所示，智能终端包含数据解析存储模块9、输入模块8、USB接口7、传输模块10、图像模块11、语音模块12；检测装置1的数据线端口6与智能终端的USB接口7连接，USB接口7经输入模块8与数据解析存储模块9电性连接；数据解析存储模块9通过传输模块8与服务器AI模块连接；数据解析存储模块9还通过传输模块10与图像模块11、语音模块12电性连接；

图像模块11采用LCD显示器，用于显示当前检测到的呼吸频率，以及历史呼吸频率，显示的方式包括但不限于文字、图表等等；语音模块12采用扬声器用于播报当前检测到的呼吸频率；传输模块10用于将检测到的呼吸频率上传到上位机或服务器等等，以便上位机或服务器形成历史记录，供医护人员调阅；

智能终端与计算机相连，可实现智能终端内的数据导出/导入，或者实现智能终端的功能调试、校验等日常管理、维护。

检测装置1采集呼吸信号，通过数据线端口6耦接智能终端，接收检测装置1采集获得的呼吸信号，实现数据显示及储存。可在智能终端上设置多个USB接口7，从而可以实现一台智能终端连接多个可穿戴式呼吸信号采集腰腹带。检测装置1上也可以设置多个数据线端口6，且多个数据线端口6的类型和规格不一，从而可以实现智能终端兼容数据线规格不一的可穿戴式呼吸信号采集腰腹带。

实用新型的使用方法如下：

1、在佩戴可穿戴式呼吸信号采集腰腹带之前，检查检测装置，确保其完好，可使用；

2、将数据线接驳至智能终端的USB接口；

3、佩戴可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，确保其在腰腹处不松动；

4、开启智能终端，观察智能终端的读数，以获知当前呼吸频率，并观察一段时间，以获知历史呼吸频率。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于它包含腰腹带、数据线端口、检测装置、智能终端；所述的腰腹带包含中间弹性部、设在中间弹性部两端的第一端部和第二端部；中间弹性部内设有弹性支撑体；检测装置固定在中间弹性部的内部；数据线端口的一端穿过中间弹性部与检测装置电性连接；智能终端与检测装置耦接，接收所述检测装置采集获得的呼吸信号，实现数据显示及储存。

2.根据权利要求1所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于所述的弹性支撑体与腰腹带一体式成型。

3.根据权利要求2所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于所述的弹性支撑体包含柱形支撑体、锥形支撑体、台形支撑体中的任一种或两种以上的结合。

4.根据权利要求2所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于所述的弹性支撑体包含橡胶支撑体、弹簧支撑体、海绵支撑体中的任一种或两种以上的结合。

5.根据权利要求1所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于所述的第一端部和第二端部通过魔术贴、纽扣或按扣可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于述的检测装置包含壳体、透射式光栅式传感器、传感器电路板、光栅条；透射式光栅式传感器、传感器电路板、光栅条均设在壳体内；透射式光栅式传感器设在光栅条的两侧；透射式光栅式传感器与传感器电路板电性连接；壳体的左右两侧设有相互贯通的穿槽；光栅条通过穿槽与壳体穿插连接；光栅条的一端与弹簧连接；弹簧通过固定点与壳体及腰腹带固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型可穿戴式呼吸信号采集腰腹带，其特征在于所述的智能终端包含数据解析存储模块、输入模块、USB接口、传输模块、图像模块、语音模块；检测装置通过USB接口经输入模块与数据解析存储模块电性连接；数据解析存储模块通过传输模块与服务器AI模块连接；数据解析存储模块还通过传输模块与图像模块、语音模块电性连接。