CN104367310A - 可穿戴式检测心率装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗的技术领域，公开了穿戴式检测心率装置，包括可贴设于人体上的基体，所述基体上设有用于将所述基体固定在人体上的固定装置，所述基体贴于人体处设有用于接受光并检测光强变化的传感器和用于能放出检测光的光源灯，所述基体内部设有用于将所述传感器接受的电信号转变成心率数据的中心模块和用于接收所述中心模块并输出心率数据的输出装置。本发明中的穿戴式检测心率装置，基体可以穿戴在人体上，穿戴式检测心率装置下端的传感器和光源灯紧贴在皮肤表面，通过光源灯发射检测光，传感器采集到反射光，根据检测光的强弱规律，转变成电信号输出至中心模块，中心模块将变化的电信号通过处理器计算出心率数据，实现穿戴式心率检测，用户能随时随地的检测自己的心率，方便快捷。

Description

可穿戴式检测心率装置

技术领域

本发明涉及医疗的技术领域，尤其涉及穿戴式检测心率装置。

背景技术

PPG即光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy)，是一种借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的无创检测方法。当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器。在此过程中由于受到端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光强度将减弱，其中皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的。而皮肤内的血液在心脏作用下呈搏动性变化，当心脏收缩时外周血容量最多光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度最大。将光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得容积脉搏血流的变化。

现有技术中的PPG主要应用在医用的检测设备中，难点在于获取的PPG信号微弱，人体各部位血管组织不同，获取的信号强弱不同，而且光容易受到运动噪声的干扰，使测量结果误差较大。但患者需要借助大型专业的PPG设备进行检测，才能保证精度。心率不稳或者其他特殊疾病的用户，在日常生活中，很难利用PPG技术随时监控心率。

发明内容

本发明的目的在于提供可穿戴式检测心率装置，旨在解决现有技术中能较精确检测心率的装置体积较大大，不能随身随时检测的问题。

本发明是这样实现的，穿戴式检测心率装置，包括可贴设于人体上的基体，所述基体上设有用于将所述基体固定在人体上的固定装置，所述基体贴于人体处设有用于接收光并检测光强变化的传感器和用于能放出检测光的光源灯，所述基体内部设有用于将所述传感器接收的电信号转变成心率数据的中心模块和用于接收所述中心模块并输出心率数据的输出装置。

进一步地，所述光源灯为至少个三个LED灯，环绕所述传感器均匀布置。

进一步地，其特征在于，各所述LED灯中心与所述传感器中心之间的距离为2mm至7mm之间。

进一步地，所述输出装置为显示屏，所述显示屏设置在所述基体外端。

进一步地，所述基体内设有用于计时、显示日期的计时模块，所述计时模块输出信号至所述显示屏。

进一步地，所述基体内设有用于和其他无线设备交换数据的无线模块。。

进一步地，所述固定装置为可以将所述基体固定在人体手臂上的腕带，所述腕带上设有可调节长短的扣紧结构。。

与现有技术相比，本发明中穿戴式检测心率装置，基体可以直接穿戴在身上，下端面的传感器和光源灯紧贴在皮肤上，利用光源照射皮下组织，由于血氧的浓度变化，对光的吸收率不同，传感器根据反射的光强的变化，转变为电信号。中心模块接收传感器的电信号后，根据时间计算出用户的心率，通过输出装置输出心率数据，让客户能实时了解自己的心率情况。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可穿戴式检测心率装置的传感器和光源灯分布示意图；

图2为本发明实施例提供的可穿戴式检测心率装置的整体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供穿戴式检测心率装置，包括可直接穿戴在人体上的基体1，基体1上设有固定装置，可以将基体1固定在人体上，且固定后基体1紧贴在人体肌肤上。在基体1紧贴人体处设有用于接受光并检测光强变化的传感器11和用于放出检测光的光源灯12，基体1内部设有用于将传感器11接受的电信号转变成心率数据的中心模块。

用户可以直接将基体1穿戴在身上，传感器11和光源灯12紧贴肌肤，光源灯12释放出检测光，穿透皮肤和各组织，心脏收缩和舒张时皮下血氧浓度呈周期变化，吸收光强不同，回传感器11接收到反射回来的检测光强也呈周期化改变，输出变化的电信号至中心模块，中心模块可以计时，然后根据传感器11的电信号计算出用户当前的心率。由于是穿戴式设备，不需要借助专门的医疗设备，同时紧贴在肌肤上可以随时接收到检测信号，让用户能随身随时的监控自己的心率，尤其适用于一些特殊疾病需要适时监控心率的用户。

光源灯12为至少三个LED灯121，本实施例中中采用四个LED灯121的设计，环绕传感器11四周均匀布置，各LED灯121中心与传感器11的中心之间的距离为2mm至7mm之间。

PPG信号是依靠检测光的反射来获取，由于人体各部位血管组织分布的差异性，PPG信号强度也不一样。即使在同一肌肤处，周围皮下组织不同点获得的信号也有差别。同时PPG信号本身非常容易受到运动噪声的影响，尤其是在便携式的设备中，如何有效的提高信噪比，是一个技术难点。

经过长期的研究和实验发现，采取至少三个光源来做检测光源，可以有效提高获取的PPG信号强度。本实施例中采用的方式是四个LED灯121环绕设置，可以大大提高获取的PPG信号强度。而LED灯121和传感器11之间的距离设置，对采集的信号的精确程度也有较大的影响，如果距离过近，或者过远，都使得获取的PPG信号过小，从而影响检测精度；经过多次试验研究后，本实施例中，将每个LED灯121的中心与传感器11的中心之间的距离都保持在2mm至7mm之间，能保证采样的多样化和光照的强度位于一个合适平衡的范围内。

在基体1里还设置了无线模块，可以与其他的无线设备交换数据，例如将心率数据记录输出到医疗设备上，供医生分析，或者从医疗设备上下载处理心率数据的相关软件，来检测用户的安全状况等。

基体1的穿戴方式可以有多种，例如项链式，耳环式，腕带式，足带式等等方式，固定在人体不同的部位，能检测到皮下血管即可。本实施例中采用的方式是腕带式，属于手表一类的设计。

如图2所示，基体1两侧连接有腕带2，腕带2上设有扣紧结构，可以伸缩腕带2，然后扣紧在人的手臂上。扣紧结构为现有技术，在手表、腰带和腕带等领域，有成熟的多种技术可以实现，例如类似皮带的弹簧卡扣，配合卡齿进行卡紧，或者绳结的方式固定，本实施例中的方式为在腕带2一部分上打多个通孔21，另一端设置的卡针22，可以插入通孔21内进行固定。

用户将基体1戴在手腕上，可以随时方便检测心率。在基体1上设置了输出装置，可以将中心模块计算的心率数据输出，让用户可以看到。输出装置的设置方式可以有多种，例如设置警戒值，超过警戒值后输出装置开始利用声光报警，或者直接按心率输出成“滴答”生，让用户能听到自己心率。本实施例中采用的方式是在基体1外端设置了一块显示屏15，可以将心率直观的显示出来，用户像看表一样，可以随时从手臂上的基体1的显示屏15上看到自己的心率。

本实施例中的穿戴式检测心率装置还具有普通手表的功能，在基体内设有计时模块，用于计时、显示日期，输出的数据也显示在显示屏15上。为用户提供了便利。

本实施例中的穿戴式检测心率装置，其基体1通过腕带2固定在手臂上，基体1下端设置的四个LED灯121和传感器11之间距离能保证多点差异性取样，而且提高了信噪比。心率数据通过显示屏15显示给用户，用户从显示屏15上还可以直观的看到时间和日期等数据，其功能多样，能随时随地较为精准的检测自己的心率，实时把控健康数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.穿戴式检测心率装置，其特征在于，包括可贴设于人体上的基体，所述基体上设有用于将所述基体固定在人体上的固定装置，所述基体贴于人体处设有用于接受光并检测光强变化的传感器和用于能放出检测光的光源灯，所述基体内部设有用于将所述传感器接受的电信号转变成心率数据的中心模块和用于接收所述中心模块并输出心率数据的输出装置。

2.如权利要求1所述的穿戴式检测心率装置，其特征在于，所述光源灯为至少个三个LED灯，环绕所述传感器均匀布置。

3.如权利要求2所述的穿戴式检测心率装置，其特征在于，其特征在于，各所述LED灯中心与所述传感器中心之间的距离为2mm至7mm之间。

4.如权利要求1所述的穿戴式检测心率装置，其特征在于，所述输出装置为显示屏，所述显示屏设置在所述基体外端。

5.如权利要求4所述的穿戴式检测心率装置，其特征在于，所述基体内设有用于计时、显示日期的计时模块，所述计时模块输出信号至所述显示屏。

6.如权利要求5所述的穿戴式检测心率装置，其特征在于，所述基体内设有用于和其他无线设备交换数据的无线模块。

7.如权利要求1至6任一项所述的穿戴式检测心率装置，其特征在于，所述固定装置为可以将所述基体固定在人体手臂上的腕带，所述腕带上设有可调节长短的扣紧结构。