一種便攜式人體生理信號監控報警系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及醫療設備領域，尤其涉及一種便攜式人體生理信號監控報警系統。
【背景技術】
[0002] 隨著現代科技的迅猛發展，現代醫療技術、現代通信技術和電子測量技術的發展 也相當的快，如現代醫學研宄發現，在老齡化疾病中的腦卒中、冠心病等在發病前很長的一 段時間內，人體的部分電信號有很微妙且明顯的變化，而現代電子測量技術又能很準確的 將這些信號檢測出來，同時現代的無線通信技術能很準確及時的將這些有用信號；發送到 特定的地方。因此，如果使用一定的技術手段，及時發現老年人身體的異常，并盡早通過通 信方式告知親人的現實需求是能夠實現的。
[0003] 如果老年人的身體出現異常，主要表現在于心率、血氧濃度和體溫等(如心臟病突 發前的一段時間，會有心率異常的現象；腦卒中前的一段時間，血氧濃度會降低）方面的異 常，因此能及時的檢測出這兩種人體信號的異常，有非常現實的意義；同時在檢測出這兩種 信號以后向外界發送出這些信息，讓相關人員了解這些信息以便及時做出相應的準備和措 施也是非常有必要的。另外對于檢測人體信號的設備必須要求對人體是無害、無創和便于 攜帶的，這樣的系統才是有市場的。

【發明內容】

[0004] 為解決上述問題，本發明提供了一種便攜式人體生理信號監控報警系統，包括人 體信號監測部分、遠程報警模塊部分，軟件部分； 所述人體信號監測部分包括紅外血氧濃度監測模塊、紅外心率監測模塊、體溫監測模 塊、數據處理模塊、無線發送模塊；其中，紅外心率監測模塊、紅外血氧監測模塊、體溫監測 模塊分別與數據處理模塊輸入端連接，無線發送模塊與數據處理模塊輸出端連接； 遠程報警部分包括顯示模塊、順次連接的無線接收模塊、數據處理模塊、遠程報警模 塊； 軟件部分分為前端數據測量部分和后端數據處理部分，前端數據測量部分實現對三路 人體信號的測量，并將數據信號通過無線發送模塊進行發送；后端數據處理部分用于接收 前端數據測量部分傳來的數據信號、顯示相關數據、控制遠程報警模塊工作； 所述紅外血氧濃度監測模塊包含被控制交替導通的紅外光燈和紅光燈，該模塊對人 體對紅外光、紅光的吸光情況分別進行檢測，并將檢測結果發送給人體信號監測部分的數 據處理模塊，得到被測人體紅外光、紅光的吸光系數，進而通過相關算法計算得到血氧濃度 值； 所述紅外心率監測模塊包括被控制導通的紅外燈，該模塊檢測在脈搏峰值和谷值時的 不同心率數據信號，并將心率數據信號轉化為電壓差信號發送給人體信號監測部分的數據 處理模塊，進而得到心率； 所述體溫監測模塊包含測溫芯片，該模塊用于測量人體體溫，并將測得的數據發送給 人體信號監測部分的數據處理模塊； 遠程報警部分用于接收并顯示人體信號監測部分發出的數據信息，并通過該部分的數 據處理單元對數據信息進行判斷，如果判斷出的數據信息異常，則通過遠程報警模塊進行 報警。
[0005] 進一步的，所述紅外血氧濃度監測模塊、紅外心率監測模塊包括H橋電路、光源、 線性測光電路、一級低通濾波器電路、二級放大比較電路，所述兩個模塊與數據處理模塊的 連接方式為：光源包括紅外光燈和一個紅光燈，所述兩個燈首尾相反連接在H橋電路的兩 個控制臂之間；數據處理模塊輸出端、H橋電路、線性測光電路、數據處理模塊輸入端順次 連接，同時線性測光電路的輸出端還分出一引線順次連接一級低通濾波器電路、二級放大 比較電路、數據處理模塊輸入端； 其中，數據處理模塊輸出端發送控制信號控制H橋電路交替導通紅外光燈和紅外燈， 而線性測光電路的輸出信號具有線性的血氧濃度信號和低頻的心率信號，線性的血氧飽和 度信號直接傳輸至數據處理模塊，而低頻的脈搏信號經過一級低通濾波器電路及二級放大 比較電路后再傳輸至數據處理模塊。
[0006] 進一步的，所述人體信號監測部分計算血氧濃度的公式為：
【主權項】
1. 一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，包括人體信號監測部分、遠程 報警模塊部分，軟件部分； 所述人體信號監測部分包括紅外血氧濃度監測模塊、紅外心率監測模塊、體溫監測模 塊、數據處理模塊、無線發送模塊；其中，紅外心率監測模塊、紅外血氧監測模塊、體溫監測 模塊分別與數據處理模塊輸入端連接，無線發送模塊與數據處理模塊輸出端連接； 遠程報警部分包括顯示模塊、順次連接的無線接收模塊、數據處理模塊、遠程報警模 塊； 軟件部分分為前端數據測量部分和后端數據處理部分，前端數據測量部分實現對三路 人體信號的測量，并將數據信號通過無線發送模塊進行發送；后端數據處理部分用于接收 前端數據測量部分傳來的數據信號、顯示相關數據、控制遠程報警模塊工作； 所述紅外血氧濃度監測模塊包含被控制交替導通的紅外光燈和紅光燈，該模塊對人 體對紅外光、紅光的吸光情況分別進行檢測，并將檢測結果發送給人體信號監測部分的數 據處理模塊，得到被測人體紅外光、紅光的吸光系數，進而通過相關算法計算得到血氧濃度 值； 所述紅外心率監測模塊包括被控制導通的紅外燈，該模塊檢測在脈搏峰值和谷值時的 不同心率數據信號，并將心率數據信號轉化為電壓差信號發送給人體信號監測部分的數據 處理模塊，進而得到心率； 所述體溫監測模塊包含測溫芯片，該模塊用于測量人體體溫，并將測得的數據發送給 人體信號監測部分的數據處理模塊； 遠程報警部分用于接收并顯示人體信號監測部分發出的數據信息，并通過該部分的數 據處理單元對數據信息進行判斷，如果判斷出的數據信息異常，則通過遠程報警模塊進行 報警。
2. 如權利要求1所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，所述紅 外血氧濃度監測模塊、紅外心率監測模塊包括H橋電路、光源、線性測光電路、一級低通濾 波器電路、二級放大比較電路，所述兩個模塊與數據處理模塊的連接方式為：光源包括紅外 光燈和一個紅光燈，所述兩個燈首尾相反連接在H橋電路的兩個控制臂之間；數據處理模 塊輸出端、H橋電路、線性測光電路、數據處理模塊輸入端順次連接，同時線性測光電路的輸 出端還分出一引線順次連接一級低通濾波器電路、二級放大比較電路、數據處理模塊輸入 端； 其中，數據處理模塊輸出端發送控制信號控制H橋電路交替導通紅外光燈和紅外燈， 而線性測光電路的輸出信號具有線性的血氧濃度信號和低頻的心率信號，線性的血氧飽和 度信號直接傳輸至數據處理模塊，而低頻的脈搏信號經過一級低通濾波器電路及二級放大 比較電路后再傳輸至數據處理模塊。
3. 如權利要求1或2所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，所述 人體信號監測部分計算血氧濃度的公式為：
式中：a i、β 1是對應于紅光的HbO 2、Hb的吸光系數；α 2、β 2是對應于紅外光的HbO 2、 Hb的吸光系數；M和分別為線性測光電路測得的人體對紅光、紅外光的吸光度變化 量。
4. 如權利要求2所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，線性測 光電路包括一個放大器及光敏接收管，所述光敏接收管連接在放大器的正向和負向輸入端 之間，用于將紅外光信號和光信號轉換為電信號。
5. 如權利要求2所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，低通濾 波放大器濾出高于5ΗΖ以上的信號波型，放大倍數為1. 5倍。
6. 如權利要求2所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，二級放 大比較電路包括放大部分和比較輸出部分，比較輸出部分的功能為實現將得到的波型進行 整形的作用。
7. 如權利要求1所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，前端監 測部分的運行過程包括如下步驟： 步驟1 :配置無線發送模塊； 步驟2 :控制硬件部分測量三路人體信號，測量時間為30秒鐘； 步驟3 :通過無線發送模塊發送檢測到的數據； 步驟4 :檢測數據是否正常，如正常則進行步驟5,否則30秒后進行步驟2,測量時間延 長為1分鐘； 步驟5 :人體檢測部分進入低功耗狀態，一段時間后進行步驟2。
8. 如權利要求7所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，步驟五 具體為：人體檢測部分進入低功耗狀態，3分鐘后進行步驟2。
9. 如權利要求1或8所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，后 端數據處理部分的運行程序包括如下步驟： 步驟1 :配置無線接收模塊、顯示模塊； 步驟2 :接收前端數據測量部分的數據并處理，如有異常則報警； 步驟3 :顯示模塊顯示相關數據； 步驟4 :使能遠程報警模塊實現接打電話和發送短信； 步驟5 :進入低功耗狀態； 步驟6 :檢測遠程報警部分是否有信號產生，如有的話則進行步驟2,否則進行步驟5。
10. 如權利要求9所述的一種便攜式人體生理信號監控報警系統，其特征在于，步驟 6中遠程報警部分有信號產生的情況包括顯示模塊被觸摸、遠程報警模塊接收到外電話撥 入、無線接收模塊接收到前端測量部分的數據。
【專利摘要】本發明包括人體信號監測部分、遠程報警模塊部分，軟件部分。本發明將人體信號檢測部分與遠程報警部分的功能進行了分離，人體信號檢測部分的電路能夠設計得很微小，可以安置在人體的一些檢測部位，而又不影響人的活動；遠程報警部分則可以進行模塊封裝，然后放置于人的衣服口袋等地方，方便攜帶。
【IPC分類】A61B5-0205, A61B5-1455, A61B5-00
【公開號】CN104739394
【申請號】CN201510184585
【發明人】陳丹
【申請人】四川理工學院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月20日