[發(fā)明專利]一種心率及身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110174039.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102302361A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊丹;王旭;徐彬;蔣芳芳;呂軼;雷紅緯;劉巖;宣楊;邢巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/0205
• 分類號(hào): A61B5/0205;A61B5/11
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種心率及身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

21世紀(jì)被稱為“銀發(fā)世紀(jì)”，世界范圍內(nèi)的老齡化浪潮滾滾而來(lái)。根據(jù)中國(guó)人口信息研究中心的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2000年中國(guó)60歲以上人口比例為10.31％，65歲以上人口占總?cè)丝诘谋壤秊?.17％，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，中國(guó)已經(jīng)步入老齡化社會(huì)，而且在今后幾十年其老齡化趨勢(shì)將愈加明顯。另外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居住方式的變化，家庭結(jié)構(gòu)的小型化，以及人口流動(dòng)的加速，子女?dāng)?shù)的減少，其老人家庭空巢率正在不斷的加大。因此，解決“空巢家庭”中老年人的家庭監(jiān)護(hù)問(wèn)題日趨突出。

隨著年齡的增加，人體解剖組織結(jié)構(gòu)和生理代謝發(fā)生一系列變化，機(jī)體功能衰退，應(yīng)變能力減退，骨骼也變得較為松脆，這些生理或其他原因引發(fā)的變化常常可以通過(guò)人體的心律和身體狀態(tài)表現(xiàn)出來(lái)。當(dāng)人生病時(shí)，特別是心臟病發(fā)作時(shí)，心率都會(huì)發(fā)生明顯的改變。另外，由于自身疾病如心腦血管疾病或外界影響等因素，人的身體狀態(tài)也常常發(fā)生改變。根據(jù)美國(guó)國(guó)家安全委員會(huì)的報(bào)告指出，在65歲以上的人口中，跌倒所造成的死亡居所有意外死亡原因的第一位，占此年齡段意外死亡的33％。近年來(lái)，我國(guó)心腦血管疾病發(fā)病率持續(xù)上升，每年有54.4萬(wàn)人心臟性猝死。面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，我們應(yīng)該做好相對(duì)的預(yù)防措施。首先，心腦血管疾病的發(fā)生是有先兆的，如果剛出現(xiàn)病灶時(shí)就立刻救治，很多人是能夠緩解過(guò)來(lái)的。現(xiàn)在有很多心臟性猝死的病人是由于發(fā)病時(shí)無(wú)人知曉，沒(méi)有得到及時(shí)的救治，才導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此建立一套完善的心率和身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)與通信系統(tǒng)是相當(dāng)重要的。如果能實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)人的心率和身體狀態(tài)，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)心腦血管疾病的病情是有很大幫助的。另外，心率與身體狀態(tài)也能反映了人的生理信息，如疲勞、醉酒等也會(huì)引起心率與身體狀態(tài)的改變。所以，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)心率與身體狀態(tài)不僅對(duì)于病人，對(duì)于健康人也是有用的。但是，臨床上使用的心、肺功能檢測(cè)方法需要醫(yī)護(hù)人員使用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行操作，且其中大多數(shù)方法需要在人體指定部位貼附傳感器，人體會(huì)感覺(jué)不適，不便用于心、肺功能的日常監(jiān)護(hù)。因此有必要研究一種無(wú)感覺(jué)、且可長(zhǎng)時(shí)間使用的非臨床心肺功能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)心肺工作情況并在其出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警示。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供一種心率及身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，將傳感器安裝在腰帶上，本裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、FPGA控制模塊和DSP數(shù)據(jù)處理模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器電路、模擬放大濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，其中傳感器電路包括一個(gè)固定腰帶里的電阻應(yīng)變式傳感器和一個(gè)三軸加速度傳感器，固定腰帶里的電阻應(yīng)變式傳感器用于測(cè)量心臟跳動(dòng)引起的體動(dòng)信號(hào)，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)心率；三軸加速度傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)身體狀態(tài)引起的體動(dòng)信號(hào)；模擬放大濾波電路包括前置放大電路、隔直電路、陷波電路、低通濾波電路及三級(jí)放大電路，前置放大電路的輸出端接至隔直電路的輸入端，第一級(jí)放大電路的輸入端與隔直電路輸出端相連接，第一級(jí)放大電路輸出端接至陷波電路輸入端，陷波電路輸出端接至第二級(jí)放大電路輸入端，第二級(jí)放大電路輸出端接至低通濾波電路輸入端，低通濾波電路輸出端再接至陷波電路輸入端，陷波電路輸出端接至后級(jí)放大電路輸入端。

數(shù)據(jù)采集模塊主要通過(guò)電阻應(yīng)變式傳感器和三軸加速度傳感器采集體動(dòng)信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到后級(jí)模擬放大濾波電路中進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送往FPGA內(nèi)部進(jìn)行預(yù)處理。

所述FPGA控制模塊，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、濾波、傳輸、存儲(chǔ)、顯示及任務(wù)管理。FPGA控制模塊包括電源電路，無(wú)線通信模塊，SD存儲(chǔ)接口，LCD，按鍵、開(kāi)關(guān)和LED顯示。FPGA采集A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的體動(dòng)信號(hào)數(shù)字量，并對(duì)這些數(shù)字量進(jìn)行濾波，將濾波以后數(shù)據(jù)傳遞給DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡中，并在LCD上實(shí)時(shí)顯示體動(dòng)信號(hào)波形，F(xiàn)PGA根據(jù)DSP反饋的指令將采集回來(lái)體動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給具有串口接口通信模塊。

所述DSP數(shù)據(jù)處理模塊包括JTAG接口電路、SRAM存儲(chǔ)電路和DSP與FLASH連接電路，DSP對(duì)FPGA輸出的體動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征提取，監(jiān)測(cè)心率和身體狀態(tài)。DSP外設(shè)SRAM存儲(chǔ)器來(lái)擴(kuò)展程序運(yùn)行期間的存儲(chǔ)空間，DSP外設(shè)FLASH存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)DSP程序的裝載。