[發明專利]一種穿戴式多生命體征參數采集設備及其參數提取方法

在審

• 申請號: 201710115475.9
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106859617A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 潘赟;鐘一舟;朱懷宇;俞畢洪;韋笠;陳佳平
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州質子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/0402;A61B5/11;A61B5/145
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及生命體征參數檢測領域，尤其涉及一種穿戴式多生命體征參數采集設備及其參數提取方法。

背景技術

隨著人們生活水平的進步和自身健康管理意識的不斷提高，日常健康醫療的需求也逐步提高，用于監測人體生理信息的穿戴式生命體征監測設備已然成為市場和研究的熱點。目前市面上已有的穿戴式生命體征監測設備所實現的功能單一且較為簡單，所采集的信息也尚未對使用者的健康監護與疾病防治提供實質的幫助；另一方面，醫院等醫療機構提供的專業生命體征監護儀設備通常具有體積龐大、連線復雜、價格昂貴等劣勢，難以滿足使用者日常健康監護的需求。

調研發現，已有申請專利中的穿戴式多生命體征參數監護設備的形式較為單一，通常以手腕和胸部作為生命體征信號的主要采集部位。例如，申請號為201520194294.6的中國專利即公開了一種可穿戴式無創多生命體征監測設備，該設備通過位于使用者手腕處的主機和貼在胸部的傳感器配件采集人體的生命體征參數，但專利內容并未提及較為系統的生命體征參數提取方法。另一方面，人體的頸部正成為目前穿戴式設備的研究熱點，大量的生命體征信息可以通過各類傳感器在這一部位獲取。例如，申請號為201620561106.3的中國專利即公開了一種頸帶式喉部脈搏波檢測裝置，該裝置可通過多種傳感器采集人體喉部的脈搏波信號以供后續的生命體征參數提取。

發明內容

為了克服已有穿戴式生命體征參數采集設備功能單一、健康監護與疾病防治功能較弱，以及參數提取方式不系統等缺陷，本發明提供了一種功能豐富、健康監護與疾病防治功能較好、參數提取方式系統、同時實現人體頸部的生命體征信息采集的穿戴式多生命體征參數采集設備及其適用的生命體征參數提取方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種穿戴式多生命體征參數采集設備，包括主機、輔助配件和參數提取終端，所述主機佩戴于使用者的胸部位置，所述主機包括系統芯片模塊、無線通信模塊、電源管理模塊、心電傳感器、呼吸率傳感器以及體溫傳感器，所述心電傳感器、呼吸率傳感器以及體溫傳感器均與所述系統芯片模塊連接，所述電源管理模塊與所述系統芯片模塊連接，所述系統芯片模塊與所述無線通信模塊連接；所述輔助配件佩戴于使用者的喉部位置，所述輔助配件包括脈搏波傳感器與運動傳感器，所述脈搏波傳感器與運動傳感器均與所述系統芯片模塊連接；

所述無線通信模塊與所述參數提取終端連接，所述參數提取終端包括：用于對穿戴式多生命體征參數采集設備采集的各項生命體征信號提供濾波操作，可消除信號中的高頻噪聲與運動干擾信號的濾波模塊；用于識別出單路信號或多路信號綜合的特征信息的特征識別模塊；用于通過各項生命體征參數的參數計算模型提取生命體征參數的參數提取模塊；所述濾波模塊與所述特征識別模塊連接，所述特征識別模塊與所述參數提取模塊連接。

一種生命體征參數提取方法，所述方法包括以下步驟：

1)信號采集：使用者按要求穿戴所述穿戴式多生命體征參數采集設備的主機、輔助配件，穿戴式多生命體征參數采集設備連續采集使用者的多項生命體征信號；

2)濾波處理：將設備采集到的各項生命體征信號分別通過濾波處理，可消除信號中的高頻噪聲與運動干擾信號；

3)特征識別：將濾波處理后的輸出信號通過特征識別，獲得單路信號或多路信號綜合的多項特征信息；

4)參數提取：將特征識別后的特征信息輸入各項生命體征參數的參數計算模型，提取生命體征參數。

進一步，所述步驟1)中，所述生命體征信號包括心電信號、脈搏波信號、呼吸波信號、連續體溫信號以及運動相關信號。

再進一步，所述步驟2)中，針對設備采集各項生命體征信號的特性分別選用了不同的濾波方法，濾波方法包括傳統數字濾波、小波變換、自適應濾波以及平滑濾波。

所述步驟3)中，提取的特征信息為各類特征點、特征值，或特征信號區間，具體包括：心電信號的P、Q、R、S、T峰值點以及QRS波群；脈搏波信號的波峰、波谷，以及一階導數最大值點；由心電信號與脈搏波信號綜合獲取的脈搏傳輸時間、脈搏傳輸速率；由呼吸波信號獲取的波峰值點；由連續體溫信號獲取的體溫特征點；以及由運動相關信號獲取的各類運動特征點；

特征識別方法包括信號極值識別法、信號斜率識別法、閾值判別法、信號一階導數法、雙路信號參考點時間差計算法、信號波峰識別法以及人體行為分層識別法。