[發明專利]一種基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊及監護系統

在審

• 申請號: 201810014367.7
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108245144A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 吳子悅;霍加宇;顧越興;晏寶恩;董晨雨;徐禮勝
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/0402;A61B5/01
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊，其特征在于，包括床墊本體和信號處理分析裝置；

所述床墊本體上設有：

紅外溫度計，用于采集人體溫度；

壓電薄膜傳感器，用于將人體心跳震動和呼吸起伏所產生的微弱形變轉換為電流信號；

電子織物，作為容性耦合電極與人體形成電容效應產生第一電壓信號；

所述信號處理分析裝置包括：

壓電信號處理模塊，與所述壓電薄膜傳感器相連接對電流信號進行處理獲得第二電壓信號；

心電信號處理模塊，與所述電子織物相連接對第一電壓信號進行放大和校正處理獲得第三電壓信號；

AD轉換電路，分別與壓電信號處理模塊和心電信號處理模塊相連接將第二電壓信號和第三電壓信號轉換為對應的數字信號；

ARM處理器，與AD轉換電路和紅外溫度計相連接，對數字信號進行分析獲得心率、呼吸率、溫度以及心電信號。

2.如權利要求1所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊，其特征在于：

所述紅外溫度計設置在床墊上對應人體平躺時的頭頸位置；

所述壓電薄膜傳感器鋪設在床墊上對應人體平躺時的肺部位置；

所述電子織物包括第一織物和第二織物以構成電容器的兩個極板，第一織物和第二織物分別設置在床墊上對應人體平躺時的心臟的上方和下方。

3.如權利要求1所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊，其特征在于，所述壓電信號處理模塊包括：依次連接的電荷放大電路、高通濾波電路、一級可調放大倍數的放大電路和50Hz工頻陷波電路；

電荷放大電路用于將電流信號轉換電壓信號；高通濾波電路用于對電壓信號進行濾波處理；一級可調放大倍數的放大電路用于對濾波后的電壓信號進行放大處理；50Hz工頻陷波電路用于將電壓信號中50HZ頻率成分去除以獲得第二電壓信號。

4.如權利要求3所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊，其特征在于，所述50Hz工頻陷波電路包括UAF42芯片和相應的電阻網絡，以抑制壓電薄膜傳感器測量中帶來的工頻干擾。

5.如權利要求1所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊，其特征在于，所述心電信號處理模塊包括一級放大電路和基線校正電路；所述一級放大電路用于對第一電壓信號進行放大處理；基線校正電路進一步濾除人體靜電干擾，抑制肌肉顫抖、人體緊張、呼吸顫抖引起的基線漂移以獲得第三電壓信號。

6.如權利要求1所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護床墊，其特征在于，所述信號處理分析裝置還設有與所述ARM處理器相連接的用于顯示心率、呼吸率、溫度以及心電信號的顯示單元。

7.一種基于多傳感器融合的非接觸式監護系統，其特征在于，該系統包括：權利要求1至6中任一項所述的監護床墊和上位機監控裝置，所述上位機監控裝置與所述監護床墊的ARM處理器相連接，用于對心率、呼吸率、溫度以及心電信號進行分析獲得患者身體動作、睡眠情況以及健康情況。

8.如權利要求7所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護系統，其特征在于，所述系統還包括與所述上位機監控裝置相連接的報警裝置。

9.如權利要求7所述的基于多傳感器融合的非接觸式監護系統，其特征在于，所述系統還包括與所述上位機監控裝置相連接的用于向家屬發送報警短信的無線通訊模塊。