[發明專利]一種人體能量消耗監測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010831703.4
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112120683B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 張松;姚德彪;郝冬梅;楊益民;楊琳;李旭雯
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/0295;A61B5/1455;A61B5/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種人體能量消耗監測裝置及方法，屬于可穿戴設備與人體能量消耗分析技術領域。包括信號采集裝置和軟件系統，信號采集裝置負責數據的采集和傳輸；軟件系統負責用戶交互及數據運算和顯示。信號采集裝置由光電信號采集模塊、電源模塊和通信模塊組成，具備便攜性，可進行實時數據采集；軟件系統由控制模塊、存儲模塊、計算模塊和顯示模塊組成，實現對采集信號的處理并與用戶進行交互。這種人體能量消耗監測方法基于血液循環中氧氣運輸模型，獲取個人信息并檢測一段時間內的靜息心率與靜息能量消耗，建立個人實時能量消耗監測模型，從而實現對于人體能量消耗的實時精準監測。

技術領域：

本發明涉及一種人體能量消耗檢測裝置和方法，尤其涉及一種通過采集光電容積脈搏波信號分析人體能量消耗監測裝置及方法，屬于可穿戴設備與人體能量消耗分析技術領域。

背景技術：

隨著生活水平的不斷提高，人們愈加關注自己的健康狀況。目前市面上已經有很多通過獲取步數、心率、睡眠質量等信息去監測人體健康狀況的智能手環或智能手表。雖然能夠一定程度上為健康管理提供指導，但是能夠提供的人體信息是非常有限的。

人體能量消耗就是一項非常重要的健康信息，它反映了人體的代謝情況，對于體重管理、運動訓練、病人監護、慢性疾病研究等很多領域都是一項很有價值的人體參考信息。

目前市面上的關于人體能量消耗監測裝置所測量得到的人體能量消耗值，雖然能夠在一定程度上反映能量代謝狀態，但是由于方法的局限性導致無法識別個異性的人體信息，準確性還有待提高。

所以本項發明提出了一種更加科學的測量能量消耗的方法以及測量能量消耗的裝置。

發明內容：

為了彌補目前人體能量消耗檢測設備的局限性，本項發明提出了一種人體能量消耗監測方法以及能量消耗監測裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種人體能量消耗監測裝置，其特征在于，包括：

由信號采集裝置(1)和軟件系統(2)兩部分組成。

信號采集裝置中包括多波長光電信號采集模塊(3)、通信模塊(4)和電源模塊(5)；

軟件系統中包括控制模塊(6)、存儲模塊(7)、計算模塊(8)和顯示模塊(9)。

多波長光電信號采集模塊(3)，用于采集至少三個波長段的人體光電容積脈搏波原始信號。

通信模塊(4)，和多波長光電信號采集模塊(3)相連接，用于完成信號采集裝置與軟件系統之間的交互，負責將采集指令發送至多波長光電信號采集模塊(3)，并將采集到的數據傳輸到軟件系統中。

電源模塊(5)，與多波長光電信號采集模塊(3)、通信模塊(4)相連接，用于信號采集裝置供電。

控制模塊(6)，與通信模塊(4)相連接，用于完成用戶與裝置間的交互。

存儲模塊(7)，與通信模塊(4)、計算模塊(8)、顯示模塊(9)相連接，用于接收信號采集裝置采集到的原始數據，并將存儲模塊(7)中的計算結果，在顯示模塊(9)中輸出。

計算模塊(8)，與存儲模塊(7)相連接，用于處理原始信號，并計算所需要的相關參數。需要計算的參數如下：人體能量消耗(EE)、血紅蛋白濃度(Hb)、脈搏血氧飽和度(SpO₂)、心輸出量(CO)、心率(HR)。

顯示模塊(9)，與控制模塊(6)、存儲模塊(7)相連接，為系統軟件的可視化部分。

軟件系統(2)發送實時監測人體能量消耗指令時，驅動采集裝置(1)連續采集單波長PPG信號，并將信號打包傳送至軟件系統(2)。

優選地，所述軟件系統(2)的載體包括手機、平板電腦、電腦。