[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于聚合物傳感器的心率測(cè)量耳機(jī)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011078337.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112168163A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李璐;李穎;閆興武;石一非;柏棟予
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/024
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于聚合物傳感器的心率測(cè)量耳機(jī)，本體包括帶柔性聚合物壓力傳感器的柔性耳套，柔性耳套套裝在耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)上，耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)與耳機(jī)下蓋結(jié)構(gòu)連接，耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)與耳機(jī)下蓋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有相互連接的微控制電路、傳感器測(cè)量電路、電源模塊和藍(lán)牙模塊，柔性耳套接觸耳內(nèi)血管用于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的心率監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器測(cè)量電路將電響應(yīng)信號(hào)發(fā)送至微控制電路，微控制電路通過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)送移動(dòng)終端用于顯示。本發(fā)明采用基于聚合物傳感器對(duì)耳道血管脈動(dòng)壓力的測(cè)量可以有效監(jiān)測(cè)人體心率變化，其測(cè)試原理簡(jiǎn)單、省電，幾乎不增加耳機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于心率測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于聚合物傳感器的心率測(cè)量耳機(jī)。

背景技術(shù)

隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身健康，運(yùn)動(dòng)受到越來(lái)越多人的歡迎。心率是衡量運(yùn)動(dòng)效果，控制運(yùn)動(dòng)量的最有效標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)橛脩?hù)提供脂肪燃燒、心肺鍛煉和峰值鍛煉的區(qū)間，這些數(shù)據(jù)可以幫助運(yùn)動(dòng)更加科學(xué)，同時(shí)對(duì)用戶(hù)長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)效果有一定的評(píng)估作用。因此，心率測(cè)量是現(xiàn)有穿戴運(yùn)動(dòng)設(shè)備最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

在心率監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，目前最準(zhǔn)確的是心率帶，但由于穿戴效果不佳，影響觀(guān)感，沒(méi)有受到廣泛關(guān)注，取而代之的是各類(lèi)手環(huán)和手表。但是，各類(lèi)手環(huán)和手表產(chǎn)品心率測(cè)量的準(zhǔn)確性嚴(yán)重依賴(lài)于用戶(hù)的佩戴情況，如果用戶(hù)佩戴較松，心率模塊不能貼著皮膚，就會(huì)導(dǎo)致心率測(cè)量不準(zhǔn)確。尤其是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，手臂運(yùn)動(dòng)給佩戴狀態(tài)帶來(lái)一些不確定性影響，進(jìn)而影響測(cè)量準(zhǔn)確性。

相比手腕，耳旁區(qū)域是多種身體參數(shù)測(cè)試的理想地點(diǎn)，頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)垂直沿著耳道區(qū)域運(yùn)行，毛細(xì)血管系統(tǒng)貫穿耳屏、耳垂。在人們?nèi)粘氖赂鞣N運(yùn)動(dòng)中，耳朵的位置尤其是耳內(nèi)都相對(duì)穩(wěn)定且沒(méi)有過(guò)于激烈的動(dòng)作，這就使其成為了一個(gè)理想的、穩(wěn)定的測(cè)試平臺(tái)。因此，耳內(nèi)心率測(cè)量具有更高準(zhǔn)確性。

目前已有一些在耳內(nèi)測(cè)量心率的商業(yè)耳機(jī)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品主要采用光電法監(jiān)測(cè)心率，這種方法在手環(huán)和手表心率測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用廣泛。其原理是由于人體的皮膚、骨骼、肌肉、脂肪等對(duì)于光的反射是固定值，而毛細(xì)血管和動(dòng)脈、靜脈由于隨著脈搏容積不停變大變小，所以對(duì)光的反射值是波動(dòng)值，而這個(gè)波動(dòng)值正好與心率一致，所以光電容積法正是通過(guò)這個(gè)波動(dòng)的頻率來(lái)確定使用者的心率數(shù)據(jù)。這種方式的技術(shù)方案已經(jīng)比較成熟，價(jià)格也相對(duì)較低，但是這種方式存在一些缺點(diǎn)，比如耗電快，影響智能穿戴設(shè)備續(xù)航，同時(shí)也容易受環(huán)境光或皮膚表面的干擾，造成心率數(shù)據(jù)的誤差。

近年來(lái)，隨著穿戴技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)了較多柔性壓力聚合物材料，實(shí)驗(yàn)通過(guò)手腕、喉部和胸前佩戴，證明可以測(cè)量心率、呼吸節(jié)奏等生理參數(shù)，但還沒(méi)有耳內(nèi)測(cè)量的相關(guān)裝置或設(shè)想。本發(fā)明提出利用柔性聚合物壓力傳感器來(lái)制作入耳式柔性心率測(cè)量耳套裝置，具有測(cè)試原理簡(jiǎn)單、省電，而且?guī)缀醪辉黾佣鷻C(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，具有重要推廣價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于聚合物傳感器的入耳式柔性心率測(cè)量耳套裝置，通過(guò)感知耳內(nèi)血管脈動(dòng)壓力來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量心率。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于聚合物傳感器的心率測(cè)量耳機(jī)，包括本體，本體包括帶柔性聚合物壓力傳感器的柔性耳套，柔性耳套套裝在耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)上，耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)與耳機(jī)下蓋結(jié)構(gòu)連接，耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)與耳機(jī)下蓋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有相互連接的微控制電路、傳感器測(cè)量電路、電源模塊和藍(lán)牙模塊，柔性耳套接觸耳內(nèi)血管用于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的心率監(jiān)測(cè)，傳感器測(cè)量電路能夠?qū)㈦婍憫?yīng)信號(hào)發(fā)送至微控制電路，微控制電路通過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)送移動(dòng)終端用于顯示。

具體的，柔性耳套包括外緣帽和內(nèi)套管，內(nèi)套管設(shè)置在外緣帽的中心，內(nèi)套管的底面和臺(tái)階表面分別設(shè)置有柔性耳套內(nèi)管內(nèi)外表面電極，兩個(gè)柔性耳套內(nèi)管內(nèi)外表面電極之間間隔設(shè)置。

進(jìn)一步的，耳機(jī)上蓋結(jié)構(gòu)的出音管頂端圓環(huán)側(cè)面和頸縮下臺(tái)階表面分別設(shè)置有出音管外部電極，兩個(gè)出音管外部電極間隔設(shè)置，分別通過(guò)電極引線(xiàn)與傳感器測(cè)量電路連接。