[發明專利]一種智能監測呼吸的可穿戴設備

在審

• 申請號: 202110277030.7
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113057622A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 黃雅琳
• 申請（專利權）人: 廈門柯迪森科技有限公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

本發明涉及一種智能監測呼吸的可穿戴設備，包括由彈性材料制成的適于穿戴于身體上的主體部、多個呈紗線狀的拉伸傳感器、若干可拉伸導線、電路板和無線通信模塊。每條拉伸傳感器的兩端均通過可拉伸導線連接至電路板；無線通信模塊連接于電路板。每條拉伸傳感器整體至少有兩端固定在主體部上，且多條拉伸傳感器配置在主體部的不同位置，以對應于身體不同的呼吸檢測部位。其中，主體部未形變時，拉伸傳感器處于無形變的正常伸展狀態。該可穿戴設備上安裝的拉伸傳感器能實時智能監測人體的呼吸狀態，能精準測量人體呼吸頻率、幅度、呼吸差以及呼吸暫停時間，該設備簡潔實用、方便攜帶，克服了只能在醫院監測呼吸狀態的限制，適用于家庭以及戶外場景。

技術領域

本發明涉及智能實時監測呼吸的裝置領域，具體涉及一種智能實時監測呼吸的可穿戴設備，該設備上安裝有可隨設備同步拉伸的傳感器。

背景技術

傳統的測量呼吸狀態的方法是采用呼吸機監測的方式，機器占地大而且線路繁多，對使用環境和醫護人員的依賴性較大，且使用地點受到限制。現有的可穿戴的智能監測呼吸設備的傳感器多為波浪形，不能靈敏的感知人體呼吸時的身體圍度變化，且未針對不同人群的不同呼吸方式，如胸腔或腹腔擴張來呼吸等，來設置多個不同部位的傳感器，從而可能導致呼吸監測結果不準確。

發明內容

本發明的目的在于提供一種便捷可穿戴的智能實時監測呼吸的設備，以至少改善上述問題。

為了實現以上目的，本發明提供一種智能監測呼吸的可穿戴設備。所述可穿戴設備包括由彈性材料制成的適于穿戴于身體上的主體部、多個呈紗線狀的拉伸傳感器、若干可拉伸導線、電路板和無線通信模塊。每條拉伸傳感器的兩端均通過可拉伸導線連接至所述電路板；所述無線通信模塊連接于所述電路板。所有拉伸傳感器、可拉伸導線、電路板和無線通信模塊均安裝在所述主體部上。每條拉伸傳感器整體至少有兩端固定在所述主體部上，且多條拉伸傳感器配置在主體部的不同位置，以對應于身體不同的呼吸檢測部位。

其中，所述主體部未形變時，所述拉伸傳感器處于無形變的正常伸展狀態。

作為本發明的智能監測呼吸的可穿戴設備：拉伸傳感器為薄膜狀柔性拉伸傳感器或纖維狀拉伸傳感器。這些傳感器隨長度的變化，電、磁信號將發生變化。如傳感器形變時，電阻、電容或電壓、電流、頻率、電感，將發生對應變化。對呼吸的數字圖像化監示，如圖3、圖4所示。圖3為布置在不同測試位置的五根拉伸傳感器的電阻隨時間的變化曲線圖，以及對應的呼吸特征，吸氣時，胸腔或腹腔擴張，呼吸幅度越大，傳感器拉伸越大，電阻變化越大，雖然不同拉伸傳感器感應的呼吸幅度不一樣，但呼吸周期一致，由此可表征出呼吸狀態。圖4為經過電路板計算輸出的在給定時刻，五根布置在不同測試位置的拉伸傳感器感應的呼吸幅度值，可見不同測試位置的呼吸幅度不一樣。

對于呼吸的測量是基于胸部和腹部的各種與擴張、收縮相關運動而進行。與這些相關運動，包括呼吸、咳嗽、打噴嚏、吐痰等，在圖像化顯示中，將顯示不同的特征譜。

所述拉伸傳感器之一的纖維狀拉伸傳感器，包括薄膜聚合物，彈性纖維和導電組分，其可以是電阻型傳器，導電組分可以是銀絲纖維、碳納米管或金絲纖維。所述薄膜聚合物包覆在所述導電組分和彈性纖維的外部。傳感器外層，由彈性、絕緣聚合物保護層包裹。

為了實際對呼吸相關運動監測，傳感器的拉伸長度與傳感器電、磁學性能變化，將呈線性關系。線性區應大于形變5％(如圖10)，以滿足呼吸幅度要求。

作為本發明的智能監測呼吸的可穿戴設備的進一步改進：所述主體部為每條拉伸傳感器各設置一個條形通道，所述拉伸傳感器穿過所述條形通道，條形通道的尺寸和拉伸傳感器未形變時的尺寸相同，每個拉伸傳感器的兩端固定于所述主體部上。

作為本發明的智能監測呼吸的可穿戴設備的進一步改進：每個拉伸傳感器的兩端各通過一個電連接件來連接一根可拉伸導線，此可拉伸導線再連接至所述電路板。