[發(fā)明專(zhuān)利]一種水下人體體征監(jiān)測(cè)可穿戴裝置和監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111479306.6
• 申請(qǐng)日: 2021-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114041762B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐秋艷;孫剛;任宇;唐子人;孫華飛;劉曉然
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 漢朗科技（北京）有限責(zé)任公司;首都體育學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/0205
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/0205;A61B5/1455
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種水下人體體征監(jiān)測(cè)可穿戴裝置，包括穿戴組件、增益單元、水下吸收計(jì)算模塊、增益計(jì)算單元、增益調(diào)整單元、體征參數(shù)計(jì)算單元、三個(gè)不同波長(zhǎng)的光源和用于一一對(duì)應(yīng)地吸收前述光源發(fā)出光束的三個(gè)光敏傳感器；增益單元用于調(diào)整三個(gè)不同波長(zhǎng)的光源的光束強(qiáng)度；水下吸收計(jì)算模塊與三個(gè)傳感器連接，根據(jù)三個(gè)傳感器反饋的吸收數(shù)據(jù)，計(jì)算光源與皮膚之間的水膜厚度；增益調(diào)整單元根據(jù)計(jì)算得到的水膜厚度實(shí)時(shí)更新三個(gè)光源的增益系數(shù)，使增益調(diào)整單元根據(jù)計(jì)算得到的增益系數(shù)調(diào)整增益單元的工作狀態(tài)。本發(fā)明根據(jù)三條光譜的吸收比例，計(jì)算出水膜的厚度，同時(shí)計(jì)算出各自波長(zhǎng)的增益系數(shù)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)值的穩(wěn)定性，尤其適合水中人體體征監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人體體征監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種水下人體體征監(jiān)測(cè)可穿戴裝置和監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前基于光電傳感器用于可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)采集已經(jīng)有了相關(guān)專(zhuān)利和產(chǎn)品，例如專(zhuān)利號(hào)為CN110393514B的發(fā)明中提出了一種可穿戴設(shè)備及光電式脈搏傳感組件，公開(kāi)了心率及血氧飽和度等參數(shù)的檢測(cè)精度，專(zhuān)利號(hào)為CN 105943005 B的發(fā)明中公開(kāi)了一種基于光電綠光脈搏與心電圖混合的無(wú)創(chuàng)血壓檢測(cè)裝置，提出了基于光電容積脈搏波PPG的計(jì)算血壓的技術(shù)。相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用于正常環(huán)境中，已經(jīng)能達(dá)到應(yīng)用水平，例如心率準(zhǔn)確率達(dá)到1～5Bpm，血氧準(zhǔn)確率達(dá)到1％～5％，血壓準(zhǔn)確率達(dá)到8mmHg，已經(jīng)大量應(yīng)用于消費(fèi)產(chǎn)品和部分醫(yī)用產(chǎn)品中。

然后目前的技術(shù)對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，和輕微的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)精度較高，在強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)和水中運(yùn)動(dòng)會(huì)有較大的誤差。例如，在對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員的狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，一方面由于處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傳感器和皮膚的距離和位置隨著運(yùn)動(dòng)會(huì)有較大的波動(dòng)，另外由于游泳運(yùn)動(dòng)的特殊性，手環(huán)類(lèi)穿戴設(shè)備會(huì)有時(shí)在水中，有時(shí)在空氣中。在水中時(shí)一方面皮膚遇水后，透過(guò)率和反射率會(huì)有影響，另一方面空氣中傳感器和皮膚間有一層空氣間隙，但在水中時(shí)空氣間隙會(huì)填充水，由于光在水中的隨著波長(zhǎng)的吸收率會(huì)有較大的差異。傳統(tǒng)的可穿戴設(shè)備直接用于該場(chǎng)景將會(huì)帶來(lái)較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種水下人體體征監(jiān)測(cè)可穿戴裝置和監(jiān)測(cè)方法，根據(jù)三條光譜的吸收比例，計(jì)算出水膜的厚度，同時(shí)計(jì)算出各自波長(zhǎng)的增益系數(shù)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)值的穩(wěn)定性，尤其適合水中人體體征監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提及一種水下人體體征監(jiān)測(cè)可穿戴裝置，所述可穿戴裝置包括穿戴組件，以及安裝在穿戴組件上的增益單元、水下吸收計(jì)算模塊、增益計(jì)算單元、增益調(diào)整單元、體征參數(shù)計(jì)算單元、三個(gè)不同波長(zhǎng)的光源和用于一一對(duì)應(yīng)地吸收前述光源發(fā)出光束的三個(gè)光敏傳感器；

所述三個(gè)不同波長(zhǎng)的光源同時(shí)發(fā)出一束光束至皮膚組織，透過(guò)皮膚組織反射回的光被相應(yīng)的光敏傳感器接收；所述增益單元用于調(diào)整三個(gè)不同波長(zhǎng)的光源的光束強(qiáng)度；

所述水下吸收計(jì)算模塊與三個(gè)傳感器連接，根據(jù)三個(gè)傳感器反饋的吸收數(shù)據(jù)，計(jì)算光源與皮膚之間的水膜厚度；所述增益調(diào)整單元根據(jù)計(jì)算得到的水膜厚度實(shí)時(shí)更新三個(gè)光源的增益系數(shù)，使增益調(diào)整單元根據(jù)計(jì)算得到的增益系數(shù)調(diào)整增益單元的工作狀態(tài)；

所述體征參數(shù)計(jì)算單元用于根據(jù)三個(gè)光敏傳感器接收到的光束強(qiáng)度對(duì)體征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。

進(jìn)一步地，所述三個(gè)光源分別為綠光光源、紅光光源和紅外光光源。

進(jìn)一步地，所述三個(gè)光源的波長(zhǎng)分別為525nm、660nm和940nm。

進(jìn)一步地，所述體征參數(shù)包括心率和血氧。

進(jìn)一步地，所述三個(gè)光源安裝在穿戴組件臨近皮膚組織的側(cè)面的中心位置處，三個(gè)光源之間的連線構(gòu)成等邊三角形。

進(jìn)一步地，所述水下吸收計(jì)算模塊計(jì)算光源與皮膚之間的水膜厚度的過(guò)程包括以下步驟：