一种便携式生理参数测量设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式生理参数测量设备，所述设备包括测量装置，显示装置，第一连接装置和第二连接装置；所述测量装置用于向测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收所述测量光的反射光，并对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数；所述显示装置用于显示所述生理参数；所述测量装置和所述显示装置通过所述第一连接装置和所述第二连接装置进行连接以形成一环形结构；所述测量装置朝向所述测量对象的体表皮肤的一侧具有至少两个透光孔，所述测量光和所述反射光的光路所述透光孔。本发明提供的便携式生理参数测量设备体积小，易于佩戴；不论左手佩戴还是右手佩戴都可以获得准确的测量结果。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于医学传感【技术领域】，尤其涉及一种便携式生理参数测量设备。 一种便携式生理参数测量设备
【背景技术】
[0002] 目前，随着生活水平的提高和人们对于个人健康状况的关注，便于普通大众使用 的医疗测量设备得到广泛应用。人体生理参数是医学上衡量人体生理状态的一系列指标， 包括脉搏，血压，血氧饱和度，血糖浓度等。生理参数宏观地反映了人体的身体状况，对于疾 病预测，身体保养具有非常重要的预警与指引作用。通常生理参数由人们在医院经过专业 仪器体检而获得。但随着科技的进步，小型化、家庭化的便携式生理参数测量仪器受到人们 的青睐。
[0003] 但是，现有技术中的便携式生理参数测量仪器需要集成多种传感器来测量不同的 生理参数，例如：测量血压需要血压测量组件；利用光反射法测量血氧饱和度和血糖需要 光电监测组件；这样的便携式生理参数测量仪器集成难度和生产成本都较高，同时体积过 大也不便于大众随身佩戴。
[0004] 对血氧饱和度和血糖浓度等生理参数进行测量时，利用光反射法可以得到更准确 的测量结果。而利用光信号来进行探测时，光信号的强弱会对测量结果产生重要的影响。现 有便携式生理参数测量设备中，会在测量光和发射光的光路上设置透光孔或者透明材料来 增加光强。但是目前的便携式生理参数测量设备为了便携性，只有一个透光孔，只适合左手 或者右手佩戴，而无法自由选择佩戴手臂。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术中，便携式生理参数测量设备无法兼顾测量对象左右手佩戴的 问题，本发明提供了一种便携式生理参数测量设备。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供一种便携式生理参数测量设备，所述设备包括测量 装置，显示装置，第一连接装置和第二连接装置；
[0007] 所述测量装置用于向测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收 所述测量光的反射光，并对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数；
[0008] 所述显示装置用于显示所述生理参数；
[0009] 所述测量装置和所述显示装置通过所述第一连接装置和所述第二连接装置进行 连接以形成一环形结构；
[0010] 所述测量装置朝向所述测量对象的体表皮肤的一侧具有至少两个透光孔，所述测 量光和所述反射光的光路所述透光孔。
[0011] 根据本发明的一个【具体实施方式】，所述测量装置包括光发射和接收模块以及数据 处理模块；
[0012] 所述光发射和接收模块，用于向所述测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测 量光，以及接收所述测量光的反射光；
[0013] 所述处理模块，用于对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数。
[0014] 根据本发明的另一个【具体实施方式】，所述体表皮肤是所述测量对象的桡动脉所对 应的腕部体表皮肤。
[0015] 根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述测量装置朝向所述测量对象的体表皮肤 的一侧包括第一透光孔和第二透光孔；
[0016] 当所述便携式生理参数测量设备佩戴于所述测量对象的左臂腕部时，所述第一透 光孔与所述测量对象的左臂桡动脉对应设置；
[0017] 当所述便携式生理参数测量设备佩戴于所述测量对象的右臂腕部时，所述第二透 光孔与所述测量对象的和右臂桡动脉对应设置。。
[0018] 根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述测量装置包括：
[0019] 通信模块，用于将所述生理参数通过有线和/或无线方式发送至外部设备。
[0020] 根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述测量装置包括：环境状态测量模块和/ 或运动状态测量模块；
[0021] 所述环境状态测量模块用于测量对象所处的环境状况；
[0022] 所述运动状态测量模块用于测量所述被测对象的运动状态。
[0023] 根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述生理参数包括：
[0024] 脉搏参数、血压参数、血糖浓度参数、血氧饱和度参数中任一或其组合。
[0025] 根据本发明的又一个【具体实施方式】，显示所述生理参数包括：
[0026] 显示所述生理参数的数值和/或所述生理参数的示意图。
[0027] 根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述第一连接装置和/或所述第二连接装置 呈带状和/或条状结构。
[0028] 本发明所提供的便携式生理参数测量设备利用光反射法获得测量对象的生理参 数，该便携式测量设备仅集成光电传感器即可满足测量需求，因此该便携式测量设备的生 产成本和体积可进行控制，其具有功耗低、易于随身佩戴等优点；此外，在该便携式生理参 数测量设备中的测量装置上设置有两个透光孔，两个透光孔分别对应于光发射和接收模 块，不论用户佩戴于左臂还是右臂都可以获得准确的测量结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更明显：
[0030] 图1所示为根据本发明提供的便携式生理参数测量设备的一个【具体实施方式】的 结构示意图；
[0031] 图2所示为根据本发明提供的便携式生理参数测量设备中测量装置的一个具体 实施方式的结构示意图。
[0032] 附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0033] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子 中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各 种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本 发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
[0034] 参考图1，图1所示为根据本发明提供的便携式生理参数测量设备的一个具体实 施方式的结构示意图。
[0035] 便携式生理参数测量设备包括：测量装置1，显示装置2,第一连接装置3和第二连 接装置4。所述测量装置1用于向测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测量光，以及 接收所述测量光的反射光，并对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数。所 述显示装置2用于显示所述生理参数。所述测量装置1和所述显示装置2通过所述第一连 接装置3和所述第二连接装置4进行连接以形成一环形结构。所述测量装置1朝向所述测 量对象的体表皮肤的一侧具有至少两个透光孔，所述测量光和所述反射光的光路所述透光 孔。优选的，所述测量装置朝向所述测量对象的体表皮肤的一侧包括第一透光孔11和第二 透光孔14。
[0036] 具体地，本发明提供的生理参数测量设备主要的适用对象是人类，因此所述测量 对象在本文中主要指的是需要进行生理参数测量的人类。本领域技术人员应当理解，本发 明提供的生理参数测量设备还可以应用于针对与人类具有相同或相似生理特性的哺乳动 物的生理参数的测量。
[0037] 该便携式生理参数测量设备采用光反射法来测量测量对象的各项生理参数，其具 体原理是利用光发射器向人体组织发送光波，该光波经过人体组织反射后生成反射光，光 接收器接收该反射光并分析该反射光所反映的人体的生理状况，从而达到测量人体生理参 数的目的。具体地，本文所提及的术语"生理参数"包括脉搏参数、血压参数、血糖浓度参数、 血氧饱和度参数中任一或其组合。
[0038] 参考图2,所述测量装置1包括光发射和接收模块12以及处理模块13。光发射和 接收模块12用于向测量对象（即人体）的体表皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收 所述测量光的反射光，因此该光发射和接收模块12可以使用能满足上述功能的光电传感 器来实现。例如，当前所需测量的生理参数是脉搏参数，根据光反射法测量脉搏参数的原 理，测量光可以红光也可以是红外光，因此光发射和接收模块12可以是能产生红光的光电 传感器，也可以是可以产生红外光的光电传感器，还可以是既能产生红光也可以产生红外 光的光电传感器；当前所需测量的生理参数是血氧饱和度参数时，根据双波长反射法测量 血氧饱和度参数的原理，需要两种波长的测量光共同作用才能实现，因此光发射和接收模 块12是能够产生红光和红外光两种不同波长的测量光的光电传感器；当前所需测量的生 理参数是血糖浓度参数时，根据光反射法测量血糖参数的原理，所述测量光可以使用波长 较大（例如为9600nm)的红外光来实现，因此光发射和接收模块12是能够产生上述波长为 9600nm的红外光的光电传感器。相应地，若当前所需测量的生理参数是血压参数，该血压参 数可以通过脉搏参数测算得到，因此此类情况下对光发射和接收模块12所提出的硬件需 求等同于测量脉搏参数。
[0039] 典型地，该光发射和接收模块12可使用NJL5501R芯片来实现，NJL5501R芯片是 一种可以产生红光和红外光的光电传感器。为满足测量所述生理参数的需求，NJL5501R芯 片发出的红光的波长的范围是660nm± 3nm，所述红外光的波长的范围是940nm± 10nm。可 选地，该光发射和接收模块12还集成发射波长是9600nm的红外光的光电传感器。
[0040] 透光孔中穿过的发射光，可以是光发射和接收模块12采用的芯片发出的原始光 束，也可以是由光发射和接收模块12中采用的芯片发出的原始光束进行分光后而产生的 光。但是只要光发射和接收模块12设置于对应透光孔，光路就会通过透光孔到达测试对象 的皮肤，取得较准确的测量结果。
[0041] 为了满足生理参数的测量精度，本文中提及的所述测量对象的体表皮肤优选地是 所述测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤，因此在实施过程中，该光发射和接收模块 12设置在贴近所述腕部体表皮肤的位置。
[0042] 用户佩戴所述便携式生理参数测量设备时，可以根据不同的佩戴习惯或者佩戴时 的不同情况选择佩戴于左臂或者右臂，因此，本发明提供的便携式生理参数测量设备具有 两个透光孔。
[0043] 每个透光孔对应一个光发射和接收模块12。光发射和接收模块12通过透光孔11 向测量对象的体表皮肤发送测量光，并通过该透光孔11接收上述测量光的反射光。光发射 和接收模块12发出的测量光光路通过透光孔11直接达到体表皮肤上，可以避免测量装置1 的外壳对测量光的干扰。可以理解，透光孔11可以是通透的设计，也可以是采用透明材料 制备。
[0044] 由于基于易于佩戴和佩戴稳定性考虑，该便携式生理参数测量设备设计为具有腕 式佩戴结构，光发射和接收模块12和透光孔设置于贴近桡动脉的位置。便携式生理参数测 量设备上至少设置两个透光孔。优选的，当所述便携式生理参数测量设备佩戴于所述测量 对象的左臂腕部时，所述第一透光孔11与所述测量对象的左臂桡动脉对应设置；当所述便 携式生理参数测量设备佩戴于所述测量对象的右臂腕部时，所述第二透光孔14与所述测 量对象的和右臂桡动脉对应设置。这种设置可以保证，不论用户佩戴于左臂还是右臂，都能 使测量光通过透光孔到达桡动脉，并使经桡动脉反射的反射光通过透光孔返回。在保证光 路畅通的情况下，获得准确的测量结果。
[0045] 第一透光孔11和第二透光孔14相应的内部均配置一个光发射和接收模块12。根 据不同的佩戴方向，启动适不同的光发射和接收模块12。
[0046] 所述处理模块13,用于对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数。 所述处理模块13首先将接收到的反射光的信号转换为数字信号；然后根据该数字信号生 成生理参数。进行模数转换可以使用现有技术中合适的数模转换芯片来实现，需要特别指 出的是，若所述光发射和接收模块12使用NJL5501R来实现，则该NJL5501R芯片内包括用 于实现模数转换的硬件结构，不许再添加硬件。用数字信号生成生理参数也可以使用现有 技术中合适的单片机芯片来实现，例如MK20DN512VLK10芯片。
[0047] 优选的，所述测量装置1还包括：通信模块，用于将所述生理参数通过有线和/或 无线方式发送至外部设备。外部设备可以是服务器、个人电脑、智能手机、平板电脑等。生 理参数可以在外部设备中进行存储和/或分析。
[0048] 优选的，所述测量装置1包括：环境状态测量模块和/或运动状态测量模块。环境 状态测量模块用于测量对象所处的环境状况。该环境状态模块包括但不限于：温度传感器 和/或湿度传感器。当用户所处的外部环境温度超过一定阈值时，即可判断被测对象所处 环境有火灾等意外状况发生。运动状态测量模块用于测量所述被测对象的运动状态。具体 地，该运动状态测量模块包括但不限于：加速度传感器和/或速度传感器。典型地，运动状 态测量模块可以使用MMA7455L芯片来实现，MMA7455L芯片是三轴加速度传感器芯片，其与 处理模块13相结合，便携式生理参数测量设备可以通过MMA7455L芯片测量到的测量对象 的加速度推算该测量对象的运动状态，以判断所述测量对象是否出现跌倒、跌落等意外情 况的发生。
[0049] 显示装置2用于显示生理参数的数值和/或所述生理参数的示意图。该显示装置 2可以使用现有技术中合适的LED液晶显示屏来实现，典型地，由处理模块13控制在显示装 置2上显示的具体内容，例如对所述生理参数进行预处理后以合适的样式进行显示。
[0050] 第一连接装置3和第二连接装置4用于将显示装置2和测量装置1连接成一环状 结构，便于佩戴于用户的腕部。第一连接装置3和/或第二连接装置4的制备材料包括但 不限于：金属、皮革、塑料和/或织物等。第一连接装置3和/或第二连接装置4为带状或 者条状结构。为了固定的牢固度，该环形结构为一封闭环形结构。
[0051] 本发明所提供的便携式生理参数测量设备利用光反射法获得测量对象的生理参 数，仅集成光电传感器即可满足测量需求，因此该便携式生理参数测量设备的生产成本和 体积可进行控制，其具有功耗低、易于随身佩戴等优点；此外，在测量装置上设置两个透光 孔使得不论用户佩戴于左臂还是佩戴于右臂时测量光和反射光的光路都保持畅通，障碍干 扰小，测量的结果准确性高。
[0052] 虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和 所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对 于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺 步骤的次序可以变化。
[0053] 此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制 造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容 易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法 或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结 果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制 造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
【权利要求】
1. 一种便携式生理参数测量设备，所述设备包括测量装置，显示装置，第一连接装置和 第二连接装置，其中： 所述测量装置用于向测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测量光，以及接收所述 测量光的反射光，并对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数； 所述显示装置用于显示所述生理参数； 所述测量装置和所述显示装置通过所述第一连接装置和所述第二连接装置进行连接 以形成一环形结构； 所述测量装置朝向所述测量对象的体表皮肤的一侧具有至少两个透光孔，所述测量光 和所述反射光的光路所述透光孔。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述测量装置包括光发射和接收模块以及数据 处理模块； 所述光发射和接收模块，用于向所述测量对象的体表皮肤发送至少一种波长的测量 光，以及接收所述测量光的反射光； 所述处理模块，用于对所述反射光进行处理以得到所述测量对象的生理参数。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述体表皮肤是所述测量对象的桡动脉所对应 的腕部体表皮肤。
4. 根据权利要求3所述的设备，其中，所述测量装置朝向所述测量对象的体表皮肤的 一侧包括第一透光孔和第二透光孔； 当所述便携式生理参数测量设备佩戴于所述测量对象的左臂腕部时，所述第一透光孔 与所述测量对象的左臂桡动脉对应设置； 当所述便携式生理参数测量设备佩戴于所述测量对象的右臂腕部时，所述第二透光孔 与所述测量对象的和右臂桡动脉对应设置。
5. 根据权利要求2所述的设备，其中，所述测量装置还包括： 通信模块，用于将所述生理参数通过有线和/或无线方式发送至外部设备。
6. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述测量装置还包括：环境状态测量模块和/或 运动状态测量模块； 所述环境状态测量模块用于测量对象所处的环境状况； 所述运动状态测量模块用于测量所述被测对象的运动状态。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述生理参数包括： 脉搏参数、血压参数、血糖浓度参数、血氧饱和度参数中任一或其组合。
8. 根据权利要求1所述的设备，其中，显示所述生理参数包括： 显示所述生理参数的数值和/或所述生理参数的示意图。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一连接装置和/或所述第二连接装置呈带 状和/或条状结构。
【文档编号】A61B5/145GK104055501SQ201410302519
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】辛勤, 王毅峰 申请人:辛勤