集计步器、心电、血氧功能的智能腕表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，属于医疗器械领域。包括内设有时钟、计步器、心电监测模块、血氧监测模块的表盘和连接表盘的表带，血氧监测模块的发光驱动电路连接发射传感器，发光驱动电路、发射传感器和接收传感器连接到处理器，发射传感器和接收传感器分别置于遮光橡胶内并位于表盘的上表面边缘、侧面或者表带上，发射传感器的发射孔和接收传感器的发射孔之间的夹角为90～180°；心电监测模块包括通过集成模拟前端与处理器连接的置于表盘上表面的表盘面测试电极和置于表盘下表面表盘底测试电极、参考电极。本实用新型操作简便快捷，采集的数据准确可靠，并且美观大方。
【专利说明】集计步器、心电、血氧功能的智能腕表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种医疗器械，具体是指一种具有计步器、心电监测、血氧监测功能的多功能腕表。
【背景技术】
[0002]在现代生活中，随着人们健康意识的提高及对健康监测的需求，希望能够在日常生活中，随时随地地监测自身的健康生理参数，并能够得到适当的健康建议，同时在监测的过程中不希望对正常生活造成影响，也不希望当作病人来看待，因此目前已有很多小型的象生活用品一样的医疗监测器械应用到人们的生活中，如目前有一款智能腕表，它就把血氧监测和计步器功能进行了集合，不但能够作为计步器使用，而且还可以作为血氧检测仪使用。在人们进行走步等运动过程中，计步器只是记录走路多少步和运动量，对于人体健康指标，血氧和血压等心电指数，也是非常重要的，尤其是运动后，心电指数对预防心脏类疾病更为重要。但是上述的这种智能腕表不具备心电监测功能。
[0003]并且目前的日用类的血氧监测仪器在监测血氧时，均采用对射式测量方式，即将血氧监测仪的发射传感器和接收传感器对应放在人体组织的两侧，由发生器发出的光电信号对射穿过人体组织到达接收传感器，然后形成血氧指标。常见的指夹式、指套式或者一次性无纺布血氧探头结构都是这种对射式测量方式。这些传统的采用对射式测量方式的血氧检测仪，采用的是外接探头的方案，用户在测量时需要将探头佩戴在手指上，或者随身携带血氧测量仪器。现有的腕表或者类似的手环等穿戴式产品，使用时测量的数据十分不准确，用户无法准确得到血氧测量数据，或者测量无法完全适用于指定人群。
[0004]而心电检测的测量方式目前都是传统医疗检测方式，一般人们认为心电检测不适于穿戴式用品，只能在医院等特定场所有专业人员操作使用。因此对心电的测量还没有应用到腕表上，因此日常生活中缺少人体一项最重要的生理参数一心电参数的监测仪器，如果采用传统的电极片或者肢体夹方式，用起来既不方便，也不美观。
[0005]另外，中国专利文献CN102068261A公开了一种安全监护仪，尤指一种集成多功能可进行实时监护的安全监护仪。包括中央处理模块、报警模块和检测传感模块，报警模块和检测传感模块分别连接于中央处理模块，检测传感模块包括速度传感器，速度传感器将异常运动体征反馈至中央处理模块，中央处理模块处理异常运动体征，并指令报警模块予以报警。速度传感器包括加速度传感器和角速度传感器。检测传感模块包括血氧传感器、血压传感器、心电传感器、体温传感器、计步器，传感器检测被监护人的体征。心电测量是将心电传感器设置为测量心跳数据，并将心跳数据反馈至中央处理模块，中央处理模块是将心跳数据传送到显示模块以数字、文字和图形方式显示，并通过无线通信模块将心跳数据上报至中央数据库，并以短信方式发送给预先设定的监护人；若有异常心跳数据，中央处理模块指令振动模块和/或音频模块发出振动和/或声音报警，并通过无线通信模块将异常心跳数据上报至中央数据库，并以短信方式发送给预先设定的监护人。实用新型内容
[0006]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种智能腕表，该腕表集时钟、计步器、心电、血氧测试功能于一体，其操作简便快捷，并且采集的数据准确可靠。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:
[0008]集计步器、心电、血氧功能的智能腕表,包括内设有时钟、计步器、心电监测模块、血氧监测模块的带有显示屏的表盘和连接表盘的表带，心电监测模块、血氧监测模块、计步器、显示屏分别和处理器以及电源模块连接，所述血氧监测模块包括发光驱动电路、发射传感器、遮光橡胶、接收传感器，发光驱动电路连接发射传感器，发光驱动电路、发射传感器和接收传感器连接到处理器，发射传感器和接收传感器置于遮光橡胶内并位于表盘的上表面边缘、侧面或者表带上，发射传感器的发射孔和接收传感器的接收孔之间的夹角为90?180。；
[0009]所述心电监测模块包括通过集成模拟前端与处理器连接的表盘面测试电极、表盘底测试电极，表盘面测试电极设置于表盘的上表面边缘位置，表盘底测试电极设置于表盘的下表面，在表盘的下表面还设置有参考电极；
[0010]所述计步器包括用于感应外界敲击的加速度传感器，加速度传感器与处理器相连用于控制计步器与时钟、心电监测模块、血氧监测模块开启或者关闭；所述发射传感器、接收传感器、表盘面测试电极、表盘底测试电极、参考电极上均设置有打开血氧监测模块或心电监测模块的感应开关。
[0011]本实用新型的技术方案的进一步改进及优选在于:
[0012]所述遮光橡胶上设置有发射传感器透孔、接收传感器透孔和用于固定遮光橡胶的固定孔；发射传感器置于发射传感器透孔内，接收传感器置于接收传感器透孔内。
[0013]所述发射传感器和接收传感器之间距离不大于6mm。
[0014]所述发射传感器的发射孔和接收传感器的接收孔之间的夹角为180°。
[0015]所述感应开关的感应距离为O?5mm。
[0016]所述发射传感器为红光红外光发光管，接收传感器为光频转换器。
[0017]所述表盘底测试电极和参考电极外露端为半月牙形并以尖部相对的方式相对设置。
[0018]所述处理器还连接有用于发射信号的无线模块。
[0019]由于采用上述技术方案，本实用新型所产生的技术进步在于:
[0020]本实用新型的腕表集计步、心电、血氧测试功能于一体，其操作简便快捷，采集的数据准确可靠，并且时尚大方，不进行生理参数监测时，可以当作手表及计步器来使用；进行心电或者血氧监测时，将腕表戴在手腕上，参考电极即可感知人体组织，如再用另一只手接触腕表表面的心电电极或者血氧传感器，就可轻松对心电或者血氧参数进行监测，不受传统的指夹式、指套式、肢体夹或者电极片的束缚，测试起来简单方便，更具人性化。
[0021]本实用新型只需双击、翻转手腕或者触碰即可开启相应测试功能，避免传统测试需手动按键开启或者进入菜单选择开启的繁琐步骤。当两个传感器或者测试电极同时靠近或接触到人体组织时，就可以开启血氧检测或者心电监测。
[0022]本实用新型的发射传感器和接收传感器形成一定夹角或者平行设置，两传感器在遮光橡胶中形成侧部透射结构，这种侧射式的血氧采集装置，光线从发射传感器中发出，透过手指尖部，以漫反射方式射入接收传感器，处理器通过透过手指的漫反射光就可以计算出血氧值。发射传感器和接收传感器的夹角在90?180°之间，尤其是180°左右时，以及发射传感器和接收传感器之间距离在O?6mm之间时，更加符合和贴合人体手指的结构，手指和传感器贴合更加紧密，所测量的生理参数数据更加准确。本实用新型的表盘底测试电极和参考电极外露端为半月牙形并以尖部相对的方式相对设置，可以使这两个电极均能同时接触到手腕的皮肤，不会产生虚接、导联脱落问题，能够保证检测数据的准确可靠。
[0023]用户想要使用时，只需将手指轻轻的放在测量位置，无需佩戴指夹、指套等采集设备，不仅不会影响到用户正常的抓取行为，而且不会对用户产生心理压力，避免了传统血氧测量设备需随身携带心电设备、血氧仪的麻烦，为用户出行带来便利，避免产生长期佩戴医学探头、长期处于病态的心理。
[0024]本实用新型的接触式心电测试及侧射式的血氧测量技术还可以将其应用到手表及手环等穿戴式设备上，仅需轻轻触碰，就可得到精准的心电及血氧数据，并可将数据进行上传分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的外观结构示意图；
[0026]图2是本实用新型的电气原理框图；
[0027]图3是本实用新型的表盘底面的结构示意图；
[0028]图4是本实用新型发射传感器和接收传感器90°、117°、180°布置时的示意图；
[0029]图5本实用新型的发射传感器和接收传感器180°布置时的遮光橡胶的结构示意图；
[0030]图6是本实用新型进行健康监测工作过程的流程图；
[0031]在附图中:1、表盘，2、表带，3、心电监测模块，4、血氧监测模块，5、发射传感器，6、接收传感器，7、表盘面测试电极，8、表盘底测试电极，9、参考电极，10、遮光橡胶，10.1发射传感器透孔，10.2、接收传感器透孔，10.3固定孔。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明:
[0033]集计步器、心电、血氧功能的智能腕表,包括一块主要由表盘1、连接表盘的表带2构成的电子手表。表盘I内再安装时钟、计步器、心电监测模块3、血氧监测模块4，计步器包括一迈步震动的感应电路，感应电路包括用于感应外界敲击的加速度传感器；本实用新型的核心部件还包括处理器MCU、显示屏、无线模块、电源模块；心电监测模块3、血氧监测模块4、计步器的加速度传感器、显示屏、无线模块分别和处理器MCU电连接，电源模块为它们供电并可以通过一开关按钮来接通或切断电源。显示屏除显示时间外，还显示计步器、心电监测和血氧监测的结果，并通过无线模块将处理器MCU的处理结果和数据信号发射上传，供专业人员或者监护人员分析。
[0034]血氧监测模块4包括发光驱动电路、发射传感器5、遮光橡胶10、接收传感器6，发光驱动电路连接发射传感器5，发光驱动电路、发射传感器5和接收传感器6连接到处理器，发射传感器5和接收传感器6分别设置于一遮光橡胶种，遮光橡胶中设置有发射传感器透孔10.1、接收传感器透孔10.2和固定孔10.3，发射传感器5固定在发射传感器透孔10.1中，接收传感器6固定在接收传感器透孔10.2中，固定孔10.3用于将遮光橡胶固定在表盘或者表带的相应部位。发射传感器5和接收传感器6 —般可以位于表盘I的上表面边缘、表盘I的侧面或者表带2上，但发射传感器5的发射孔和接收传感器6的发射孔之间的距离应不大于6_，可以在O?6_之间，并且发射传感器5的发射孔和接收传感器6的接收孔之间的夹角为90?180°，如图4所示。图4仅标示出了三种状态，其中180°夹角较为常用，还可以是其它角度。这样的角度和距离可以保证人体指尖全面接触，使从发射传感器5出来的光线经过漫射后，能够较大量的被接收传感器6接收，因此测量数据较为准确。上述的发射传感器5可以是红光红外光发光管，接收传感器6可以是光频转换器。
[0035]本实用新型的心电监测模块包括采集电极，采集电极包括表盘面测试电极7、表盘底测试电极8,表盘面测试电极7设置于表盘I的上表面边缘位置,表盘底测试电极8设置于表盘I的下表面，在表盘I的下表面还设置一参考电极9,表盘底测试电极8和参考电极9外露的一端的形状可以设置成半月牙形，并且布置时可以将两个半月牙形的尖部相对设置。各采集电极通过集成模拟前端与处理器连接。
[0036]本实用新型的计步器包括的加速度传感器与处理器相连，加速度传感器还可以感应外界敲击，用于控制计步器与时钟、心电监测模块3、血氧监测模块4开启或者关闭，通过敲击表盘，加速度传感器可以使显示屏在计步器、时钟之间进行显示转换；本实用新型的发射传感器5、接收传感器6、表盘面测试电极、表盘底测试电极、参考电极上均设置有感应开关，当腕表被戴在手腕上时，参考电极的感应开关检测到人体组织，如果加速度传感器感知到敲击，显示屏点亮时，如果发射传感器5、接收传感器6、表盘面测试电极、表盘底测试电极的感应开关再感应到人体组织，就可以打开血氧监测模块或心电监测模块，使血氧监测模块或心电监测模块进入检测状态。这些感应开关的感应距离为O?5mm。这样当手指接近或者接触到这些传感器或者电极时，就可以启动相应的功能。
[0037]本实用新型的设计结构符合人体测试体验的设计。使用本实用新型时，如图6所示，当将本实用新型的腕表戴到手腕上时，腕表下面的参考电极感应到人体组织，计步器和时钟就进入工作状态，可以通过敲击显示屏，加速度传感器震动，使屏幕点亮，同时使心电监测模块3、血氧监测模块4即处于开机状态，通过敲击屏幕还可以使屏幕是计步器界面和时钟界面之间转换。进行心电或者血氧测试时，将腕表戴在手腕上，另一只手触摸表盘上表盘面测试电极或者用一个手指按在两个传感器上，就可以开启相应的功能。本实用新型的自身工作流程如图6所示。当人手指接触到表盘面测试电极是，处理器检测到心电导联无脱落时，自动进入心电测试界面，开启心电测试，得到心电指标和脉率等。当手指同时接触到血氧的发射和接收传感器时，血氧检测开始，从发射传感器出来的光线透过手指尖部，以漫反射方式射入接收传感器，接收传感器能够有效的采集处理后的光，通过透过手指的漫反射光计算血氧值。
【权利要求】
1.集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，包括内设有时钟、计步器、心电监测模块(3)、血氧监测模块(4)的带有显示屏的表盘(I)和连接表盘的表带(2)，心电监测模块(3)、血氧监测模块(4)、计步器、显示屏分别和处理器以及电源模块连接，其特征在于:所述血氧监测模块(4)包括发光驱动电路、发射传感器(5)、遮光橡胶(10)、接收传感器(6)，发光驱动电路连接发射传感器(5)，发光驱动电路、发射传感器(5)和接收传感器(6)连接到处理器，发射传感器(5 )和接收传感器(6 )置于遮光橡胶(10 )内并位于表盘(I)的上表面边缘、侧面或者表带(2)上，发射传感器(5)的发射孔和接收传感器(6)的接收孔之间的夹角为 90 ?180。； 所述心电监测模块包括通过集成模拟前端与处理器连接的表盘面测试电极、表盘底测试电极，表盘面测试电极设置于表盘的上表面边缘位置，表盘底测试电极设置于表盘(I)的下表面，在表盘(I)的下表面还设置有参考电极(9)； 所述计步器包括用于感应外界敲击的加速度传感器，加速度传感器与处理器相连用于控制计步器与时钟、心电监测模块(3)、血氧监测模块(4)开启或者关闭；所述发射传感器(5)、接收传感器(6)、表盘面测试电极、表盘底测试电极、参考电极上均设置有打开血氧监测模块或心电监测模块的感应开关。
2.根据权利要求1所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述遮光橡胶(10)上设置有发射传感器透孔(10.1)、接收传感器透孔(10.2)和用于固定遮光橡胶的固定孔(10.3);发射传感器(5)置于发射传感器透孔(10.1)内，接收传感器(6)置于接收传感器透孔(10.2)内。
3.根据权利要求1所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述发射传感器(5)和接收传感器(6)之间距离不大于6mm。
4.根据权利要求1所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述发射传感器(5)的发射孔和接收传感器(6)的接收孔之间的夹角为180°。
5.根据权利要求1所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述感应开关的感应距离为O?5mm。
6.根据权利要求1?5任一项所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表,其特征在于所述发射传感器(5)为红光红外光发光管，接收传感器(6)为光频转换器。
7.根据权利要求1所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述表盘底测试电极(8)和参考电极(9)外露端为半月牙形并以尖部相对的方式相对设置。
8.根据权利要求1所述的集计步器、心电、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述处理器还连接有用于发射信号的无线模块。
【文档编号】A61B5/0402GK204009405SQ201420508739
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】胡坤, 许云龙, 张金玲, 吴迪, 赵林源, 刘玉岭, 罗凤勇, 孙丽花 申请人:康泰医学系统（秦皇岛）股份有限公司