一种久坐状态监测装置、系统及监测方法与流程

本发明涉及个人健康管理技术领域。更具体地，涉及一种久坐状态监测装置、系统及监测方法。

背景技术：

如今，久坐已经成为威胁人类健康的另一大健康隐患，长期久坐会导致腰椎问题、颈椎问题、胃肠道疾病、心血管疾病等。世界卫生组织指出：全球每年有500多万人因久坐而死亡，预计到2020年，70％的疾病都由久坐引起，因此被列为十大致死，致病杀手之一。

目前，现有技术中的久坐设备总体归纳为2类：一种是通过监测集成于坐垫或座椅的压力传感器、超声传感器、视觉传感器等监测人保持久坐的时间反应人的久坐时间，超过设定的阈值后测量装置发出警报。该方案设备较沉重，不方便，可移植性不好；另一种是以可穿戴设备的形式来监测用户的久坐状态，可穿戴设备的运动传感器(速度、加速度、陀螺仪等传感器)，该种测量装置容易出现误判，且成本较高。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所提出的技术问题，本发明第一方面提出了一种久坐状态监测装置，包括可穿戴本体，所述可穿戴本体上设置有：

采集单元，用于对人体表面的血运状态进行采集，包括近红外光发射器以及近红外光接收器，当人体穿戴所述可穿戴本体时，所述近红外光发射器用于发射近红外光至人体表面，所述近红外光接收器用于接收经过人体表面反射后的近红外光；

数据处理单元，基于所述近红外光接收器所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，将所述血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，根据比较结果来判断人体的久坐状态；以及

报警单元；

其中，当所述数据处理单元的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述报警单元基于所述判断结果进行提示报警。

可选地，当所述血氧饱和度数据低于所述预设阈值时，所述数据处理单元判断人体的久坐状态处于异常。

可选地，所述数据处理单元以第一时间为周期，周期性的获取所述近红外光接收器所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据；

其中，当判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述报警单元基于所述判断结果进行提示报警，所述数据处理单元以第二时间为周期，周期性的获取所述近红外光接收器所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据；

当判断结果为人体的久坐状态处于正常时，所述数据处理单元依旧以第一时间为周期，周期性的获取所述近红外光接收器所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据。

可选地，所述可穿戴本体包括可穿戴短裤，所述采集单元包括有多个，当人体穿戴所述可穿戴短裤时，多个采集单元分别用于采集人体的股骨及髋关节外侧、股骨内侧组织和臀部组织的血运状态。

可选地，所述可穿戴本体包括可穿戴袖套，所述采集单元包括有多个，当人体穿戴所述可穿戴袖套时，多个采集单元分别用于采集人体的上臂组织和肘关节以及前臂的血运状态。

可选地，所述报警单元包括声音报警器和/或灯光报警器。

本发明第二方面提出了一种久坐状态监测系统，包括本发明第一方面提出的久坐状态监测装置以及远程终端；

其中，当所述数据处理单元的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述数据处理单元将所述血氧饱和度数据发送至远程终端，以使得所述远程终端进行报警。

可选地，所述远程终端将所述血氧饱和度数据进行显示。

可选地，所述远程终端基于所述血氧饱和度数据来调取预先存储的调整坐姿动画进行播放。

可选地，所述久坐状态监测装置还包括通讯单元，所述数据处理单元通过通讯单元将所述血氧饱和度数据发送至所述远程终端。

可选地，所述通讯单元包括蓝牙。

本发明第三方面提出了一种利用本发明第一方面提出的久坐状态监测装置的久坐状态监测方法，包括以下步骤：

利用采集单元对人体表面的血运状态进行采集；

数据处理单元基于所述近红外光接收器所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，将所述血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，根据比较结果来判断人体的久坐状态；

当所述数据处理单元的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述报警单元基于所述判断结果进行提示报警。

本发明的有益效果如下：

本发明具有原理简单的优点，在本发明的具体实施中，人体在穿戴可穿戴本体时，采集单元会实时的对人体表面的血运状态进行采集，而数据处理单元则会基于采集单元所采集的血运状态来生成血氧饱和度数据，并将此血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，根据比较结果能够判断人体的久坐状态是否处于异常，从而有效的反应了人体的久坐状态，提高了监测精度，并且实现了可穿戴模式，方便携带，易于移植，整体结构简单，成本较低，易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明的一个实施例中提出的一种久坐状态监测装置的结构示意图；

图2示出本实施例中采集单元的结构示意图；

图3示出本实施例中对人体表面进行久坐状态监测的流程图；

图4示出本实施例中可穿戴本体为可穿戴袖套时的结构示意图；

图5示出本发明的另一个实施例提出的一种久坐状态监测系统的结构框图；

图6示出本实施例中远程终端为手机时的结构示意图；

图7示出本发明再一个实施例提出了一种利用久坐状态监测装置的久坐状态监测方法的流程图。

图中：100、可穿戴短裤；200、采集单元；2011、近红外光发射器；2012、近红外光接收器；211、第一采集单元；212、第二采集单元；213、第三采集单元；214、第四采集单元；215、第五采集单元；216、第六采集单元；217、第七采集单元；218、第八采集单元；219、第九采集单元；300、数据处理单元；400、报警单元；500、可穿戴袖套；611、第十采集单元、612、第十一采集单元；613、第十二采集单元；614、第十四采集单元；615、第十五采集单元；700、远程终端。

具体实施方式

为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明的一个实施例提出了一种久坐状态监测装置，如图1所示，所述装置可穿戴本体，可穿戴本体上设置有采集单元200、数据处理单元300以及报警单元400。

具体的，可穿戴本体应当被理解为其可供人体进行穿戴，例如在袖套和/或短裤，在图1的示例中，可穿戴本体为可穿戴短裤100，在本实施例的具体实施中，采集单元200主要用于对人体表面的血运状态进行采集，如图2所示，其主要包括有近红外光发射器2011以及近红外光接收器2012，而当人体穿戴本实施例中的可穿戴本体时，近红外光发射器2011用于发射近红外光至人体的表面，而近红外光接收器2012则用于接收经过人体表面反射后的近红外光，从而完成对人体表面的血运状态的采集。

采集单元200的采集原理如下：由于氧合血红蛋白和还原血红蛋白在可见光和近红外光的频谱范围内具有不同的吸收特效，当近红外光发射器2011发射近红外光至人体表面时，被照射到的人体组织内的还原血红蛋白会吸收较多的红光，吸收较少的红外光线，而氧合血红蛋白吸收较少的红光，吸收较多的红外光，因此，利用该原理使用近红外光接收器2012接收经过人体表面反射后的近红外光就可以采集人体表面的血氧饱和度的变化情况，而血氧饱和度的变化情况能够直接反应组织的血运状态，从而完成对人体表面的运行状态的采集，需要说明的是，在使用采集单元200对人体表面的血运状态进行采集时，可通过调整采集单元200在可穿戴本体上的位置来对人体不同部位的血运状态进行采集，工作人员可根据实际需要来对采集单元200的设置位置自行进行设定，本实施例对此不作具体限定。

进一步，当近红外光接收器2012接收到经过人体表面反射后的近红外光后，数据处理单元300可基于近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，并将此血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，根据比较结果来判断人体的久坐状态。

具体的，在实施例中，数据处理单元300可为单片机系统，并具体为stm32数据采集系统，其主要用于基于近红外光接收器2012所接收到的近红外光来生成血氧饱和度数据，将血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，当血氧饱和度数据低于预设阈值时，则判断人体的久坐状态处于异常，而当血氧饱和度数据大于或等于预设阈值时，则判断人体的久坐状态处于正常。

更进一步的，当数据处理单元300的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，则报警单元400基于此判断结果进行提示报警。

具体的，在本实施例中，报警单元400可包括声音报警器或灯光报警器，当数据处理单元300判断当前情况下人体的久坐状态处于异常时，则这时数据处理单元300会发送控制信号至报警单元400，报警单元400响应于此控制信号来进行提示报警，从而提醒人体需要调整坐姿，从而改善人体的久坐状态，需要说明的是，报警单元400可集成于数据处理单元300。

综上所述，本发明具有原理简单的优点，在本发明的具体实施中，人体在穿戴可穿戴本体时，采集单元200会实时的对人体表面的血运状态进行采集，而数据处理单元300则会基于采集单元200所采集的血运状态来生成血氧饱和度数据，并将此血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，根据比较结果能够判断人体的久坐状态是否处于异常，从而有效的反应了人体的久坐状态，提高了监测精度，并且实现了可穿戴模式，方便携带，易于移植，整体结构简单，成本较低，易于实现。

在本实施例的一个优选的实现方式中，如图3所示，所述数据处理单元300以第一时间为周期，周期性的获取所述近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据；

其中，当判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述报警单元400基于所述判断结果进行报警，所述数据处理单元300以第二时间为周期，周期性的获取所述近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据；

当判断结果为人体的久坐状态处于正常时，所述数据处理单元300依旧以第一时间为周期，周期性的获取所述近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据。

具体的，在本实施例中，可通过设置通用定时器来对使得数据处理单元300周期性的获取近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，其中，数据处理单元300为单片机系统，并具体为stm32数据采集系统时，单片机系统为arm3内核，内置有8个定时器，通过编程软件配置，从而利用两个定时器来完成对第一时间以及第二时间的设定，当人体穿戴本实施例中的可穿戴本体时，采集单元200开始实时的对人体表面的血运状态进行采集，而数据处理单元300会在定时器1的作用下以第一时间为周期，周期性的获取近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，并将此血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，示例性的，第一时间可为15分钟，当比较结果为血氧饱和度数据小于预设阈值时，则判断人体的久坐状态处于异常下，数据处理单元300控制报警单元400进行报警，提醒人体需要调整坐姿，改善人体的久坐状态，而这时，数据处理单元300则会在定时器2的作用下以第二时间为周期，周期性的获取近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，并将此血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，示例性的，第二时间可为2分钟，当比较结果为血氧饱和度数据大于或等于预设阈值时，则说明经过坐姿的调整，人体的久坐状态已经处于正常，则这时，数据处理单元300则会在定时器1的作用下恢复以第一时间为周期，周期性的获取近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，从而能够周期性的对人体的久坐状态进行监测，监测时间较短，无需连续进行监测，提高了久坐状态监测装置的使用寿命。

在本实施例的一个具体实施中，返回至图1，所述可穿戴本体包括可穿戴短裤100，所述采集单元200包括有多个，当人体穿戴所述可穿戴短裤100时，多个采集单元200分别用于采集人体的股骨及髋关节外侧、股骨内侧组织和臀部组织的血运状态。

具体的，在本实施例中，可穿戴本体可设置为具有弹性的可穿戴短裤100，其材质可为硅胶或其他材质，人体在穿戴时，可穿戴短裤100可贴身穿戴于人体的下肢及臀部(包覆了髋关节及股骨，这些位置常用于外科手术的关节置换及复位)，在图1的示例中，采集单元200共有9组，其中，第一采集单元211、第二采集单元212、第三采集单元213以及第四采集单元214负责股骨及髋关节外侧运行状态的采集，第五采集单元215负责股骨内侧组织血运状态的采集，而第六采集单元216、第七采集单元217、第八采集单元218以及第九采集单元219则负责臀部组织的血运状态的采集，数据传感器则分别获取这9组采集单元200所采集的血运状态来进行判定，当血氧饱和度数据小于预设阈值时，则控制报警单元400进行报警，需要说明的是，在本实施例的具体实施中，工作人员可根据实际需要对采集单元200的数量以及设置位置自行进行设置，从而达到监测人体表面的不同部位的目的，本实施例对采集单元200的数量以及设置位置不作限定。

在这里，由于人体表面的不同部位的血氧饱和度数据所达标的标准不同，因此，工作人员体表面的不同部位来设定不同的预设阈值，而为了能够使得数据处理单元300能够分辨获取的采集单元200所采集的血运状态是处于人体表面的哪一个部位，则可以预先对不同的采集单元200进行编号，例如，采集臀部组织的采集单元200可编号为001，当数据处理单元300在获取采集单元200所采集的血运状态时可同时获取该采集单元200的编号，从而能够分辨出该采集单元200所采集的血运状态是处于人体表面的臀部组织，从而将与臀部组织相匹配的预设阈值进行调出并进行相应的比较，来判断人体的臀部组织处的久坐状态是否处于异常，从而实现了定位监测目的。

在本实施例的一个具体实施中，如图4所示，所述可穿戴本体包括可穿戴袖套500，所述采集单元200包括有多个，当人体穿戴所述可穿戴袖套500时，多个采集单元200分别用于采集人体的上臂组织和肘关节以及前臂的血运状态。

具体的，在本实施例中，可穿戴本体可设置为具有弹性的可穿戴袖套500，其材质可为硅胶或其他材质，人体在穿戴时，可穿戴袖套500可贴身穿戴于人体的上肢，采集单元200主要用于对外科手术后上肢患肢(上肢肘关节、肱骨、尺骨、桡骨附近组织)的血运状态进行采集，在图4的示例中，采集单元200共有5组，其中，第十采集单元611以及第十一采集单元612负责上臂患肢组织的血运状态的采集，第十二采集单元613负责肘关节的血运状态的采集，第十三采集单元200以及第十四采集单元614则负责前臂患肢的血运状态的采集，数据传感器则分别获取这5组采集单元200所采集的血运状态来进行判定，当血氧饱和度数据小于预设阈值时，则控制报警单元400进行报警，需要说明的是，在本实施例的具体实施中，工作人员可根据实际需要对采集单元200的数量以及设置位置自行进行设置，从而达到监测人体表面的不同部位的目的，本实施例对采集单元200的数量以及设置位置不作限定。

本发明另一个实施例提出一种久坐状态监测系统，如图5所示，所述久坐监测系统包括：

本发明上一个实施例提出的久坐状态监测装置；以及

远程终端700，

其中，当所述数据处理单元300的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述数据处理单元300将所述血氧饱和度数据发送至远程终端700，以使得所述远程终端700进行报警。

具体的，在本实施例中，如图6所示，远程终端700可为手机，工作人员可在手机上安装相应的app程序，当所述数据处理单元300的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，数据处理单元300将所述血氧饱和度数据发送至手机，手机上所安装的app程序接收到所述血氧饱和度数据后相应的进行报警，报警的方式具体可为：声音报警和/或震动报警，在本实施例的一个具体实施中，所述久坐状态监测装置还包括通讯单元，所述数据处理单元300通过通讯单元将所述血氧饱和度数据发送至所述远程终端700，具体的，通讯单元可为蓝牙。

为了能够使用户能够更加直接的了解自身的人体表面的血氧饱和度数据的情况，因此，当手机接受到血氧饱和度数据后，手机上所安装的app程序将此血氧饱和度数据进行相应的滤波，并通过gui(图形界面编程)将血氧饱和度数据通过颜色的变化及分布情况直观在手机界面上进行显示，例如，当手机分别获取了臀部组织以及股骨内侧组织的血氧饱和度数据时，可以条形图的形式将臀部组织以及股骨内侧组织的血氧饱和度数据显示在手机界面上，并且臀部组织以及股骨内侧组织血氧饱和度数据的颜色会被标记为醒目的红色，提醒用户需要及时的更改臀部组织坐姿，改善其久坐状态。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述远程终端700基于所述血氧饱和度数据来调取预先存储的调整坐姿动画进行播放。

具体的，在本实施例中，用户的远程终端700内可预先存储有人体的不同部位调整坐姿的调整坐姿动画，当远程终端700接收到人体的某一部位的血氧饱和度数据时，则会同时调取与其相匹配的调整坐姿动画进行播放，从而提醒用户可根据以下动画动作来改善其久坐状态，示例性的，当远程终端700接收到臀部组织的血氧饱和度数据时，远程终端700可同时调取与臀部组织相匹配的调整坐姿动画进行播放，调整坐姿动画的内容例如：实现方案一，可调整单侧坐姿，每30s改变一次受力侧，实现方案二，双手支撑作为把手20s供下肢血运畅通。

本发明的再一个实施例提出了一种本发明的上一个实施例提出久坐状态监测装置的久坐状态监测方法，如图7所示，包括以下步骤：

利用采集单元200对人体表面的血运状态进行采集；

数据处理单元300基于所述近红外光接收器2012所接收到的红外光来生成血氧饱和度数据，将所述血氧饱和度数据与预设阈值进行比较，根据比较结果来判断人体的久坐状态；

当所述数据处理单元300的判断结果为人体的久坐状态处于异常时，所述报警单元400基于所述判断结果进行报警。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。