可穿戴式生命体征监测仪及监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种可穿戴式生命体征监测仪，所述可穿戴式生命体征监测仪包括穿戴本体及设置于所述穿戴本体上的拉力传感模块、薄膜脉动传感模块、微处理器、按键模块及显示模块，所述微处理器分别与所述拉力传感模块、薄膜脉动传感模块、按键模块及显示模块电连接；所述拉力传感模块用于检测所述穿戴本体与孕妇之间的压力信号，并将所述压力信号转换为所述微处理器能处理的数字信号，所述薄膜脉动传感模块用于检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，并将所述胎心率、胎动率及胎动强度分别转换为所述微处理器能处理的数字信号。本发明还公开了一种监测方法。本发明能够安全、全面检测胎儿体征信息。
【专利说明】可穿戴式生命体征监测仪及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗【技术领域】，尤其涉及一种可穿戴式生命体征监测仪及监测方法。
【背景技术】
[0002]目前，孕妇的健康检查及临产期健康检查大多在社康和医院进行定期体检。对胎儿的体征信息的检测主要采用的是超声多普勒的胎心测试仪，其发射超声信号并限制超声辐射的强度，然后通过检测信号的反射量的变化来检测胎儿心率。
[0003]上述检测方式存在以下缺陷:一方面如果超声波辐射强度的限制装置出现问题时容易对孕妇和胎儿带来伤害，另一方面该限制装置容易受到外界信号和超声波发射器的电源波动等干扰源的干扰，存在着测量精度不高和测量重复性较差等缺点。并且，只检测胎儿心率，功能较单一，例如使用胎心测试仪无法对胎儿的胎动率及胎动强度进行检测，无法得到更多的胎儿的体征信息，从而不能对胎儿的生命体征进行整体评估，具有一定的局限性。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于解决现有技术中胎儿体征信息的检测不够安全及全面的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种可穿戴式生命体征监测仪，所述可穿戴式生命体征监测仪包括穿戴本体及设置于所述穿戴本体上的拉力传感模块、薄膜脉动传感模块、微处理器、按键模块及显示模块，所述微处理器分别与所述拉力传感模块、薄膜脉动传感模块、按键模块及显示模块电连接；
[0007]所述拉力传感模块用于检测所述穿戴本体与孕妇之间的压力信号，并将所述压力信号转换为所述微处理器能处理的数字信号，所述薄膜脉动传感模块用于检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，并将所述胎心率、胎动率及胎动强度分别转换为所述微处理器能处理的数字信号。
[0008]优选地，所述拉力传感模块包括依次电连接的拉力传感器、第一滤波器及第一模数转换电路，所述薄膜脉动传感模块包括依次电连接的薄膜脉动传感器、第二滤波器及第二模数转换电路，所述第一模数转换电路及第二模数转换电路的输出端分别与所述微处理器的输入端电连接。
[0009]优选地，所述拉力传感模块还包括第一差分放大电路，所述第一差分放大电路电连接于所述第一模数转换电路及所述第一滤波器之间；所述薄膜脉动传感模块还包括第二差分放大电路，所述第二差分放大电路电连接于所述第二模数转换电路及所述第二滤波器之间。
[0010]优选地，所述可穿戴式生命体征监测仪还包括无线连接模块，用于与终端无线连接，并将经微处理器处理后的胎心率、胎动率及胎动强度发送给所述终端，以通过所述终端发送至远程医疗系统。
[0011]优选地，所述可穿戴式生命体征监测仪还包括提示模块，所述提示模块与所述微处理器电连接，用于根据经微处理器处理后的压力信号所处的范围进行相应的提示。
[0012]优选地，所述薄膜脉动传感器为有源薄膜脉动传感器，其包括一电源电路，所述电源电路的供电电压纹波小于50毫伏。
[0013]优选地，所述电源电路为二级稳压电路或三级稳压电路。
[0014]优选地，所述穿戴本体为纺织品。
[0015]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种监测方法，用于监测生命体征信息，所述监测方法包括以下步骤:
[0016]当将生命体征监测仪穿戴在孕妇身上时，通过设置于所述生命体征监测仪上的拉力传感模块检测所述生命体征监测仪与孕妇之间的压力信号并显示；
[0017]在所述压力信号在预设的力度范围内时，通过设置于所述生命体征监测仪上的薄膜脉动传感模块检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度；
[0018]显示所述胎心率、胎动率及胎动强度。
[0019]优选地，所述监测方法还包括:
[0020]将所述胎心率、胎动率及胎动强度发送至远程医疗系统；
[0021]接收所述远程医疗系统根据所述胎心率、胎动率及胎动强度返回的推荐信息或提不?目息。
[0022]本发明一种可穿戴式生命体征监测仪及监测方法，由拉力传感模块检测穿戴本体与孕妇之间的压力信号，薄膜脉动传感模块检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，胎心率、微处理器对压力信号及处理后的胎心率、胎动率及胎动强度处理后，可显示于显示模块上，并通过按键模块，使用者可以进行输入指令，查看显示信息等操作，通过显示模块可以查看穿戴本体与孕妇之间的压力值、及胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度。本发明的生命体征监测仪，在家中将其穿戴于孕妇身上即可以检测胎儿的体征信息，不需要去专门的社康和医院，安全方便。另外，通过薄膜脉动传感模块来检测胎儿的体征信息，相比于传统的超声多普勒的胎儿测试仪而言，由于其不需要发射一定幅度的超声波，辐射大大减小，更加安全，且能够同时检测到胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，得到较全面的体征信息，方便对胎儿的生命体征进行整体估计。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明可穿戴式生命体征监测仪第一实施例的功能模块示意图；
[0024]图2为本发明可穿戴式生命体征监测仪的结构示意图；
[0025]图3为本发明可穿戴式生命体征监测仪第二实施例的功能模块示意图；
[0026]图4为本发明可穿戴式生命体征监测仪第三实施例的功能模块示意图；
[0027]图5为图4中无线连接模块的电路图；
[0028]图6为图4中第二滤波装置、第二模数转换电路及第二差分放大电路的电路图；
[0029]图7为本发明监测方法第一实施例的流程示意图；
[0030]图8为本发明监测方法第二实施例的流程示意图。
[0031]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0032]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]本发明提供一种可穿戴式生命体征监测仪，参照图1及图2，在一实施例中，该可穿戴式生命体征监测仪包括:穿戴本体01及设置于穿戴本体01上的拉力传感模块10、薄膜脉动传感模块20、微处理器50、按键模块60及显示模块70。本实施例的生命体征监测仪通过穿戴本体01穿戴在孕妇身上靠近胎儿的位置，并且通过穿戴本体01可以调节穿戴的松紧程度，当松紧程度合适时，可以对胎儿的体征信息进行检测。
[0034]优选地，穿戴本体01为纺织品。
[0035]为了更安全、准确地检测胎儿的体征信息，在穿戴本体01上设置了一拉力传感模块10，拉力传感模块10用于检测穿戴本体01与孕妇之间的压力信号，并将压力信号转换为微处理器50能处理的数字信号。如果生命体征监测仪穿戴过紧，易伤害胎儿，而过松则不能准确地检测胎儿的体征信息。只有当生命体征监测仪与孕妇之间的压力适当时，才能通过薄膜脉动传感模块20安全、准确地检测胎儿的体征信息。
[0036]薄膜脉动传感模块20包括薄膜脉动传感器,薄膜脉动传感器是一种动态应变式传感器，对动态信号的检测具有较大的灵敏性，为普通压力传感器的3-5倍，适合应用于对人体皮肤表面或人体内部的生命信号检测，尤其是对呼吸信号、心率信号和脉博等信号的检测。本实施例中，薄膜脉动传感器的输出灵敏度不小于2微伏，温度系数小于500PPM。薄膜脉动传感器用于检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，将胎心率、胎动率及胎动强度转换为对应的电信号，然后通过滤波器、数模转换电路将通过薄膜脉动传感器采集到的胎心率、胎动率及胎动强度分别转换为微处理器50能处理的数字信号。其中，薄膜脉动传感器不需要发射超声波即可以检测到胎儿的体征信息。
[0037]本实施例的生命体征监测仪，由拉力传感模块检测穿戴本体与孕妇之间的压力信号，薄膜脉动传感器检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，胎心率、胎动率及胎动强度经处理后发送给微处理器，微处理器对该压力信号及胎心率、胎动率及胎动强度处理后，可显示于显示模块上，并通过按键模块，使用者可以进行输入指令，选择查看胎心率、胎动率及胎动强度等操作，通过显示模块可以显示穿戴本体与孕妇之间的压力值、及胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度。
[0038]本实施例的生命体征监测仪，在家中将其穿戴于孕妇身上即可以检测胎儿的体征信息，不需要去专门的社康和医院，安全方便。
[0039]另外，通过薄膜脉动传感模块来检测胎儿的体征信息，相比于传统的超声多普勒的胎心测试仪而言，由于其不需要发射一定幅度的超声波，辐射大大减小，更加安全，且能够同时检测到胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，得到较全面的体征信息，方便对胎儿的生命体征进行整体评估。
[0040]在一优选的实施例中，如图3所示，在上述图1的实施例的基础上，拉力传感模块10包括依次电连接的拉力传感器101、第一滤波器102及第一模数转换电路103，薄膜脉动传感模块20包括依次电连接的薄膜脉动传感器201、第二滤波器202及第二模数转换电路203，第一模数转换电路103及第二模数转换电路203的输出端分别与微处理器50的输入端电连接。
[0041]其中，薄膜脉动传感器201为多个，孕妇穿戴生命体征监测仪后，薄膜脉动传感器201紧贴在孕妇肚子上。
[0042]其中，第一滤波器102的输入端与拉力传感器101电连接，用于将压力信号进行滤波；第二滤波器202的输入端与及薄膜脉动传感器201电连接，用于将胎心率、胎动率及胎动强度对应的电信号进行滤波，滤除干扰和杂波信号以提高信噪比。
[0043]第一模数转换电路103的输入端与第一滤波器102的输出端电连接,用于将经滤波后的压力信号对应的模拟电信号分别转换为数字信号；第二模数转换电路203的输入端与第二滤波器202的输出端电连接，用于将滤波后的胎心率、胎动率及胎动强度分别转换为对应的数字信号。
[0044]微处理器50与第一模数转换电路103的输出端、第二模数转换电路203的输出端、按键模块60及显示模块70电连接。
[0045]本实施例中，第一滤波器102、第一模数转换电路103、第二滤波器202及第二模数转换电路203对应的滤波与模数转换功能与现有技术相同，此处不再赘述。
[0046]在一优选的实施例中，如图4所示，在上述图3的实施例的基础上，所述可穿戴式生命体征监测仪还包括无线连接模块80，用于与终端无线连接，并将经微处理器50处理后的胎心率、胎动率及胎动强度发送给终端，以通过终端发送至远程医疗系统。
[0047]本实施例中，无线连接模块80可以是蓝牙模块或红外模块，生命体征监测仪通过无线连接模块80与外部的终端建立无线连接，终端可以是手机、计算机或者其他智能设备坐寸ο
[0048]如图5所示，无线连接模块80由通讯芯片SP3232及相关的0.1UF/36V电容元件组成。其中，USART RX和USART TX是和微处理器50连接的接口，OUT RX和OUT TX是和外部的终端通信的接口。
[0049]生命体征监测仪通过无线连接模块80将经微处理器50处理后的胎心率、胎动率及胎动强度发送给终端，然后由终端将其发送给远程医疗系统，远程医疗系统可根据胎心率、胎动率及胎动强度反馈相关的体检日期等提示信息或者营养推荐信息等，进一步的，孕妇还可以通过终端与医生进行交流沟通。
[0050]在一优选的实施例中，如图4所不，拉力传感模块10还包括第一差分放大电路104，第一差分放大电路104电连接于第一模数转换电路103及第一滤波器102之间；薄膜脉动传感模块20还包括第二差分放大电路204，第二差分放大电路204电连接于第二模数转换电路203及第二滤波器202之间。
[0051]本实施例中，考虑到胎心率信号可能比较弱小，通过差分放大电路可以将信号放大，进而提高生命体征监测仪的灵敏度。
[0052]结合参阅图6，第一滤波器102通过AINPl和AINNl两个端口组成的第一通道接收拉力传感器101输出的压力信号，经过由R11、R15、C13、C15、C19组成的滤波网络进行滤波，滤波后的压力信号经第一差分放大电路104放大后，将放大后的压力信号经第一模数转换电路103转换为微处理器50可以识别、分析并处理的数字信号，最后经DOUT端口输出至微处理器50。
[0053]第二滤波器202通过AINP2和AINN2两个端口组成的第二通道接收薄膜脉动传感器201输出的胎心率、胎动率及胎动强度信号，经过由R1、R14、C12、C14、C18组成的滤波网络进行滤波，滤波后的胎心率、胎动率及胎动强度信号经第二差分放大电路204放大后，将放大后的信号经第二模数转换电路203转换为微处理器50可以识别、分析并处理的数字信号，最后经DOUT端口输出至微处理器50。
[0054]在本实施例中，第一差分放大电路104、第二差分放大电路204、第一模数转换电路103及第二模数转换电路203通过芯片ADS1232实现。
[0055]其中，AO为微处理器50的控制端，微处理器50通过控制AO来控制输出端DOUT为第一通道输出或第二通道输出。
[0056]在一优选的实施例中，如图4所示，可穿戴式生命体征监测仪还包括提示模块100，提示模块100与微处理器50电连接，用于根据经微处理器50处理后的压力信号所处的范围进行相应的提示。
[0057]本实施例中，提示模块100可以是LED、IXD、数码管或者三色管等，若是LED、IXD、数码管时，其可以为多个，例如为三个，其分别为红色、绿色和黄色，每种颜色对应一压力信号的范围，可用红色表示压力过紧，用绿色表示压力适中，用黄色表示压力较小，通过调节穿戴本体01的松紧程度进行调节，然后还以提示模块100进行松紧程度的提示，最终使生命体征监测仪与孕妇身体之间的压力适中，使用方便且直观。
[0058]优选地，请结合参阅图2，穿戴本体OI包括第一本体011及第二本体012，其中，上述的第一滤波器102、第一差分放大电路104、第一模数转换电路103及第二滤波器202、第二差分放大电路204、第二模数转换电路203、微处理器50、无线连接模块80置于第一本体011的内部，按键模块60、显不模块70及提不模块100置于第一本体011的表面,拉力传感器101设置于第二本体012且靠近第一本体011的位置，多个薄膜脉动传感器201设置于第二本体012上。
[0059]在一优选的实施例中，薄膜脉动传感器201为有源器件，其包括一电源电路，电源电路的供电电压为人体可承受的安全电压，即小于36伏，纹波小于50毫伏。本实施例的薄膜脉动传感器201使用的电压为稳定的36伏以下的电压，且纹波小于50毫伏，能够提高传感器的信噪比，降低电源噪声信号对薄膜脉动传感器201测量信号的干扰。
[0060]优选地，电源电路中可采用二级稳压或三级稳压等多级稳压电路或稳压单元，稳压电路或稳压单元可以是现有技术中的DC-DC稳压电路，在一实施例中，电源电路包括电连接的第一稳压单元及第二稳压单元，第一稳压单元的输出稳定电压为4.4伏，所述第二稳压单兀的输出稳定电压为3.3伏。在另一实施例中，电源电路包括依次电连接的第一稳压单元、第二稳压单元及第三稳压单元，第一稳压单元的输出稳定电压为5.0伏，第二稳压单兀的输出稳定电压为4.4伏,第三稳压单兀的输出稳定电压为3.3伏。
[0061]本发明提供一种监测方法，用于监测生命体征信息，参照图7，在一实施例中，该监测方法包括:
[0062]步骤S101，当将生命体征监测仪穿戴在孕妇身上时，通过设置于所述生命体征监测仪上的拉力传感模块检测所述生命体征监测仪与孕妇之间的压力信号并显示；
[0063]本实施例的生命体征监测仪可穿戴在孕妇身上靠近胎儿的位置，并且可以调节穿戴的松紧程度，然后可以对胎儿的体征信息进行检测。
[0064]为了更安全、准确地检测胎儿的体征信息，可检测生命体征监测仪与孕妇之间的压力信号。如果生命体征监测仪穿戴过紧，易伤害胎儿，而过松则不能准确地检测胎儿的体征信息。只有当生命体征监测仪与孕妇之间的压力适当时，才能安全、准确地检测胎儿的体征信息。
[0065]本实施例中，通过显示在生命体征监测仪的显示模块上的其与孕妇之间的压力值，孕妇可以调节穿戴生命体征监测仪的松紧程度；另外，还可以结合提示模块进行提示，如通过不同颜色的LED、LCD、数码管或者三色管等进行提示穿戴的松紧程度，使用方便且直观。该压力值也可直观地显示在显示模块上。
[0066]步骤S102，在所述压力信号在预设的力度范围内时，通过设置于所述生命体征监测仪上的薄膜脉动传感模块检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度；
[0067]本实施例中，只有当生命体征监测仪与孕妇之间的压力适当时，才能通过薄膜脉动传感模块安全、准确地检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度。而薄膜脉动传感模块中设置有薄膜脉动传感器，不需要发射超声波即可以检测到胎儿的体征信息。
[0068]另外，可通过生命体征监测仪上的设置的按键，使用者可以进行输入指令，查看显示信息等操作。
[0069]步骤S103,显示所述胎心率、胎动率及胎动强度。
[0070]本实施例的生命体征检测仪，可将采集到的胎心率、胎动率及胎动强度实时显示在显示模块上，以便孕妇及时观察所测数据。
[0071]本实施例的生命体征监测仪，可检测其与孕妇之间的压力信号，当生命体征监测仪与孕妇之间的压力适当时，薄膜脉动传感模块检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，胎心率、胎动率及胎动强度。本实施例的生命体征监测仪，在家中将其穿戴于孕妇身上即可以检测胎儿的体征信息，不需要去专门的社康和医院，安全方便。
[0072]另外，通过薄膜脉动传感模块来检测胎儿的体征信息，相比于传统的超声多普勒的胎儿测试仪而言，由于其不需要发射一定幅度的超声波，辐射大大减小，更加安全，且能够同时检测到胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，得到较全面的体征信息，方便对胎儿的生命体征进行整体估计。
[0073]在一优选的实施例中，如图8所示，在上述图7的实施例的基础上，该监测方法还包括:
[0074]步骤S104，将所述胎心率、胎动率及胎动强度发送至远程医疗系统；
[0075]步骤S105，接收所述远程医疗系统根据所述胎心率、胎动率及胎动强度返回的推荐信息或提示信息。
[0076]本实施例中，生命体征监测仪可将胎心率、胎动率及胎动强度发送给外部的终端，然后由终端将其发送给远程医疗系统，远程医疗系统可根据胎心率、胎动率及胎动强度反馈相关的体检日期等提示信息或者营养推荐信息等，进一步的，孕妇还可以通过终端与医生进行交流沟通。
[0077]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述可穿戴式生命体征监测仪包括穿戴本体及设置于所述穿戴本体上的拉力传感模块、薄膜脉动传感模块、微处理器、按键模块及显示模块，所述微处理器分别与所述拉力传感模块、薄膜脉动传感模块、按键模块及显示模块电连接； 所述拉力传感模块用于检测所述穿戴本体与孕妇之间的压力信号，并将所述压力信号转换为所述微处理器能处理的数字信号，所述薄膜脉动传感模块用于检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度，并将所述胎心率、胎动率及胎动强度分别转换为所述微处理器能处理的数字信号。
2.如权利要求1所述的可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述拉力传感模块包括依次电连接的拉力传感器、第一滤波器及第一模数转换电路，所述薄膜脉动传感模块包括依次电连接的薄膜脉动传感器、第二滤波器及第二模数转换电路，所述第一模数转换电路及第二模数转换电路的输出端分别与所述微处理器的输入端电连接。
3.如权利要求2所述的可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述拉力传感模块还包括第一差分放大电路，所述第一差分放大电路电连接于所述第一模数转换电路及所述第一滤波器之间；所述薄膜脉动传感模块还包括第二差分放大电路，所述第二差分放大电路电连接于所述第二模数转换电路及所述第二滤波器之间。
4.如权利要求1、2或3所述的可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述可穿戴式生命体征监测仪还包括无线连接模块，用于与终端无线连接，并将经微处理器处理后的胎心率、胎动率及胎动强度发送给所述终端，以通过所述终端发送至远程医疗系统。
5.如权利要求1、2或3所述的可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述可穿戴式生命体征监测仪还包括提示模块，所述提示模块与所述微处理器电连接，用于根据经微处理器处理后的压力信号所处的范围进行相应的提示。
6.如权利要求2所述的可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述薄膜脉动传感器为有源薄膜脉动传感器，其包括一电源电路，所述电源电路的供电电压纹波小于50毫伏。
7.如权利要求6所述的可穿戴式生命体征监测仪，其特征在于，所述电源电路为二级稳压电路或三级稳压电路。
8.如权利要求1所述的可穿戴式生命体征监测仪,其特征在于,所述穿戴本体为纺织品O
9.一种监测方法，用于监测生命体征信息，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤: 当将生命体征监测仪穿戴在孕妇身上时，通过设置于所述生命体征监测仪上的拉力传感模块检测所述生命体征监测仪与孕妇之间的压力信号并显示； 在所述压力信号在预设的力度范围内时，通过设置于所述生命体征监测仪上的薄膜脉动传感模块检测胎儿的胎心率、胎动率及胎动强度； 显示所述胎心率、胎动率及胎动强度。
10.如权利要求9所述的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括: 将所述胎心率、胎动率及胎动强度发送至远程医疗系统； 接收所述远程医疗系统根据所述胎心率、胎动率及胎动强度返回的推荐信息或提示信肩、O
【文档编号】A61B5/0205GK104352226SQ201410491676
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张贯京, 陈兴明, 葛新科, 王海荣, 张少鹏, 方静芳, 程金兢, 梁艳妮, 周荣, 徐之艳, 周亮, 徐菊红, 付石柱, 梁昊原, 王家永, 毛侃琅, 蒋兴菊, 杨青蓝, 刘义, 肖应芬, 何晓霞, 吴彬霞, 郑慧华, 唐小浪, 张世导, 李潇云, 侯云超, 赵学明, 赵雪竹, 刘国勇, 付大楚, 季雪剑, 曾晨朵 申请人:深圳市前海安测信息技术有限公司, 深圳市易特科信息技术有限公司