人体生理参数远距离监测装置的制作方法

本发明涉及生理信号监视，特别是涉及一种无线连接、可持续对 使用者的生理参数进行监测、连接稳定且无信息泄漏隐患的人体生理参数远距 离监测装置。

背景技术：

1、人体生理参数监测装置是用于检测受检者血氧饱和度、脉搏、血压、呼吸 频率以及体温等多项生理参数的设备，多用于病人健康监护或术后监护，这种 设备传统上用在icu或住院部。测量设备通常包含与受检者接触的生物信号传 感器(信号采集器)、对传感信号处理及参数分析的设备(处理器)以及展示数 据的显示屏，近几年这种监测设备还可能提供网络上云或远程播出。一般而言， 监测和采集不同人体生理参数需要使用不同种类传感器，例如，血氧传感器通 常利用光学原理来测量血氧饱和度(spo2、脉率、体积描记器波形、灌注指数pi、 体积变化指数pvi、高铁血红蛋白methb、碳氧血红蛋白cohb、总血红蛋白 thb、葡萄糖和其他指标，心率传感器则采用光学技术通过皮下毛细血管内的血 氧量变化来检测人体心率参数。由于传统的人体生理参数监测装置比较昂贵比 较专业，一般为医用的大型检测设备，需要医务人员将设备检测端夹持在受检 者的指尖或脚腕部，无法在社区或家庭等场景下使用。此类大型专业监测装置 存在以下缺陷：

2、1)检测端与主机之间通过线缆连接，为了保证信号采集的可靠性，避免在 监测过程中信息中断，受检者需要躺卧后进行检查，限制了受检者的行动，且 线缆的设置，极易造成人员误踢线缆而跌倒受伤问题的发生，影响了设备使用 的安全性。

3、2)用于将生物信号传感器夹持在受检者指尖的指夹以及用于夹持在受检者 脚腕部的腕夹一般为刚性夹，以保证检测端与人体体表的接触，此类指夹或腕 夹在使用一段时间后，易压迫手指及脚腕处的血管或组织，不宜长时间使用， 难以实现对指尖及脚腕部生理参数的持续监测。

4、另外，目前市场上已有通过智能手机或智能手表等智能设备/智能穿戴设备 进行人体生物信号采集，或者配合所连接的监测端，实现人体生物信号采集、 查看、储存、分析等，此类监测手段存在以下不足：

5、1)监测设备与手机之间的匹配连接不稳定。不同型号手机的操作系统、版 本存在差异，使得监测设备与不同型号手机之间的连接受到限制，或连接的稳 定性较差；另外，当手机连接其他蓝牙设备时，也可能造成监测设备被挤出断 连或误连其他设备，上述原因将导致手机不能正常连接及接收监测设备的数据， 影响受检者对生理参数的有效采集和监测。

6、2)手机并非只单一处理监测设备的信号，其同一时间可能会运行多个应用 程序，此时可能会自动关闭处于后台的应用程序，或拦截监测设备传输的信号， 以上情况都会影响受检者通过产品监控数据以及数据储存。

7、3)手机存在信息泄露的安全隐患，大部分用户都会担心应用程序获取数据 泄露个人隐私，虽然目前的技术已经成熟，但也会有漏洞。

8、4)由于手机内一般同时运行多个应用程序，其耗电量较大，极易出现因手 机电量耗尽、无法及时获取采集到的生理参数信息的情况，使得监测设备的监 测时长受限。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述不足，提供一种无线连接、可持续对使用者的生 理参数进行监测、连接稳定且无信息泄漏隐患的人体生理参数远距离监测装置， 这种监测装置尤其适合用于非医院场合的长期病患或术后康复患者的人体生物 信号的较长时间段的联系监测。

2、本发明要解决的技术问题还包括，在监测两个生物参数情况下，可以分别 设置监测阈值，当监测到其中任何一个实际监测数值超出阈值时提供声光报警。

3、本发明要解决的技术问题还包括，对人体生物参数的监测端，操作便利， 显示清楚，并可查找历史监测数据，以图形方式加以呈现，让没有操作高科技 产品经验的普通人也可以立即上手使用。

4、本发明要解决的技术问题还包括，即使长时间使用，监测过程中带给病患 的不舒服感最低，同时，这种监测装置还可以结构简单，成本较低，监测精度 高，人机界面友善。

5、本发明提供的一种人体生理参数远距离监测装置，包括穿戴单元以及与穿 戴单元配对无线通信连接的监测单元，其中，

6、所述穿戴单元包括信号采集设备、将来自信号采集设备的信号进行转发的 信号转发设备，以及连接信号采集设备和信号转发设备的电缆；

7、所述监测单元为非手机终端，包括用于显示人体生理参数信息的显示屏， 用于旋转控制所述显示屏上显示内容的旋转编码开关，用于与所述信号转发设 备通信连接的第二通信单元，对显示参数进行切换的手控按钮，与所述显示屏、 旋转编码开关、第二通信单元、手控按钮连接的第二控制单元，以及与所述第 二控制单元连接的提示装置；所述信号采集设备检测人体生理参数信号并通过 电缆传输至信号转发设备，所述第二控制单元接收并存储经信号转发设备发送、 第二通信单元接收的人体生理参数信息，并将人体生理参数处理为图表数据显 示在显示屏上，所述第二控制单元还相应编码旋转编码开关的转动及调节监测 阈值区间，并在至少一项人体生理参数超出所述监测阈值区间时，控制提示装置工作。

8、采用上述技术方案的人体生理参数远距离监测装置，可将信号转发设备佩 戴在人体的腕部、踝部或小腿部，通过信号采集设备采集使用者指尖或足部的 血氧饱和度与脉率信息，达到监测人体生理状态的目的。通过第一控制单元对 传感器发送的生理参数信号进行初处理，随后将生理参数信号通过无线通信的 方式传输至监测单元内的第二控制单元进一步处理，解析生理参数信号与预设 监测阈值的大小，并在异常情况下提示使用者，以便使用者做出响应，根据生 理参数情况合理调节自身状态。另外，穿戴单元与监测单元无线通信连接，避 免因设置线缆连接时对使用者的约束，使得使用者在监测的同时，可以自由活 动；监测单元采用非手机终端，可避免因监测单元内加载运行多个应用程序造 成的穿戴单元被挤出及系统占用等问题，保证了监测单元与穿戴单元的可靠连 接，能够实现对使用者生理参数的实时监测、存储和查询。另外，采用非手机 终端作为监测单元，在人体生理参数远距离监测装置的使用过程中，监测单元 并不与互联网连接，避免了信息泄露的可能，保证了用户的隐私。

9、在其中一个实施例中，所述信号采集设备包括用于检测人体血氧饱和度和/ 或脉率的传感器，以及用于将所述传感器贴附在人体皮肤表面的附着装置，以 实现信号采集设备在人体体表的长时间附着。

10、在其中一个实施例中，所述附着装置包括采用硅胶或tpu材质制成、用于 插设使用者指尖的柔性指套，所述传感器包括相对设置在柔性指套内表面的光 发射器和光接收器，所述柔性指套上于光发射器和光接收器所在的两相对边侧 分别向柔性指套的内腔凹陷，以形成指压区间。

11、在其中一个实施例中，所述附着装置包括采用硅胶或tpu材质制成、用于 包覆使用者足背及足底的环形柔性缚带，所述传感器的检测端位于环形柔性缚 带的内表面。

12、通过硅胶或tpu材质制作附着装置，减轻了穿戴单元佩戴时，附着装置对 人体血管及组织的压迫，便于使用者在较长时间内持续监测自身生理参数信息。

13、在其中一个实施例中，所述信号转发设备包括穿戴在所述信号采集设备附 近的人体腕部、踝部或小腿部的活动可开合围合以及设置在所述可开合围合上 的壳体，设置在所述壳体内与所述传感器通过电缆连接的第一控制单元以及与 所述第一控制单元连接的第一通信单元以及电源开关按键。

14、本发明还公开了一种人体生理参数远距离监测装置，包括穿戴单元以及与 穿戴单元配对无线通信连接的监测单元，所述监测单元为非手机终端，其中，

15、所述穿戴单元包括信号采集设备、将来自信号采集设备的信号进行转发的 信号转发设备，以及连接信号采集设备和信号转发设备的电缆；

16、所述信号采集设备包括用于检测人体血氧饱和度和/或脉率的传感器，以及 用于将所述传感器贴附在人体皮肤表面的附着装置；

17、所述信号转发设备包括穿戴在所述信号采集设备附近的人体腕部、踝部或 小腿部的活动可开合围合以及设置在所述可开合围合上的壳体，设置在所述壳 体内与所述传感器通过电缆连接的第一控制单元以及与所述第一控制单元连接 的第一通信单元以及电源开关按键。

18、在实施例中，所述监测单元包括用于显示人体生理参数信息的显示屏，用 于旋转控制所述显示屏上显示内容的旋转编码开关，用于与所述信号转发设备 通信连接的第二通信单元，对显示参数进行切换的手控按钮，与所述显示屏、 旋转编码开关、第二通信单元、手控按钮连接的第二控制单元，以及与所述第 二控制单元连接的提示装置；所述信号采集设备检测人体生理参数信号并通过 电缆传输至信号转发设备，所述第二控制单元接收并存储经信号转发设备发送、 第二通信单元接收的人体生理参数信息，并将人体生理参数处理为图表数据显 示在显示屏上，所述第二控制单元还相应编码旋转编码开关的转动及调节监测 阈值区间，并在至少一项人体生理参数超出所述监测阈值区间时，控制提示装置工作。

19、在实施例中，所述附着装置包括采用硅胶或tpu材质制成、用于插设使用 者指尖的柔性指套，所述传感器包括相对设置在柔性指套内表面的光发射器和 光接收器，所述柔性指套上于光发射器和光接收器所在的两相对边侧分别向柔 性指套的内腔凹陷，以形成指压区间。

20、在实施例中，所述附着装置包括采用硅胶或tpu材质制成、用于包覆使用 者足背及足底的环形柔性缚带，所述传感器的检测端位于环形柔性缚带的内表 面。

21、在实施例中，第一与第二通信单元通过蓝牙、wifi或zigbee无线连接。

22、在实施例中，所述提示装置包括声音提示设备和灯光提示设备，所述声音 提示设备包括蜂鸣器或扬声器，所述灯光提示设备包括rgb灯珠或发光二极管。

23、在实施例中，所述第二控制单元包括控制电路、与显示屏连接并用于显示 人体生理参数信息的图像显示电路、用于存储传感器采集的人体生理参数信息 的存储电路、对旋转编码开关转动编码的编码电路、与提示装置连接的灯光显 示电路和音频电路，以及用于控制监测单元启停的开关电路。

24、在实施例中，所述电缆为柔性电缆，电缆的一端固定于信号采集设备的外 壳并与传感器电连接，电缆的另一端配置有连接头；所述信号转发设备上设有 与连接头及第一控制单元电连接的接口；所述接口为type-c接口、micro接口、 usb接口或lighting接口。

25、在其中一个实施例中，所述信号转发设备内配置有用于提供第一控制单元 工作电压的至少一组第一供电单元；所述监测单元内配置有用于提供第二控制 单元工作电压的至少一组第二供电单元，所述第一供电单元和第二供电单元均 为可充电电池。另外，第一供电单元和第二供电单元也可以采用纽扣电池，以 减轻监测单元与穿戴单元的整体重量，降低使用者佩戴或携带时的负重。

26、本发明还公开了一种人体生理参数远距离监测装置，包括用于采集使用者 指尖或足部的生理参数信号的信号采集设备、穿戴在使用者体表并通过电缆连 接信号采集设备并将来自信号采集设备的信号数据加以转发的信号转发设备、 与信号转发设备配对无线通信连接的监测单元；

27、所述监测单元包括显示屏，用于操控所述显示屏的旋转编码开关，用于与 所述信号转发设备通信连接的第二通信单元，与所述第二通信单元连接的第二 控制单元以及与所述第二控制单元连接的提示装置和手控按钮，所述显示屏在 所述第二控制单元控制下提供主界面、连接状态屏、功能菜单屏和异常提示屏， 其中，功能菜单屏包括血氧设置、脉率设置、历史记录、时间设置，所述旋转 编码开关用于选中其中之一，确认后进入相应设置屏；所述异常提示屏用于在 人体生理参数超出阈值区间且持续一段时间时，控制代表异常情况并启动提示 装置报警。

28、在其中一个实施例中，在音量设置屏下，所述旋转编码开关用于设置提示 装置报警音量大小；在脉率设置屏下，所述旋转编码开关用于调整所设置脉率 范围的低值和高值；在血氧设置屏下，所述旋转编码开关用于在80-100之间设 置血氧区间；在历史记录屏下，所述旋转编码开关用于选择月份和日期；在时 间设置屏下，所述编码开关用于设置年、月、日。

29、在其中一个实施例中，所述主界面的显示区域自上而下有页眉区、生物参 数图符显示区、实时数据显示区和数据单位区以及进展动态显示区，其中，页 眉区包括日期、时间、电池电量显示；生物参数图符显示区用于显示代表血氧 和脉率的图符；实时数据显示区用于显示监测得到的血氧数据和脉率数据；数 据单位区用于显示血氧数据和脉率数据的单位，在所述主界面中，菜单键被按 下后进入功能菜单屏。

30、在其中一个实施例中，第二控制单元和第二通信单元包含在一个蓝牙处理 芯片中。

31、在其中一个实施例中，还包括与所述蓝牙处理芯片连接的存储芯片。

32、在其中一个实施例中，所述提示装置包括蜂鸣器以及设置在所述显示屏上 方中央的三色发光元件。

33、在其中一个实施例中，所述手控按钮包括依次设置在所述显示屏下方的返 回键、菜单键和确认键，其中，菜单键用于长按3秒开关机，确认键用于确认 参数设置完成。

34、在其中一个实施例中，在所述异常提示屏下，启动提示装置报警包括所述 第二控制单元控制蜂鸣器响铃以及红色灯光闪烁，此时所述菜单键被按压一次， 则中断所述蜂鸣器响铃提醒1分钟，1分钟后如果数据异常则继续响铃及红灯闪 烁提醒，1分钟后如数据不再异常则进入主界面。

35、在其中一个实施例中，在所述第二通信单元与所述信号转发设备断开时， 所述显示屏呈现连接失败屏，所述提示装置进行蓝色灯光及蜂鸣器声光提醒， 如菜单键被按压，声光提醒关闭1分钟，1分钟后未解决连接问题则持续提示， 所述第二控制单元发指令重启信号转发设备以重新连接。

36、在其中一个实施例中，在所述第二通信单元与所述信号转发设备蓝牙连接 成功时所述显示屏呈现连接成功屏，所述提示装置绿光闪烁3秒，跳转所述主 界面。

37、在其中一个实施例中，在所述第二通信单元与所述信号转发设备正在进行 蓝牙连接时，所述显示屏呈现连接进行屏，所述连接进行屏显示3秒，连接成 功时，绿色灯光闪烁后跳转主界面，连接不成功则进入连接失败屏，重启对所 述信号转发设备的连接。

38、在其中一个实施例中，在功能菜单屏，旋转编码开关选中历史记录后进入 历史记录屏的月日旋转屏；选中的日期显示有无数据，如选中日期有数据，则 通过按下确认按键进入当日数据显示屏，包括12小时上午屏或下午屏，每个上 午屏或下午屏包括显示12小时每3分钟一次相对与时间水平横轴的血氧和脉率 数据，其中，血氧和脉率数据分别用不同颜色的曲线表示。

39、实施本发明的人体生理参数远距离监测装置至少可以达到以下有益效果：

40、1)信号转发设备内的第一通信单元与监测单元内的第二通信单元无线通信 连接，在监测的过程中，使用者可在保证第一通信单元与第二通信单元信号连 接的范围内活动，解除了原来采用大型、线缆连接设备对使用者的约束。

41、2)信号采集设备的附着装置采用柔性材料制成，避免了外壳佩戴在人体体 表时，因压迫人体血管或组织造成的损伤，以便于将信号采集设备长时间固定 在使用者的指尖或足部，实现对使用者生理参数的持续监测。

42、3)监测单元为非手机终端，在人体生理参数远距离监测装置使用时，监测 单元与穿戴单元一对一连接，避免了出现误连、被其他设备挤出的情况，保证 穿戴单元与监测单元之间传输信号的稳定性。

43、4)在监测单元与穿戴单元一对一连接的情况下，监测单元可存储生理参数， 使用者能够更方便的对穿戴单元监测的信号进行阅读或识别，避免了其他干扰 信息。

44、5)穿戴单元与监测单元采取线下连接的方式，监测数据无需通过互联网即 可线下传输给监测单元，最大限度的杜绝了信息泄露的问题，保护了用户的隐 私安全。

45、6)通过在穿戴单元与监测单元内分别设置供电单元，且穿戴单元与监测单 元均为低功耗设备，可长时间持续监控使用者的血氧及脉率参数。