检测人体健康指标的马桶垫圈及其检测方法与流程

本发明属于卫浴设备技术领域，特别是一种检测人体健康指标的马桶垫圈及其检测方法。

背景技术：

近年来，随着人们生活水平的提高，不良的饮食习惯和较大的工作生活压力，使得心血管病成为人类第一大杀手，三高人群日渐增多，及时检测及时预防成为人们的当务需求。

但是，现有的检测设备一般都是单一功能的，要想检测多项指标，不仅需要多种检测设备，检验费用也比较高。

PPG（光电容积脉搏）波形信号中包含着人体各种生理信息（心率、血压、心博出量、呼吸频率等），近年来PPG技术在科技人员的共同努力下取得了飞速发展，通过PPG波形采集、变换、运算，其结果与其传统的仪器检测的指标近乎一致，相关技术已应用于指环、手环产品中，但由于这些产品大都裸露在自然光下并且容易造成运动干扰，测试结果不甚准确。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种检测人体健康指标的马桶垫圈及其检测方法。

人体腿部具有人体较大的动脉血管，皮肤下分布着稠密的毛细血管，所以此处采集到的PPG信号比较强，做信号分析运算十分理想，又由于人们在使用马桶时腿部能完全遮盖马桶垫圈一定部位，所以其完全杜绝了外部自然光的干扰，使得采集的信号几乎没有干扰，运算结果较为精准，还有人们在使用马桶时腿部一般不会随便移动，使得PPG光电触感器与采集部位相对固定，没有运动误差。

本发明采取的技术方案是：

一种检测人体健康指标的马桶垫圈，其特征是，包括设置在马桶垫圈内部的反射式PPG光电传感器和压力传感器，所述反射式PPG光电传感器设置于马桶垫圈的一侧，位于人体坐便时大腿与马桶垫圈接触的中间位置，所述马桶垫圈上开有红外发射接收窗开口，所述反射式PPG光电传感器的红外发射接收窗位于所述红外发射接收窗开口处，并不高于所述马桶垫圈表面，所述压力开关设置于马桶垫圈的一侧的中间位置，在马桶垫圈腔体两侧还分别装有压力传感器，在马桶垫圈底部对应于所述压力传感器位置设置压力传感器支撑座，所述反射式PPG光电传感器、压力开关和压力传感器的输出信号通过输出线输出。

进一步，所述马桶垫圈还包括中央处理器，所述反射式PPG光电传感器、压力开关和压力传感器的输出信号输出至所述中央处理器，所述中央处理器根据压力开关触发启动，计算出人体的健康参数。

进一步，所述马桶垫圈内还设置压力开关，所述压力开关设置于马桶垫圈的一侧的中间位置，所述压力开关连接至所述中央处理器。

进一步，所述检测人体健康指标的马桶垫圈还包括设置在马桶热圈内部的绝缘加热丝，所述绝缘加热丝由所述中央处理器控制。

进一步，所述马桶垫圈内部为腔体，所述反射式PPG光电传感器、压力开关和压力传感器均设置在所述腔体内，所述绝缘加热丝均匀设置于所述腔体上方。

进一步，在所述马桶垫圈的一侧或两侧上设有腿部位置指示线，所述位置指示线位于离所述马桶垫圈最前端2至12cm处，所述红外发射接收窗开口位于所述前段指示线和后段指示线之间。

进一步，所述PPG光电传感器为反射式，壳体为不透光材料，内置有红外发光管和光敏器件，红外发光管和光敏器件上部分别安装有红外发射窗和红外接收窗，红外发光管和光敏器件中间有不透光材料隔离，所述红外发光管为单波长或双波长红外发光管，PPG光电传感器通过PPG光电传感器接线束电性连接于中央处理器。

进一步，所述中央处理器包括显示屏，所述显示屏所述中央处理器的处理数据。

一种应用上述的检测人体健康指标的马桶垫圈进行人体健康指标的检测方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）人体坐上马桶垫圈时，压力开关感知到压力，启动中央处理器；

（2）PPG光电传感器的红外发光管发出红外光照射到使用者腿部，光敏器件接收使用者腿部反射来的红外光，将其转变成PPG电信号传输给中央处理器；

（3）压力传感器将人体重量的压力信号发送至中央处理器；

（4）中央处理器将接收到的PPG电信号以及压力信号计算出人体健康参数输出。

进一步，所述第（2）步前，所述中央处理器启动绝缘加热丝将马桶垫圈加热到设定的温度。

本发明的有益效果是：

（1）足不出户就能每天知道多项健康指标；

（2）能够精确测量人体健康参数；

（3）操作简单，节省时间和成本。

附图说明

附图1马桶垫圈正面结构示意图；

附图2马桶垫圈内部结构示意图；

附图3马桶垫圈底部结构示意图

附图4反射式PPG光电传感器示意图。

附图中的标号分别为：

1. 光电传感器发射接收窗； 2. 腿部位置指示线；

3. 出线口； 4. 反射式PPG光电传感器；

5. 反射式PPG光电传感器连接线束； 6. 压力开关；

7. 压力开关连接线束； 8. 压力传感器；

9. 压力传感器连接线束； 10. 绝缘加热丝；

11. 压力传感器支撑座 ； 12. 不透光材料壳体；

13. 红外发光管； 14. 红外发射窗；

15. 光敏器件； 16. 红外接收窗。

具体实施方式

下面结合附图对本发明检测人体健康指标的马桶垫圈及其检测方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1至3，马桶垫圈装置为腔体结构，包括反射式PPG光电传感器4、压力开关6，压力传感器8和绝缘加热丝10，它们都固定于腔体内，在马桶垫圈后部有出线口3，上述腔体内器件通过各自的连接线束，分别为反射式PPG光电传感器连接线束5、压力开关连接线束7、压力传感器连接线束9连接到中央处理器，中央处理器还可包括显示屏等输入输出单元。

马桶垫圈前端的一侧或两侧设有腿部位置指示线2，指示线2位于离所述马桶垫圈最前端2至12cm处。所述红外发射接收窗开口1位于所述前段指示线和后段指示线之间，PPG光电传感器红外发射接收窗从该出口露出并与垫圈表面齐平或者略低于垫圈表面。

压力开关6固定于马桶垫圈腔体一侧的中间部位，其感知有压力时接通电源，启动中央处理器，在马桶垫圈腔体两侧还分别装有压力传感器8，在马桶垫圈底部有4个压力传感器支撑座11，它们通过腔体接触于压力传感器上，在外部压力传感器支撑座11略高于垫圈底部平面，以便使用者体重全部作用在它们上。

绝缘加热丝10通过导热材料包裹，平铺于腔体上面部分，以便马桶垫圈受热均匀，在每次检测时中央处理器会将其加热到固定温度，以使检测更加准确。

参见附图4，反射式PPG光电传感器由不透光材料壳体12、红外发光管13、红外发射窗14、光敏器件15和 红外接收窗16组成，红外发光管可以是单波长管，也可以是双波长管，双波长管检测血氧含量更为精确。

应用马桶垫圈检测人体健康指标时，进行如下的操作方法步骤：

（1）坐到马桶垫圈上，将大腿内侧与马桶垫圈上的某一指示线对齐（每次检测时最好对齐同一指示线），大腿完全遮盖红外发射接收窗，双脚略微离地。

（2）压力开关感知到压力，启动中央处理器。

（3）中央处理器接受使用者检测命令，启动检测程序。

（4）启动加热丝，将马桶垫圈加热到设定的温度。

（5）启动PPG光电传感器，红外发光管发出红外光，光敏器件接收使用者腿部反射来的红外光，传感器将红外光信号转换成PPG电信号，通过连接线束传输给中央处理器；

（6）同时压力传感器其将采集到人体重量的压力转换成电信号通过连接线束传输给中央处理器。

（7）中央处理器计算出的使用者的心率、血压、血氧、心脏博出量、呼吸率，呼吸量等指标以及微循环状况、体重显示在显示屏上。

（8）中央处理器将检测数据按使用者及检测日期存储在存储器中，方便读取，比较。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。