脈搏測(cè)量裝置、系統(tǒng)及測(cè)量脈搏的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈搏測(cè)量裝置、系統(tǒng)及測(cè)量脈搏的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人體脈搏測(cè)量對(duì)于生命體征監(jiān)測(cè)、疾病的診斷和治療起著極其重要的作用，目前的脈搏測(cè)量方式主要涉及以下幾種:1)壓電式壓力測(cè)量、2)紅外線測(cè)量、3)心電測(cè)量。其中，I)壓電式壓力測(cè)量的方式是將測(cè)量裝置綁定在人體上，通過壓力傳感器將脈搏跳動(dòng)產(chǎn)生的壓力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏的測(cè)量；2)紅外線測(cè)量的方式可以將測(cè)量設(shè)備夾持在病人手指上，通過紅外線對(duì)人體脈搏進(jìn)行測(cè)量；3)心電測(cè)量是在人體各部位安插傳感觸點(diǎn)，獲取人體生命體征參數(shù)，然后轉(zhuǎn)換為脈搏跳動(dòng)參數(shù)。
[0003]對(duì)于上述幾種脈搏測(cè)量的方式，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)量方式對(duì)測(cè)量設(shè)備與人體之間的位置關(guān)系要求較高，病人的姿勢(shì)、動(dòng)作等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受限較為嚴(yán)重，例如將護(hù)帶綁定到病人胳膊上或?qū)A子夾持在病人手指上，如果病人做較劇烈的運(yùn)動(dòng)則容易導(dǎo)致護(hù)帶或夾子發(fā)生位移甚至脫落，繼而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前的測(cè)量方式對(duì)臥床的病人尚且能夠適用，但是不適宜健康人群在日?；顒?dòng)中對(duì)脈搏進(jìn)行持續(xù)測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種脈搏測(cè)量裝置、系統(tǒng)及測(cè)量脈搏的方法，能夠解決測(cè)量設(shè)備對(duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)限制嚴(yán)重的問題。
[0005]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種脈搏測(cè)量裝置，包括:
[0006]光源，用于對(duì)人體皮膚進(jìn)行光源照射；
[0007]光敏接收管，用于接收所述人體皮膚的反射光線；
[0008]轉(zhuǎn)換電路，用于將所述光敏接收管接收的所述反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形；
[0009]處理器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的所述電壓波形進(jìn)行脈搏計(jì)數(shù)。
[0010]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種脈搏測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:脈搏測(cè)量裝置及應(yīng)用客戶端，其中脈搏測(cè)量裝置為上述脈搏測(cè)量裝置；
[0011]所述脈搏測(cè)量裝置，用于對(duì)人體皮膚進(jìn)行光源照射并接收所述人體皮膚的反射光線，將所述反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形，根據(jù)所述電壓波形進(jìn)行脈搏計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)結(jié)果發(fā)送給所述應(yīng)用客戶端；
[0012]所述應(yīng)用客戶端，用于接收所述脈搏測(cè)量裝置發(fā)送的所述計(jì)數(shù)結(jié)果，根據(jù)所述計(jì)數(shù)結(jié)果在人機(jī)交互界面中繪制脈搏圖形，或?qū)⑺鲇?jì)數(shù)結(jié)果上報(bào)給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。
[0013]再一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種測(cè)量脈搏的方法，包括:
[0014]對(duì)人體皮膚進(jìn)行光源照射；
[0015]接收所述人體皮膚的反射光線；
[0016]將所述反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形；
[0017]根據(jù)所述電壓波形進(jìn)行脈搏計(jì)數(shù)。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供的脈搏測(cè)量裝置、系統(tǒng)及測(cè)量脈搏的方法，能夠?qū)θ梭w皮膚進(jìn)行光源照射并接收人體皮膚的反射光線，然后將接收到的反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形，最后根據(jù)轉(zhuǎn)換的電壓波形對(duì)人體進(jìn)行脈搏計(jì)數(shù)。通常人體脈搏跳動(dòng)時(shí)的壓力變化會(huì)影響人體體內(nèi)血液濃度的變化，而不同濃度的血液對(duì)光線的吸收率各不相同，因此可以通過對(duì)反射光線光強(qiáng)變化的測(cè)量實(shí)現(xiàn)對(duì)人體脈搏跳動(dòng)時(shí)壓力變化的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)人體脈搏的測(cè)量和計(jì)數(shù)。由于光線照射的方式無需對(duì)人體的姿勢(shì)、動(dòng)作進(jìn)行限制，在用戶行走、運(yùn)動(dòng)等過程中均可進(jìn)行脈搏測(cè)量，因此與現(xiàn)有技術(shù)中壓電式、紅外線等測(cè)量方式相比，可以在用戶運(yùn)動(dòng)不受限制的情況下實(shí)現(xiàn)脈搏的準(zhǔn)確測(cè)量。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中第一個(gè)脈搏測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中電壓波形的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中第二個(gè)脈搏測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中第三個(gè)脈搏測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中第四個(gè)脈搏測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中電壓波形對(duì)應(yīng)的頻譜的示意圖；
[0026]圖7 (a)和圖7 (b)為本發(fā)明實(shí)施例中兩種不同的光敏二極管和發(fā)光二極管的位置關(guān)系不意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中通過螺栓固定部件將脈搏測(cè)量裝置固定在房屋頂部的場(chǎng)景不意圖；
[0028]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中通過支架固定部件將脈搏測(cè)量裝置固定在水平臺(tái)面上的場(chǎng)景不意圖；
[0029]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中通過帶狀固定部件將脈搏測(cè)量裝置綁定在人體手腕處的場(chǎng)景不意圖；
[0030]圖11為本發(fā)明實(shí)施例中脈搏測(cè)量系統(tǒng)的示意圖；
[0031]圖12為本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用客戶端的界面示意圖；
[0032]圖13為本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量脈搏的方法流程圖；
[0033]圖14為本發(fā)明實(shí)施例中另一個(gè)測(cè)量脈搏的方法流程圖；
[0034]圖15為本發(fā)明實(shí)施例中確定基波頻率的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合本實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]為在用戶運(yùn)動(dòng)不受限制的情況下實(shí)現(xiàn)脈搏的準(zhǔn)確測(cè)量，本實(shí)施例提供了一種脈搏測(cè)量裝置，該裝置通過光源照射的方式對(duì)人體脈搏進(jìn)行測(cè)量，對(duì)測(cè)量裝置與人體之間的位置關(guān)系不作限制要求。如圖1所示，所述裝置包括:電源10、光源11、光敏接收管12、轉(zhuǎn)換電路13以及處理器14，其中，
[0037]光源11，用于對(duì)人體皮膚進(jìn)行光源照射。
[0038]本實(shí)施例以有源光源11發(fā)出的光線對(duì)人體皮膚進(jìn)行照射，可以通過電流強(qiáng)度對(duì)光源11的照射強(qiáng)度(后續(xù)簡(jiǎn)稱光強(qiáng))進(jìn)行調(diào)節(jié)，本實(shí)施例不對(duì)光源光強(qiáng)的具體數(shù)值進(jìn)行限制。
[0039]光敏接收管12，用于接收人體皮膚的反射光線。
[0040]本實(shí)施例中通過光敏接收管12接收人體皮膚的反射光線，人體皮膚在接收到光源11發(fā)出的入射光線后，會(huì)吸收部分光線并反射剩余光線。由于人體血壓會(huì)隨著脈搏跳動(dòng)發(fā)生規(guī)律變化，而血壓的變化又會(huì)導(dǎo)致人體體內(nèi)血液濃度發(fā)生變化，不同濃度的血液對(duì)光線的吸收率各不相同，因此在脈搏跳動(dòng)的過程中光敏接收管12接收的反射光線的光強(qiáng)會(huì)隨著人體脈搏跳動(dòng)而發(fā)生變化。實(shí)際應(yīng)用中光敏接收管12可以為一個(gè)光敏元件或由多個(gè)光敏元件組成的光敏接收陣列。
[0041]轉(zhuǎn)換電路13，用于將光敏接收管12接收的反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形。轉(zhuǎn)換電路13根據(jù)光敏接收管12接收的光強(qiáng)強(qiáng)弱變化進(jìn)行電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換，如圖2所示，由于光敏接收管12接收反射光線的過程是一個(gè)持續(xù)的過程，因此轉(zhuǎn)換電路13得到的電壓信號(hào)為連續(xù)電壓值，在示波器中展現(xiàn)出來的即為連續(xù)的電壓波形。
[0042]處理器14，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換電路13轉(zhuǎn)換的電壓波形進(jìn)行脈搏計(jì)數(shù)。在將反射光線光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電壓波形后，處理器14根據(jù)電壓波形的頻域特點(diǎn)(例如頻率最高點(diǎn))對(duì)脈搏跳動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)脈搏計(jì)數(shù)。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例提供的脈搏測(cè)量裝置，能夠?qū)θ梭w皮膚進(jìn)行光源照射并接收人體皮膚的反射光線，然后將接收到的反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形，最后根據(jù)轉(zhuǎn)換的電壓波形對(duì)人體進(jìn)行脈搏計(jì)數(shù)。由于光線照射的方式無需對(duì)人體的姿勢(shì)、動(dòng)作進(jìn)行限制，在用戶行走、運(yùn)動(dòng)等過程中均可進(jìn)行脈搏測(cè)量，因此與現(xiàn)有技術(shù)中壓電式、紅外線等測(cè)量方式相比，可以在用戶運(yùn)動(dòng)不受限制的情況下實(shí)現(xiàn)脈搏的準(zhǔn)確測(cè)量。
[0044]進(jìn)一步的，作為對(duì)圖1所示裝置的進(jìn)一步細(xì)化和擴(kuò)展，在圖1所示裝置的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例還提供了一種脈搏測(cè)量裝置，如圖3所示，所述裝置除電源10、光源11、光敏接收管12、轉(zhuǎn)換電路13及處理器14以外，還包括:
[0045]控制電路31，用于在預(yù)設(shè)電流強(qiáng)度選定區(qū)間內(nèi)選擇初始電流強(qiáng)度。為保證照射到人體上的光線光強(qiáng)適中，從而使電壓波形適宜脈搏測(cè)量之用，可以預(yù)設(shè)一個(gè)電流強(qiáng)度選定區(qū)間，在電流強(qiáng)度選定區(qū)間中確定一個(gè)激發(fā)光源照射的初始電流強(qiáng)度。由于光源光強(qiáng)會(huì)受光源類型、器件型號(hào)，環(huán)境光強(qiáng)等因素的影響，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可以結(jié)合針對(duì)具體場(chǎng)景、具體器件型號(hào)的經(jīng)驗(yàn)值對(duì)電流強(qiáng)度選定區(qū)間進(jìn)行設(shè)定，本實(shí)施例不對(duì)電流強(qiáng)度選定區(qū)間做定量限制。在設(shè)定電流強(qiáng)度選定區(qū)間后，可以在區(qū)間內(nèi)隨機(jī)選取某一個(gè)電流強(qiáng)度值作為初始電流強(qiáng)度，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將區(qū)間中點(diǎn)、三分之一點(diǎn)、四分之一點(diǎn)等特征點(diǎn)上的電流強(qiáng)度確定為初始電流強(qiáng)度，本實(shí)施例僅要求初始電流強(qiáng)度的選擇范圍為電流強(qiáng)度選定區(qū)間，不對(duì)初始電流強(qiáng)度的具體選擇方式進(jìn)行限定。
[0046]在控制電路31選擇初始電流強(qiáng)度后，光源11以根據(jù)初始電流強(qiáng)度激發(fā)的光照強(qiáng)度對(duì)人體皮膚進(jìn)行光源照射，電流強(qiáng)度與光源光強(qiáng)兩者之間成正相關(guān)關(guān)系，即電流強(qiáng)度越大光源光強(qiáng)越大，電流強(qiáng)度越小光源光強(qiáng)越小。
[0047]進(jìn)一步的，由于脈搏測(cè)量裝置不對(duì)用戶的姿態(tài)、動(dòng)作進(jìn)行限制，因此在進(jìn)行光源照射時(shí)，為進(jìn)一步提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要考慮用戶動(dòng)作的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，因此需要根據(jù)光敏接收管12接收反射光線的強(qiáng)弱變化對(duì)光源11的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體的，處理器14在轉(zhuǎn)換電路13將反射光線轉(zhuǎn)換為電壓波形之后，監(jiān)測(cè)電壓波形是否滿足檢測(cè)條件，所述的檢測(cè)條件是指排除外界干擾后能夠?qū)γ}搏進(jìn)行測(cè)量的光強(qiáng)條件，檢測(cè)條件具體為:電壓波形的波峰值及波谷值處于預(yù)設(shè)電壓幅值區(qū)間以內(nèi)，并且波峰值與波谷值的差值大于預(yù)設(shè)電壓差值。即對(duì)于圖2所示的電壓波形