一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊。該床墊包括床墊本體、傳感器和信號(hào)處理器，其中：該傳感器位于該床墊本體的上表面，且包括第一電極和第二電極,該第一電極和該第二電極之間具有間隔；該信號(hào)處理器與該第一電極和該第二電極相連接，用于處理來自該第一電極和該第二電極的心電信號(hào)并根據(jù)該心電信號(hào)生成該心臟生理參數(shù)。本發(fā)明所提供的上述床墊，在保證了心臟生理參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性的同時(shí)，允許用戶在床墊上任意活動(dòng)身體，提高了用戶體驗(yàn)。
【專利說明】一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療用品領(lǐng)域，具體地，涉及一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)于自身的健康狀況越來越重視。特別是一些身體存在健康問題的人，其可能希望時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的一些生理參數(shù)。例如,對(duì)于心血管疾病的患者，其可能希望通過傳感器時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心臟生理參數(shù)。
[0003]科技的發(fā)展，有力的支撐了人們的上述需求。目前，已經(jīng)存在各種傳感器，用于方便地測(cè)量人體的心臟生理參數(shù)。但是，這些傳感器通常需要其中的多個(gè)電極經(jīng)由導(dǎo)電膏與身體的持續(xù)接觸。如果用戶采用這種傳感器測(cè)量睡眠時(shí)的心臟生理參數(shù)，不能隨意變換睡姿，以避免電極從人體脫落。這極大地影響了用戶睡眠的舒適度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊。該床墊包括床墊本體、傳感器和信號(hào)處理器，其中:該傳感器位于該床墊本體的上表面，且包括第一電極和第二電極，該第一電極和該第二電極之間具有間隔；該信號(hào)處理器與該第一電極和該第二電極相連接，用于處理來自該第一電極和該第二電極的心電信號(hào)并根據(jù)該心電信號(hào)生成該心臟生理參數(shù)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該第一電極和該第二電極是長(zhǎng)方形且互相平行，并且該第一電極和該第二電極與該床墊的頭部平行。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該第一電極和該第二電極的寬度是7厘米至18厘米。更優(yōu)地，該第一電極和該第二電極的寬度是9厘米至12厘米。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該間隔是11厘米至25厘米。更優(yōu)地，該間隔是13厘米至20厘米。
[0008]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該第一電極和該第二電極的長(zhǎng)度是60厘米至85厘米。
[0009]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該第一電極和該第二電極包括導(dǎo)電織物?？蛇x地，該導(dǎo)電織物的厚度是I毫米至1.8毫米。
[0010]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該信號(hào)處理器嵌入該床墊本體內(nèi)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該床墊還包括揚(yáng)聲器，該信號(hào)處理器還用于基于該心臟生理參數(shù)驅(qū)動(dòng)該揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)。
[0012]本發(fā)明所提供的上述床墊，在保證了心臟生理參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性的同時(shí)，允許用戶在床墊上任意活動(dòng)身體，提高了用戶體驗(yàn)。
[0013]在
【發(fā)明內(nèi)容】
中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0014]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊的示意圖；
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例的測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊的示意圖
[0018]圖3a至圖3f分別示出了利用不同床墊所采集的用戶A的心臟生理參數(shù)波形圖；
[0019]圖4a至圖4f分別示出了利用不同床墊所采集的用戶B的心臟生理參數(shù)波形圖；
[0020]圖5a至圖5g分別示出了利用不同床墊所采集的用戶A的心臟生理參數(shù)波形圖；以及
[0021]圖6a至圖6g分別示出了利用不同床墊所采集的用戶B的心臟生理參數(shù)波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]在下文的描述中，提供了大量的細(xì)節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這樣的細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊。該床墊可以置于醫(yī)院或家庭中的床上。用戶可以穿著睡衣直接躺在上面或者隔一層床單躺在上面。該床墊可以測(cè)量躺臥在其上的用戶的心臟生理參數(shù)。
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊100。如圖1所示，該床墊100包括床墊本體101、傳感器102和信號(hào)處理器103。傳感器102位于床墊本體101的上表面，且包括第一電極1021和第二電極1022。第一電極1021和第二電極1022之間具有間隔。信號(hào)處理器103與第一電極1021和第二電極1022相連接，用于處理來自第一電極1021和第二電極1022的心電信號(hào)并根據(jù)該心電信號(hào)生成心臟生理參數(shù)。
[0025]心電信號(hào)是典型的人體電信號(hào)，其是心臟的無數(shù)心肌細(xì)胞電活動(dòng)的綜合反映。心電信號(hào)在體表表現(xiàn)為電位差信號(hào)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，利用第一電極1021和第二電極1022來測(cè)量人體的心電信號(hào)。第一電極1021和第二電極1022可以構(gòu)成一個(gè)電容,二者容性耦合體表的心電電位。當(dāng)床墊100在使用時(shí)，用戶通常躺臥在使心臟位于第一電極1021和第二電極1022之間的位置，從而使第一電極1021和第二電極1022測(cè)量心臟上、下兩個(gè)位置的電位差。第一電極1021可以具有較高輸入阻抗。第二電極1022可以作為參考電極。
[0026]因?yàn)樾碾娦盘?hào)信號(hào)強(qiáng)度弱，易受干擾，所以，采用信號(hào)處理器103對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。例如，首先，將來自第一電極1021和第二電極1022的心電信號(hào)進(jìn)行放大。然后，將經(jīng)放大的信號(hào)進(jìn)行濾波，以去除干擾噪聲并生成有效的心臟生理參數(shù)。
[0027]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明中的術(shù)語“連接”可以是物理連接或邏輯連接，例如，有線連接和無線連接。例如，第一電極1021和第二電極1022可以通過藍(lán)牙、射頻等方式將心電信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)處理器103。
[0028]只要用戶躺臥在上述床墊100上，即可方便且準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)用戶的心臟生理參數(shù)，而無需將多個(gè)電極束縛到人體的各個(gè)部位。該床墊100在對(duì)用戶進(jìn)行心電監(jiān)測(cè)過程中，沒有對(duì)用戶動(dòng)作的束縛。其給用戶帶來了較好的用戶體驗(yàn)，特別是對(duì)于睡眠中的用戶。
[0029]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，該第一電極1021和該第二電極1022可以是長(zhǎng)方形且互相平行，并且該第一電極1021和該第二電極1022可以與該床墊100的頭部平行。當(dāng)床墊使用時(shí)，與床頭相對(duì)應(yīng)的部分稱為床墊的頭部。如上所述，人體心電信號(hào)是一種弱電信號(hào)。心電信號(hào)通常會(huì)受到各種噪聲的干擾，例如人體運(yùn)動(dòng)的干擾。本實(shí)施例中，第一電極1021和第二電極1022是長(zhǎng)方形并且分別是一個(gè)整體。這允許人體在床墊100上翻身，同時(shí)保持人體與第一電極1021和第二電極1022具有較大面積接觸。第一電極1021和第二電極1022相互平行，并且第一電極1021和第二電極1022與床墊100的頭部平行。這使得第一電極1021和第二電極1022之間的間隔保持不變。這樣，人體在床墊100上的翻身動(dòng)作不會(huì)影響心電參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，有效保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例的測(cè)量血壓的床墊200。該床墊200包括床墊本體201、傳感器202和信號(hào)處理器203。其中，床墊本體201和信號(hào)處理器203的功能與結(jié)構(gòu)分別與以上所詳細(xì)描述的床墊本體101和信號(hào)處理器103的功能與結(jié)構(gòu)類似。為了簡(jiǎn)潔，在此不再贅述。在床墊200中，傳感器202包括第一電極2021和第二電極2022。第一電極2021和第二電極2022是電連接的多個(gè)子電極的陣列。因?yàn)殡姌O面積的減小，使得床墊200的這種實(shí)現(xiàn)方式更加節(jié)省電極材料。
[0031]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb的數(shù)值對(duì)于心電信號(hào)的測(cè)量具有顯著影響，在此僅以圖3a至圖3f以及圖4a至圖4f示出，其中Wa和Wb分別參考圖1和圖2。圖3a至圖3f分別示出了利用不同床墊所采集的用戶A的心臟生理參數(shù)波形圖；圖4a至圖4f分別示出了利用不同床墊所采集的用戶B的心臟生理參數(shù)波形圖。其中波形圖的縱軸表示表征心臟生理參數(shù)大小的電壓，波形圖的橫軸表示時(shí)間。床墊的不同在于床墊電極的寬度不同。圖3a和圖4a中所示的波形圖是采用第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb均為18厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為2.8伏特。圖3b和圖4b中所示的波形圖是采用第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb均為15厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為2.6伏特。圖3c和圖4c中所示的波形圖是采用第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb均為12厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為2.0伏特。圖3d和圖4d中所示的波形圖是采用第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb均為9厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為1.7伏特。圖3e和圖4e中所示的波形圖是采用第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb均為7厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為1.0伏特。圖3f和圖4f中所示的波形圖是采用第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb均為4.5厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為0.5伏特。
[0032]一方面，第一電極和第二電極在使用時(shí)需要分別位于用戶心臟的兩端，而心臟的上端與肩部的距離是有限的。所以，電極的寬度受到此距離的限制。另一方面，在一定范圍內(nèi)，電極的寬度越寬，則電極與人體的接觸面積越大，波形越清晰，無雜波。例如，電極的寬度小于7厘米，則床墊所采集的波峰值可能小于1.0伏特，這將給心臟生理參數(shù)的測(cè)量有效性造成困擾。再一方面，電極的寬度越寬，則需要更多的材料來制造電極，這增加了床墊的制造成本。權(quán)衡測(cè)量結(jié)果與成本，第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb可選擇為7厘米至18厘米?？蛇x地，第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb相同。
[0033]從以上測(cè)量數(shù)據(jù)可以注意到，電極寬度為9厘米的床墊所采集的波峰值約為1.7伏特，而該值對(duì)于心臟生理參數(shù)的測(cè)量來說是足夠的。此外，電極的寬度如果從12厘米繼續(xù)增大，波峰值并沒有相應(yīng)地顯著增加?；诖?，優(yōu)選地，第一電極的寬度Wa和第二電極的寬度Wb為9厘米至12厘米。
[0034]可選地，第一電極和第二電極之間的間隔可以是11厘米至25厘米，如圖1和圖2中Wi所示。優(yōu)選地，該間隔Wi是13厘米至20厘米。
[0035]圖5a至圖5g分別示出了利用不同床墊所采集的用戶A的心臟生理參數(shù)波形圖；圖6a至圖6g分別示出了利用不同床墊所采集的用戶B的心臟生理參數(shù)波形圖。其中波形圖的縱軸表不表征心臟生理參數(shù)大小的電壓，波形圖的橫軸表不時(shí)間。床墊的不同在于床墊的電極之間的間隔Wi不同。圖5a和圖6a中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為30厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為0.9伏特。圖5b和圖6b中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為25厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為1.0伏特。圖5c和圖6c中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為20厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為1.3伏特。圖5d和圖6d中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為15厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為2.0伏特。圖5e和圖6e中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為13厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為1.2伏特。圖5f和圖6f中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為11厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為1.0伏特。圖5g和圖6g中所示的波形圖是采用電極之間的間隔Wi為9厘米的床墊所采集的，其中波峰值約為0.9伏特。
[0036]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，間隔Wi的數(shù)值對(duì)于所采集的心電信號(hào)的測(cè)量具有顯著影響。采集心電信號(hào)的第一電極和第二電極分別位于心臟的上、下兩端獲得的信號(hào)質(zhì)量最好。間隔Wi過寬或者過窄會(huì)導(dǎo)致信號(hào)雜波太多或者波幅太小。床墊的電極之間的間隔Wi優(yōu)選距離為15CM，其采集的波形圖如圖5d和圖6d所示，其波形的波峰明顯，信噪比大。
[0037]可選地，第一電極和第二電極的長(zhǎng)度可以是60厘米至85厘米。此長(zhǎng)度的電極能夠保證即使人體在床墊上翻身，仍能夠與人體保持適當(dāng)?shù)慕佑|面積。進(jìn)而，保證了心臟生理參數(shù)的測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0038]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例，第一電極和第二電極可以包括導(dǎo)電織物，例如導(dǎo)電布。導(dǎo)電織物是導(dǎo)體，可以起到電位差信號(hào)測(cè)量的作用。導(dǎo)電織物不僅可以與人體容性耦合；而且因?yàn)閷?dǎo)電織物相對(duì)較薄，并且具有韌性，其還可以在物理上與床墊本體較好地貼合，可以使得床墊更具舒適性?？蛇x地，該導(dǎo)電織物的材料包括銅鎳合金。銅和鎳之間彼此可無限固溶，形成銅鎳合金。銅鎳合金延展性好，適于用作導(dǎo)電織物中的金屬導(dǎo)體。
[0039]可選地，該導(dǎo)電織物的厚度可以是I毫米至1.8毫米。該厚度即保證了導(dǎo)電織物中包含適量的金屬導(dǎo)體，進(jìn)而確保了測(cè)量的準(zhǔn)確度；又兼顧了床墊的舒適度和成本。
[0040]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例，信號(hào)處理器可以嵌入床墊本體內(nèi)。例如，緊鄰床墊本體的側(cè)邊嵌入床墊本體。在本發(fā)明中，床墊本體的側(cè)邊是指當(dāng)床墊使用時(shí)與床的側(cè)部相對(duì)應(yīng)的邊。將信號(hào)處理器嵌入床墊本體內(nèi)，不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)處理器的存在給用戶躺臥時(shí)舒適度造成不良影響，保證了用戶體驗(yàn)良好。
[0041]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例，該床墊還包括揚(yáng)聲器，信號(hào)處理器還用于基于心臟生理參數(shù)驅(qū)動(dòng)該揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)。當(dāng)心臟生理參數(shù)低于第一閾值或高于第二閾值的狀態(tài)持續(xù)固定時(shí)間，例如30秒，信號(hào)處理器可以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出蜂鳴聲，以提示用戶以及其他人該用戶的心臟可能處于異常狀態(tài)。該揚(yáng)聲器的存在，能夠使患病用戶得到及時(shí)救治，避免悲劇發(fā)生。
[0042]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量心臟生理參數(shù)的床墊，包括床墊本體、傳感器和信號(hào)處理器，其中: 所述傳感器位于所述床墊本體的上表面，且包括第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極之間具有間隔； 所述信號(hào)處理器與所述第一電極和所述第二電極相連接，用于處理來自所述第一電極和所述第二電極的心電信號(hào)并根據(jù)所述心電信號(hào)生成所述心臟生理參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的床墊，其中，所述第一電極和所述第二電極是長(zhǎng)方形且互相平行，并且所述第一電極和所述第二電極與所述床墊的頭部平行。
3.如權(quán)利要求2所述的床墊，其中，所述第一電極和所述第二電極的寬度是7厘米至18厘米。
4.如權(quán)利要求3所述的床墊，其中，所述第一電極和所述第二電極的寬度是9厘米至12厘米。
5.如權(quán)利要求2所述的床墊，其中，所述間隔是11厘米至25厘米。
6.如權(quán)利要求5所述的床墊，其中，所述間隔是13厘米至20厘米。
7.如權(quán)利要求2所述的床墊，其中，所述第一電極和所述第二電極的長(zhǎng)度是60厘米至85厘米。
8.如權(quán)利要求1所述的床墊，其中，所述第一電極和所述第二電極包括導(dǎo)電織物。
9.如權(quán)利要求8所述的床墊，其中，所述導(dǎo)電織物的厚度是1毫米至1.8毫米。
10.如權(quán)利要求1所述的床墊，其中，所述信號(hào)處理器嵌入所述床墊本體內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的床墊，其中，所述床墊還包括揚(yáng)聲器，所述信號(hào)處理器還用于基于所述心臟生理參數(shù)驅(qū)動(dòng)所述揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)。
【文檔編號(hào)】A61G7/05GK104398358SQ201410709756
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】吳征瑜, 張?jiān)? 楊雪芳 申請(qǐng)人:深圳諾康醫(yī)療設(shè)備有限公司