集計步器、心電、血氧功能的智能腕表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。包括內(nèi)設(shè)有時鐘、計步器、心電監(jiān)測模塊、血氧監(jiān)測模塊的表盤和連接表盤的表帶，血氧監(jiān)測模塊的發(fā)光驅(qū)動電路連接發(fā)射傳感器，發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器和接收傳感器連接到處理器，發(fā)射傳感器和接收傳感器分別置于遮光橡膠內(nèi)并位于表盤的上表面邊緣、側(cè)面或者表帶上，發(fā)射傳感器的發(fā)射孔和接收傳感器的發(fā)射孔之間的夾角為90～180°；心電監(jiān)測模塊包括通過集成模擬前端與處理器連接的置于表盤上表面的表盤面測試電極和置于表盤下表面表盤底測試電極、參考電極。本發(fā)明操作簡便快捷，采集的數(shù)據(jù)準確可靠，并且美觀大方。
【專利說明】集計步器、心電、血氧功能的智能腕表

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，具體是指一種具有計步器、心電監(jiān)測、血氧監(jiān)測功能的多功能腕表。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代生活中，隨著人們健康意識的提高及對健康監(jiān)測的需求，希望能夠在日常生活中，隨時隨地地監(jiān)測自身的健康生理參數(shù)，并能夠得到適當?shù)慕】到ㄗh，同時在監(jiān)測的過程中不希望對正常生活造成影響，也不希望當作病人來看待，因此目前已有很多小型的象生活用品一樣的醫(yī)療監(jiān)測器械應(yīng)用到人們的生活中，如目前有一款智能腕表，它就把血氧監(jiān)測和計步器功能進行了集合，不但能夠作為計步器使用，而且還可以作為血氧檢測儀使用。在人們進行走步等運動過程中，計步器只是記錄走路多少步和運動量，對于人體健康指標，血氧和血壓等心電指數(shù)，也是非常重要的，尤其是運動后，心電指數(shù)對預(yù)防心臟類疾病更為重要。但是上述的這種智能腕表不具備心電監(jiān)測功能。
[0003]并且目前的日用類的血氧監(jiān)測儀器在監(jiān)測血氧時，均采用對射式測量方式，即將血氧監(jiān)測儀的發(fā)射傳感器和接收傳感器對應(yīng)放在人體組織的兩側(cè)，由發(fā)生器發(fā)出的光電信號對射穿過人體組織到達接收傳感器，然后形成血氧指標。常見的指夾式、指套式或者一次性無紡布血氧探頭結(jié)構(gòu)都是這種對射式測量方式。這些傳統(tǒng)的采用對射式測量方式的血氧檢測儀，采用的是外接探頭的方案，用戶在測量時需要將探頭佩戴在手指上，或者隨身攜帶血氧測量儀器?，F(xiàn)有的腕表或者類似的手環(huán)等穿戴式產(chǎn)品，使用時測量的數(shù)據(jù)十分不準確，用戶無法準確得到血氧測量數(shù)據(jù)，或者測量無法完全適用于指定人群。
[0004]而心電檢測的測量方式目前都是傳統(tǒng)醫(yī)療檢測方式，一般人們認為心電檢測不適于穿戴式用品，只能在醫(yī)院等特定場所有專業(yè)人員操作使用。因此對心電的測量還沒有應(yīng)用到腕表上，因此日常生活中缺少人體一項最重要的生理參數(shù)一心電參數(shù)的監(jiān)測儀器，如果采用傳統(tǒng)的電極片或者肢體夾方式，用起來既不方便，也不美觀。
[0005]另外，中國專利文獻CN102068261A公開了一種安全監(jiān)護儀，尤指一種集成多功能可進行實時監(jiān)護的安全監(jiān)護儀。包括中央處理模塊、報警模塊和檢測傳感模塊，報警模塊和檢測傳感模塊分別連接于中央處理模塊，檢測傳感模塊包括速度傳感器，速度傳感器將異常運動體征反饋至中央處理模塊，中央處理模塊處理異常運動體征，并指令報警模塊予以報警。速度傳感器包括加速度傳感器和角速度傳感器。檢測傳感模塊包括血氧傳感器、血壓傳感器、心電傳感器、體溫傳感器、計步器，傳感器檢測被監(jiān)護人的體征。心電測量是將心電傳感器設(shè)置為測量心跳數(shù)據(jù)，并將心跳數(shù)據(jù)反饋至中央處理模塊，中央處理模塊是將心跳數(shù)據(jù)傳送到顯示模塊以數(shù)字、文字和圖形方式顯示，并通過無線通信模塊將心跳數(shù)據(jù)上報至中央數(shù)據(jù)庫，并以短信方式發(fā)送給預(yù)先設(shè)定的監(jiān)護人；若有異常心跳數(shù)據(jù)，中央處理模塊指令振動模塊和/或音頻模塊發(fā)出振動和/或聲音報警，并通過無線通信模塊將異常心跳數(shù)據(jù)上報至中央數(shù)據(jù)庫，并以短信方式發(fā)送給預(yù)先設(shè)定的監(jiān)護人。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種智能腕表，該腕表集時鐘、計步器、心電、血氧測試功能于一體，其操作簡便快捷，并且采集的數(shù)據(jù)準確可靠。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，包括內(nèi)設(shè)有時鐘、計步器、心電監(jiān)測模塊、血氧監(jiān)測模塊的帶有顯示屏的表盤和連接表盤的表帶，心電監(jiān)測模塊、血氧監(jiān)測模塊、計步器、顯示屏分別和處理器以及電源模塊連接，所述血氧監(jiān)測模塊包括發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器、遮光橡膠、接收傳感器，發(fā)光驅(qū)動電路連接發(fā)射傳感器，發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器和接收傳感器連接到處理器，發(fā)射傳感器和接收傳感器置于遮光橡膠內(nèi)并位于表盤的上表面邊緣、側(cè)面或者表帶上，發(fā)射傳感器的發(fā)射孔和接收傳感器的接收孔之間的夾角為90?180。；
所述心電監(jiān)測模塊包括通過集成模擬前端與處理器連接的表盤面測試電極、表盤底測試電極，表盤面測試電極設(shè)置于表盤的上表面邊緣位置，表盤底測試電極設(shè)置于表盤的下表面，在表盤的下表面還設(shè)置有參考電極；
所述計步器包括用于感應(yīng)外界敲擊的加速度傳感器，加速度傳感器與處理器相連用于控制計步器與時鐘、心電監(jiān)測模塊、血氧監(jiān)測模塊開啟或者關(guān)閉；所述發(fā)射傳感器、接收傳感器、表盤面測試電極、表盤底測試電極、參考電極上均設(shè)置有打開血氧監(jiān)測模塊或心電監(jiān)測模塊的感應(yīng)開關(guān)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步改進及優(yōu)選在于:
所述遮光橡膠上設(shè)置有發(fā)射傳感器透孔、接收傳感器透孔和用于固定遮光橡膠的固定孔；發(fā)射傳感器置于發(fā)射傳感器透孔內(nèi)，接收傳感器置于接收傳感器透孔內(nèi)。
[0009]所述發(fā)射傳感器和接收傳感器之間距離不大于6mm。
[0010]所述發(fā)射傳感器的發(fā)射孔和接收傳感器的接收孔之間的夾角為180°。
[0011]所述感應(yīng)開關(guān)的感應(yīng)距離為O?5mm。
[0012]所述發(fā)射傳感器為紅光紅外光發(fā)光管，接收傳感器為光頻轉(zhuǎn)換器。
[0013]所述表盤底測試電極和參考電極外露端為半月牙形并以尖部相對的方式相對設(shè)置。
[0014]所述處理器還連接有用于發(fā)射信號的無線模塊。
[0015]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所產(chǎn)生的技術(shù)進步在于:
本發(fā)明的腕表集計步、心電、血氧測試功能于一體，其操作簡便快捷，采集的數(shù)據(jù)準確可靠，并且時尚大方，不進行生理參數(shù)監(jiān)測時，可以當作手表及計步器來使用；進行心電或者血氧監(jiān)測時，將腕表戴在手腕上，參考電極即可感知人體組織，如再用另一只手接觸腕表表面的心電電極或者血氧傳感器，就可輕松對心電或者血氧參數(shù)進行監(jiān)測，不受傳統(tǒng)的指夾式、指套式、肢體夾或者電極片的束縛，測試起來簡單方便，更具人性化。
[0016]本發(fā)明只需雙擊、翻轉(zhuǎn)手腕或者觸碰即可開啟相應(yīng)測試功能，避免傳統(tǒng)測試需手動按鍵開啟或者進入菜單選擇開啟的繁瑣步驟。當兩個傳感器或者測試電極同時靠近或接觸到人體組織時，就可以開啟血氧檢測或者心電監(jiān)測。
[0017]本發(fā)明的發(fā)射傳感器和接收傳感器形成一定夾角或者平行設(shè)置，兩傳感器在遮光橡膠中形成側(cè)部透射結(jié)構(gòu)，這種側(cè)射式的血氧采集裝置，光線從發(fā)射傳感器中發(fā)出，透過手指尖部，以漫反射方式射入接收傳感器，處理器通過透過手指的漫反射光就可以計算出血氧值。發(fā)射傳感器和接收傳感器的夾角在90?180°之間，尤其是180°左右時，以及發(fā)射傳感器和接收傳感器之間距離在O?6mm之間時，更加符合和貼合人體手指的結(jié)構(gòu)，手指和傳感器貼合更加緊密，所測量的生理參數(shù)數(shù)據(jù)更加準確。本發(fā)明的表盤底測試電極和參考電極外露端為半月牙形并以尖部相對的方式相對設(shè)置，可以使這兩個電極均能同時接觸到手腕的皮膚，不會產(chǎn)生虛接、導(dǎo)聯(lián)脫落問題，能夠保證檢測數(shù)據(jù)的準確可靠。
[0018]用戶想要使用時，只需將手指輕輕的放在測量位置，無需佩戴指夾、指套等采集設(shè)備，不僅不會影響到用戶正常的抓取行為，而且不會對用戶產(chǎn)生心理壓力，避免了傳統(tǒng)血氧測量設(shè)備需隨身攜帶心電設(shè)備、血氧儀的麻煩，為用戶出行帶來便利，避免產(chǎn)生長期佩戴醫(yī)學探頭、長期處于病態(tài)的心理。
[0019]本發(fā)明的接觸式心電測試及側(cè)射式的血氧測量技術(shù)還可以將其應(yīng)用到手表及手環(huán)等穿戴式設(shè)備上，僅需輕輕觸碰，就可得到精準的心電及血氧數(shù)據(jù)，并可將數(shù)據(jù)進行上傳分析。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的電氣原理框圖；
圖3是本發(fā)明的表盤底面的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明發(fā)射傳感器和接收傳感器90°、117°、180°布置時的示意圖；
圖5本發(fā)明的發(fā)射傳感器和接收傳感器180°布置時的遮光橡膠的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明進行健康監(jiān)測工作過程的流程圖；
在附圖中:1、表盤，2、表帶，3、心電監(jiān)測模塊，4、血氧監(jiān)測模塊，5、發(fā)射傳感器，6、接收傳感器，7、表盤面測試電極，8、表盤底測試電極，9、參考電極，10、遮光橡膠，10.1發(fā)射傳感器透孔，10.2、接收傳感器透孔，10.3固定孔。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明:
集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，包括一塊主要由表盤1、連接表盤的表帶2構(gòu)成的電子手表。表盤I內(nèi)再安裝時鐘、計步器、心電監(jiān)測模塊3、血氧監(jiān)測模塊4，計步器包括一邁步震動的感應(yīng)電路，感應(yīng)電路包括用于感應(yīng)外界敲擊的加速度傳感器；本發(fā)明的核心部件還包括處理器MCU、顯示屏、無線模塊、電源模塊；心電監(jiān)測模塊3、血氧監(jiān)測模塊4、計步器的加速度傳感器、顯示屏、無線模塊分別和處理器MCU電連接，電源模塊為它們供電并可以通過一開關(guān)按鈕來接通或切斷電源。顯示屏除顯示時間外，還顯示計步器、心電監(jiān)測和血氧監(jiān)測的結(jié)果，并通過無線模塊將處理器MCU的處理結(jié)果和數(shù)據(jù)信號發(fā)射上傳，供專業(yè)人員或者監(jiān)護人員分析。
[0022]血氧監(jiān)測模塊4包括發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器5、遮光橡膠10、接收傳感器6，發(fā)光驅(qū)動電路連接發(fā)射傳感器5，發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器5和接收傳感器6連接到處理器，發(fā)射傳感器5和接收傳感器6分別設(shè)置于一遮光橡膠種，遮光橡膠中設(shè)置有發(fā)射傳感器透孔10.1、接收傳感器透孔10.2和固定孔10.3，發(fā)射傳感器5固定在發(fā)射傳感器透孔10.1中，接收傳感器6固定在接收傳感器透孔10.2中，固定孔10.3用于將遮光橡膠固定在表盤或者表帶的相應(yīng)部位。發(fā)射傳感器5和接收傳感器6 —般可以位于表盤I的上表面邊緣、表盤I的側(cè)面或者表帶2上，但發(fā)射傳感器5的發(fā)射孔和接收傳感器6的發(fā)射孔之間的距離應(yīng)不大于6_，可以在O?6_之間，并且發(fā)射傳感器5的發(fā)射孔和接收傳感器6的接收孔之間的夾角為90?180°，如圖4所示。圖4僅標示出了三種狀態(tài)，其中180°夾角較為常用，還可以是其它角度。這樣的角度和距離可以保證人體指尖全面接觸，使從發(fā)射傳感器5出來的光線經(jīng)過漫射后，能夠較大量的被接收傳感器6接收，因此測量數(shù)據(jù)較為準確。上述的發(fā)射傳感器5可以是紅光紅外光發(fā)光管，接收傳感器6可以是光頻轉(zhuǎn)換器。
[0023]本發(fā)明的心電監(jiān)測模塊包括采集電極，采集電極包括表盤面測試電極7、表盤底測試電極8,表盤面測試電極7設(shè)置于表盤I的上表面邊緣位置,表盤底測試電極8設(shè)置于表盤I的下表面，在表盤I的下表面還設(shè)置一參考電極9,表盤底測試電極8和參考電極9外露的一端的形狀可以設(shè)置成半月牙形，并且布置時可以將兩個半月牙形的尖部相對設(shè)置。各采集電極通過集成模擬前端與處理器連接。
[0024]本發(fā)明的計步器包括的加速度傳感器與處理器相連，加速度傳感器還可以感應(yīng)外界敲擊，用于控制計步器與時鐘、心電監(jiān)測模塊3、血氧監(jiān)測模塊4開啟或者關(guān)閉，通過敲擊表盤，加速度傳感器可以使顯示屏在計步器、時鐘之間進行顯示轉(zhuǎn)換；本發(fā)明的發(fā)射傳感器
5、接收傳感器6、表盤面測試電極、表盤底測試電極、參考電極上均設(shè)置有感應(yīng)開關(guān)，當腕表被戴在手腕上時，參考電極的感應(yīng)開關(guān)檢測到人體組織，如果加速度傳感器感知到敲擊，顯示屏點亮時，如果發(fā)射傳感器5、接收傳感器6、表盤面測試電極、表盤底測試電極的感應(yīng)開關(guān)再感應(yīng)到人體組織，就可以打開血氧監(jiān)測模塊或心電監(jiān)測模塊，使血氧監(jiān)測模塊或心電監(jiān)測模塊進入檢測狀態(tài)。這些感應(yīng)開關(guān)的感應(yīng)距離為O?5_。這樣當手指接近或者接觸到這些傳感器或者電極時，就可以啟動相應(yīng)的功能。
[0025]本發(fā)明的設(shè)計結(jié)構(gòu)符合人體測試體驗的設(shè)計。使用本發(fā)明時，如圖6所示，當將本發(fā)明的腕表戴到手腕上時，腕表下面的參考電極感應(yīng)到人體組織，計步器和時鐘就進入工作狀態(tài)，可以通過敲擊顯示屏，加速度傳感器震動，使屏幕點亮，同時使心電監(jiān)測模塊3、血氧監(jiān)測模塊4即處于開機狀態(tài)，通過敲擊屏幕還可以使屏幕是計步器界面和時鐘界面之間轉(zhuǎn)換。進行心電或者血氧測試時，將腕表戴在手腕上，另一只手觸摸表盤上表盤面測試電極或者用一個手指按在兩個傳感器上，就可以開啟相應(yīng)的功能。本發(fā)明的自身工作流程如圖6所示。當人手指接觸到表盤面測試電極是，處理器檢測到心電導(dǎo)聯(lián)無脫落時，自動進入心電測試界面，開啟心電測試，得到心電指標和脈率等。當手指同時接觸到血氧的發(fā)射和接收傳感器時，血氧檢測開始，從發(fā)射傳感器出來的光線透過手指尖部，以漫反射方式射入接收傳感器，接收傳感器能夠有效的采集處理后的光，通過透過手指的漫反射光計算血氧值。
【權(quán)利要求】
1.集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，包括內(nèi)設(shè)有時鐘、計步器、心電監(jiān)測模塊(3)、血氧監(jiān)測模塊(4)的帶有顯示屏的表盤(I)和連接表盤的表帶(2)，心電監(jiān)測模塊(3)、血氧監(jiān)測模塊(4)、計步器、顯示屏分別和處理器以及電源模塊連接，其特征在于:所述血氧監(jiān)測模塊(4)包括發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器(5)、遮光橡膠(10)、接收傳感器(6)，發(fā)光驅(qū)動電路連接發(fā)射傳感器(5)，發(fā)光驅(qū)動電路、發(fā)射傳感器(5)和接收傳感器(6)連接到處理器，發(fā)射傳感器(5 )和接收傳感器(6 )置于遮光橡膠(10 )內(nèi)并位于表盤(I)的上表面邊緣、側(cè)面或者表帶(2)上，發(fā)射傳感器(5)的發(fā)射孔和接收傳感器(6)的接收孔之間的夾角為 90 ?180。； 所述心電監(jiān)測模塊包括通過集成模擬前端與處理器連接的表盤面測試電極、表盤底測試電極，表盤面測試電極設(shè)置于表盤的上表面邊緣位置，表盤底測試電極設(shè)置于表盤(I)的下表面，在表盤(I)的下表面還設(shè)置有參考電極(9)； 所述計步器包括用于感應(yīng)外界敲擊的加速度傳感器，加速度傳感器與處理器相連用于控制計步器與時鐘、心電監(jiān)測模塊(3)、血氧監(jiān)測模塊(4)開啟或者關(guān)閉；所述發(fā)射傳感器(5)、接收傳感器(6)、表盤面測試電極、表盤底測試電極、參考電極上均設(shè)置有打開血氧監(jiān)測模塊或心電監(jiān)測模塊的感應(yīng)開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述遮光橡膠(10)上設(shè)置有發(fā)射傳感器透孔(10.1)、接收傳感器透孔(10.2)和用于固定遮光橡膠的固定孔(10.3);發(fā)射傳感器(5)置于發(fā)射傳感器透孔(10.1)內(nèi)，接收傳感器(6)置于接收傳感器透孔(10.2)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述發(fā)射傳感器(5)和接收傳感器(6)之間距離不大于6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述發(fā)射傳感器(5)的發(fā)射孔和接收傳感器(6)的接收孔之間的夾角為180°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述感應(yīng)開關(guān)的感應(yīng)距離為O?5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表,其特征在于所述發(fā)射傳感器(5)為紅光紅外光發(fā)光管，接收傳感器(6)為光頻轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述表盤底測試電極(8)和參考電極(9)外露端為半月牙形并以尖部相對的方式相對設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集計步器、心電、血氧功能的智能腕表，其特征在于所述處理器還連接有用于發(fā)射信號的無線模塊。
【文檔編號】G04G21/02GK104181809SQ201410447511
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】胡坤, 許云龍, 張金玲, 吳迪, 趙林源, 劉玉嶺, 羅鳳勇, 孫麗花 申請人:康泰醫(yī)學系統(tǒng)（秦皇島）股份有限公司