[实用新型]一种基于压缩感知的穿戴式体征监护器

说明书

技术领域

本实用新型属医疗监护电子装置技术领域，特别是涉及一种基于压缩感知的穿戴式体征监护器。

背景技术

随着老龄化社会的到来，老年人口迅速增长，高龄化、空巢化现象愈趋明显。此外，人们对身体健康越来越重视，大量的病弱人群需要长期的监护照料。由于社会竞争的激烈、工作和生活节奏的加快，人们无暇照顾年迈或病弱的亲人，因此老年、病弱群体的护理已经成为一个棘手的社会问题。鉴于此，一些体征监护系统被研制出来，用于长期监测人体的基本生理参数，但已有系统存在一些不足，其具体表现在：

（1）大型设备只能在静态情况下进行测量和监护，而人体一般是移动的，因此大型设备使用范围受限。

（2）大型体征监测设备价格昂贵，不适合普及和推广。

（3）小型的设备整机耗电多，设备充电一次后能持续监测的时间较短。

（4）系统监测判断效率和准确度不高。

目前，用于临床中的体征监测仪能够测量人体的心率、血压、体温和血氧饱和度，在病患者手术实施中发挥着重要作用，在危重病人临床监护中也是一种不可缺少的必需设备。然而，它们都只能在静态情况下进行测量和监护，现实生活中往往需要在人们移动时对体征进行适时监测、记录，现在社会老年化程度逐年提高，老年人由于年岁高，心脑血管病、高血压、感冒发烧以及呼吸道感染等疾病对老年人的危害越来越严重，心脏病发作或跌倒中风等异常体征状况具有很大的偶然性和突发性，因此迫切需要一种穿戴式的体征监护系统，使人们随时知道自己的身体状况，在严重时能及时报警、提示。

人体的病变与康复是一个日积月累的过程，穿戴式体征监护系统连续地检测体温、脉搏等各种生理信息，可对生理趋势或治疗效果进行跟踪分析，有助于疾病的早期发现或康复治疗，并在体征异常的情况下做出应急反应。例如，当生理机能出现一定程度变异时发出适当的警示，如蜂鸣器鸣响等，以便采取相应的应急措施。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于压缩感知的穿戴式体征监测系统，能够实现长期对穿戴者体征信息进行监测记录的检测装置。该系统能够在人体自然状态下对体征状况进行长期的无创连续监测，并根据系统设置进行实时的状态指示或异常体征告警。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于压缩感知的穿戴式体征监护器，包括布质基带、温度传感器、主电路板、连接线缆、指端模块，所述布质基带两头装有尼龙搭扣带可以穿戴在实用者胸口处，所述布质基带中间安装有主电路板，所述布质基带对应人体左右腋下部位各安装有1个温度传感器，所述主电路板中安装有单片机，所述主电路板中安装有温度传感器、心电传感器、加速度传感器、单片机、蜂鸣器、输出模块并且分别与单片机连接，所述单片机通过连接线缆连接指端模块，所述指端模块中有光电容积脉搏传感器、压力传感器和血氧饱和度传感器，所述光电容积脉搏传感器、压力传感器和血氧饱和度传感器通过连接线缆分别与单片机连接。

所述主电路板输出模块是柔性显示屏、蓝牙以或无线通信模块。

所述著电路板中安装的单片机是MSP型单片机。

所述指端模块中有光电容积脉搏传感器采用OPT101型传感器。

所述指端模块中压力传感器选用BP01型压力传感器。

所述主电路板中单片机连接的加速度传感器采用飞思卡尔开发的基于MEMS(微机电系统)的三轴向低重力加速计MMA7260Q。

传统的采样过程必须满足奈奎斯特采样定理，即采样速率必须大于信号带宽的两倍才能精确重构原始信号。然而依照该定理进行采样会产生大量的数据，造成存储空间的浪费，同时也给信号的采样、传输带来巨大压力。为了缓解受限资源的压力，本实用新型采用压缩感知方法对生理信号进行采样压缩。不同于传统的奈奎斯特理论的处理过程，压缩感知理论对信号的采样和压缩是同时进行的，利用信号的稀疏性，以远低于奈奎斯特采样率的速率对信号进行非自适应投影测量，所得测量值是从高维到低维的投影，一个测量值包含了所有样本的信息，然后求解最优化问题就能从观测值中精确地重构出原始信号。

本实用新型监测被测者体温、脉搏、心电、血压、血氧饱和度、加速度等6项体征如下：

（1）体温测量，温度传感器测出被测者体温的模拟值，然后用压缩感知方法采样压缩，通过三个温度传感器测量值之间的关系进行修正、补偿，最终显示在柔性显示屏上。