[发明专利]基于磁感应的非接触可穿戴式心肺活动监测装置

说明书

技术领域

本发明属于生物医学医疗设备技术领域，具体涉及心血管内外科、医疗保健和医疗评估领域的穿戴式非接触磁感应心肺监测装置。

背景技术

心血管相关疾病的日益年轻化以及亚健康等已经成为影响人们身体健康及生活质量的主要因素，传统的医患之间面对面的诊断模式已经不能满足人们对健康保健的巨大需求。个性化医疗需求的发展以及专业人员的医疗评估也都需要在时间以及资源的利用效率上进一步提高。利用穿戴式生理检测技术，不但能够实现长期、持续的检测，而且能对使用者的健康状况以及生理信息进行实时的显示，有助于医生对用户实施定期监测以及远程会诊。目前主要的可穿戴式监护方式包括使用电极及其他接触式传感器，导电纺织面料制作成的接触式背心等。

但是目前的可穿戴式监护方式都需要安置电极或者应用导电纺织面料等与皮肤直接接触。在长时间监护或者非临床监护时会造成皮肤红肿，出汗影响信号采集、例如烧伤患者和婴儿的应用困难或额外布线等负面效应。尤其是对于有监测需要的专业人员(运动员、战士、宇航员和其他个性化需求用户)，他们需要一种不与皮肤接触，绝对安全又能够自由活动，放在外套或者上衣口袋里而不用贴身就可以实现监测的低功耗、高精度、操作方便的非接触心肺活动监测仪。

非接触的监测方式可以使被测对象摆脱监测线环、接触电极等困扰，在更为舒适、无影响的环境中实现生命特征监测。为此，研究可穿戴非接触方式实现心肺活动监测具有非常大的价值和意义。近年来国内外研究工作者在心肺非接触检测方面开展了较多的研究，磁感应监护技术为其中一种主要方法，适用于临床、家庭及户外环境生命体征的监测。

针对现有穿戴式心肺监测方法的不足，以及临床心血管科诊疗、个性化医疗保健和专业人员医疗评估的需要，提出一种非接触舒适、低功耗、高精度、小型化、操作方便的可靠监测方法，对提高临床心血管疾病的救治水平、个性化医疗保健和专业人员医疗评估具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服传统穿戴式心肺监测系统与皮肤存在接触，一旦运动出汗或者长时间监测导致负面效应的缺点，而提出一种穿戴式非接触磁感应心肺监测装置。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可穿戴式非接触磁感应心肺监测装置，包一交流信号源单元，用来产生一激励信号至传感器单元产生激励磁场和一参考信号至信号采集与处理单元；

放置在胸前的一传感器单元，传感器单元用于发射激励信号和检测感应信号；和

一信号采集与处理单元，用于对采集的信号进行处理获得心率和呼吸率。传感器单元包括：一个环形激励线圈以及一个与激励线圈同轴同平面的检测线圈，环形激励线圈接收激励信号，产生激励磁场，检测线圈接收磁感应信号。

信号采集与处理单元包括：

一相位检测单元，对参考信号和检测线圈输出信号进行相位检测，并输出一个与所述参考信号和检测线圈输出信号的两路信号的相位差成正比的直流电压信号。

一处理单元，将采集到的信号进行信号处理，得到心率和呼吸率。

所述相位检测单元的输入端分别与所述参考信号以及接收线圈的输出信号连接。

包括一存储单元，将心率数据实时存储在该存储单元上。

括一显示单元，将心率，呼吸率和心肺的波形实时显示在显示单元上。

包括一报警单元，预设一心率、呼吸率的上限值或下限值，当检测到的心率、呼吸率高于上限值或低于下限值，进行声音或灯光闪烁报警。

所述交流信号源单元，包括一个可以产生10MHz正弦波的晶振，一个功率分配器以及一个功率放大器。

处理单元将采集到的数字信号通过心肺分离识别算法，计算出实时心率，并通过波形显示程序将心率，呼吸率和心肺的波形实时显示。

传感器单元的外侧的激励线圈和内侧检测线圈以同轴同平面印制在电路板上，在外侧的激励线圈和内侧的检测线圈之间为位于中间的闭合圆环。

本发明的磁感应检测装置的优点在于：1、非接触，无任何刺激性和不适感(不需要与被测目标皮肤接触)。2、灵敏度高，运动出汗，有微小的位移都不影响被测结果。3、体积小巧，功率小，可以做到超薄，放置于衣物中，方便随时随地监测。

附图说明

图1为本发明的非接触磁感应颅内压监测装置的框图；

图2为传感器单元结构图；

图3人体非接触可穿戴式心肺监测示意图；

图4人体心肺呼吸监测信号实例；