[发明专利]连续监控人体生理体征的可穿戴式智能手环及方法

说明书

技术领域

本发明属于人体生理体征监测技术领域，具体涉及一种连续监控人体生理体征的可穿戴式智能手环及方法。

背景技术

目前，市面上针对健康保健相关功能的产品，如需测量人体生理体征参数多由多种独立医疗或保健设备分别测试完成。比如水银或电子体温表测体温，听诊器测心跳，上臂或腕式血压计测血压，手指血氧仪测血氧，心电图机测ECG心电全图，HOLTER24小时动态心电图仪或24小时动态血压计。上述每种设备均是完成单一功能，形态偏大，笨重，测量操作复杂，且测量结果无法转换为统一格式的电子化数据，不能通过便捷的联网手段传至云端数据库存储并进行进一步的分析处理。

另一方面，市面上的可穿戴式产品主要是针对健康运动相关功能的产品，且小型化、便携的特点极大地方便了人们的生活。但是关于人体健康方面的人体生理体征监测，例如采集心率、心电图、血压、血氧，呼吸频率等人体生理体征，以及对这些人体生理体征数据进行分析的功能，现有的相关产品均无法实现。因此，有必要提供一种能全面监测人体生理体征，并进一步分析获得人体健康状况的可穿戴式产品。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种连续监控人体生理体征的可穿戴式智能手环及方法。具体的技术方案如下：

一种用于连续监控人体生理体征的可穿戴式智能手环，包括一手环本体，手环本体的内部嵌设有监控电路；监控电路包括一主控制单元，以及分别与主控制单元连接的：

血氧浓度监测单元，包括LED光电传感器以及第一匹配电路；LED光电传感器用于与人体皮肤接触，向人体皮肤发射红光与红外光，并接收反射后的光强，再将接收到的光强转变为反映光强变化的电信号，第一匹配电路用于对反应光强变化的电信号进行适当的滤波、放大和模数转换，获得光强变化数据，然后将光强变化数据发送至主控制单元；

血压心率监测单元，包括柔性天线组以及第二匹配电路；柔性天线组用于与人体皮肤接触，通过感测获取反映量测点血管微震动的无线信号，第二匹配电路用于将记录血管微震动的无线信号还原为电信号数据，并将血管微震动的电信号数据发送至主控制单元；

心电信号监测单元，包括正负干电极和心电信号检测处理芯片；心电信号检测处理芯片通过正负干电极与人体皮肤接触，感测人体电位细微差异并做进一步处理获得心电信号，再将心电信号发送至主控制单元；

其中，主控制单元用于接收光强变化数据并进行分析、处理，获得人体血氧浓度和呼吸状态参数；主控制单元还用于接收血管微震动数据，并进行分析、处理，获得人体动态血压和动态心率参数；主控制单元还用于接收心电信号并进行分析、处理，获得人体心电图以及疲劳和放松程度参数。

作为优化方案，LED光电传感器突设于手环本体的外侧表面；

心电信号检测处理芯片包括内侧心电电极和外侧心电电极，外侧心电电极设置在LED光电传感器的周围，且外侧心电电极突出于手环本体的高度大于LED光电传感器突出于手环本体的高度；内侧心电电极设置在手环本体的内侧表面，且位置与外侧心电电极相对应；

柔性天线组嵌入在手环本体内，且靠近手环本体的内侧表面；所述柔性天线组的位置，当使用者佩戴手环时正好与人体手腕桡动脉的位置交叉。

作为优化方案，手环本体的外侧表面嵌设有一显示屏，显示屏与主控制单元连接，用于显示监测到的数据。

作为优化方案，监控电路还包括与主控制单元连接的通信单元，通信单元包括一蓝牙芯片以及通信天线组，用于将主控制单元获取的数据同步至外部的移动终端。

作为优化方案，监控电路还包括分别与主控制单元连接的温度传感单元以及六轴运动传感单元；

温度传感单元包括温度传感器以及第三匹配电路；温度传感器突设于手环本体的内侧表面，用于与人体皮肤接触采集温度数据，并将温度数据发送至主控制单元；

六轴运动传感单元包括一xyz加速度和角速度传感器，用于采集人体运动数据，并将人体运动数据发送至主控制单元。

作为优化方案，主控制单元包括一微型控制器单元(MCU)，MCU内集成有浮点运算单元(FPU)提高对连续生理数据的实时处理能力。

一种连续监控人体生理体征的方法，包括如下步骤：

步骤S101，同时执行血氧浓度监测、血压心率监测以及心电信号监测；

血氧浓度监测具体为：利用血氧浓度监测单元向人体皮肤发射红光与红外光，并接收反射后的光强，再将接收到的光强转变为反映光强变化的电信号，然后对该电信号进行适当的滤波、放大和模数转换，获得光强变化数据，最后将光强变化数据发送至主控制单元；