[发明专利]一种智能监测呼吸的可穿戴设备

说明书

本发明涉及一种智能监测呼吸的可穿戴设备，包括由弹性材料制成的适于穿戴于身体上的主体部、多个呈纱线状的拉伸传感器、若干可拉伸导线、电路板和无线通信模块。每条拉伸传感器的两端均通过可拉伸导线连接至电路板；无线通信模块连接于电路板。每条拉伸传感器整体至少有两端固定在主体部上，且多条拉伸传感器配置在主体部的不同位置，以对应于身体不同的呼吸检测部位。其中，主体部未形变时，拉伸传感器处于无形变的正常伸展状态。该可穿戴设备上安装的拉伸传感器能实时智能监测人体的呼吸状态，能精准测量人体呼吸频率、幅度、呼吸差以及呼吸暂停时间，该设备简洁实用、方便携带，克服了只能在医院监测呼吸状态的限制，适用于家庭以及户外场景。

技术领域

本发明涉及智能实时监测呼吸的装置领域，具体涉及一种智能实时监测呼吸的可穿戴设备，该设备上安装有可随设备同步拉伸的传感器。

背景技术

传统的测量呼吸状态的方法是采用呼吸机监测的方式，机器占地大而且线路繁多，对使用环境和医护人员的依赖性较大，且使用地点受到限制。现有的可穿戴的智能监测呼吸设备的传感器多为波浪形，不能灵敏的感知人体呼吸时的身体围度变化，且未针对不同人群的不同呼吸方式，如胸腔或腹腔扩张来呼吸等，来设置多个不同部位的传感器，从而可能导致呼吸监测结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便捷可穿戴的智能实时监测呼吸的设备，以至少改善上述问题。

为了实现以上目的，本发明提供一种智能监测呼吸的可穿戴设备。所述可穿戴设备包括由弹性材料制成的适于穿戴于身体上的主体部、多个呈纱线状的拉伸传感器、若干可拉伸导线、电路板和无线通信模块。每条拉伸传感器的两端均通过可拉伸导线连接至所述电路板；所述无线通信模块连接于所述电路板。所有拉伸传感器、可拉伸导线、电路板和无线通信模块均安装在所述主体部上。每条拉伸传感器整体至少有两端固定在所述主体部上，且多条拉伸传感器配置在主体部的不同位置，以对应于身体不同的呼吸检测部位。

其中，所述主体部未形变时，所述拉伸传感器处于无形变的正常伸展状态。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备：拉伸传感器为薄膜状柔性拉伸传感器或纤维状拉伸传感器。这些传感器随长度的变化，电、磁信号将发生变化。如传感器形变时，电阻、电容或电压、电流、频率、电感，将发生对应变化。对呼吸的数字图像化监示，如图3、图4所示。图3为布置在不同测试位置的五根拉伸传感器的电阻随时间的变化曲线图，以及对应的呼吸特征，吸气时，胸腔或腹腔扩张，呼吸幅度越大，传感器拉伸越大，电阻变化越大，虽然不同拉伸传感器感应的呼吸幅度不一样，但呼吸周期一致，由此可表征出呼吸状态。图4为经过电路板计算输出的在给定时刻，五根布置在不同测试位置的拉伸传感器感应的呼吸幅度值，可见不同测试位置的呼吸幅度不一样。

对于呼吸的测量是基于胸部和腹部的各种与扩张、收缩相关运动而进行。与这些相关运动，包括呼吸、咳嗽、打喷嚏、吐痰等，在图像化显示中，将显示不同的特征谱。

所述拉伸传感器之一的纤维状拉伸传感器，包括薄膜聚合物，弹性纤维和导电组分，其可以是电阻型传器，导电组分可以是银丝纤维、碳纳米管或金丝纤维。所述薄膜聚合物包覆在所述导电组分和弹性纤维的外部。传感器外层，由弹性、绝缘聚合物保护层包裹。

为了实际对呼吸相关运动监测，传感器的拉伸长度与传感器电、磁学性能变化，将呈线性关系。线性区应大于形变5％(如图10)，以满足呼吸幅度要求。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述主体部为每条拉伸传感器各设置一个条形通道，所述拉伸传感器穿过所述条形通道，条形通道的尺寸和拉伸传感器未形变时的尺寸相同，每个拉伸传感器的两端固定于所述主体部上。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：每个拉伸传感器的两端各通过一个电连接件来连接一根可拉伸导线，此可拉伸导线再连接至所述电路板。