猝死預(yù)警裝置及應(yīng)用猝死預(yù)警裝置的手表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種猝死預(yù)警裝置，包括PPG監(jiān)測模塊、運(yùn)動信息監(jiān)測模塊、CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊，所述PPG監(jiān)測模塊和運(yùn)動信息監(jiān)測模塊均與CPU數(shù)據(jù)處理器連接，所述CPU數(shù)據(jù)處理器與無線信號收發(fā)模塊連接。本發(fā)明同時提供了一種應(yīng)用該猝死預(yù)警裝置的手表。本發(fā)明提供的猝死預(yù)警裝置，PPG監(jiān)測模塊實現(xiàn)人體脈搏相關(guān)信息監(jiān)測，運(yùn)動信息監(jiān)測模塊實現(xiàn)人體運(yùn)動信息監(jiān)測，通過對人體脈搏相關(guān)信息和人體運(yùn)動信息的綜合分析，進(jìn)而進(jìn)行猝死判斷及報警，實現(xiàn)猝死預(yù)警。當(dāng)可能發(fā)生猝死時向外界發(fā)送求救信號，以便被監(jiān)測者及時獲得救援，降低猝死死亡率。本發(fā)明提供的手表具有計時功能，還具有猝死預(yù)警功能。
【專利說明】猝死預(yù)警裝置及應(yīng)用猝死預(yù)警裝置的手表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子醫(yī)療設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種具有猝死預(yù)警功能的猝死預(yù)警裝置，及應(yīng)用該猝死預(yù)警裝置的手表。
【背景技術(shù)】
[0002]猝死是指短時間內(nèi)很快死亡。猝死多發(fā)生于心臟疾病患者，因心臟供血不足而引發(fā)突然死亡。猝死發(fā)生時，心臟喪失有效收縮4 一 15秒即可導(dǎo)致昏厥和抽搐，呼吸迅速減慢。有數(shù)據(jù)顯示，中國每年死于心臟性猝死的人數(shù)多達(dá)55萬。由于猝死現(xiàn)象發(fā)生突然，且有效營救時間非常短暫，僅為7-10分鐘，病人通常無法完成自救，或猝死發(fā)生時無旁人在場，因此，猝死病人的營救率非常低。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，在病人發(fā)生猝死前有一定的癥狀表現(xiàn)，如精神刺激或情緒波動現(xiàn)象，或者出現(xiàn)心前區(qū)悶痛，并伴有呼吸困難、心悸、極度疲乏感，或表現(xiàn)為急性心肌梗塞并伴有室性早搏。如果對產(chǎn)生上述現(xiàn)象時的生理指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到這些生理指標(biāo)出現(xiàn)異常時，及時發(fā)出報警或求救信號，可大大降低猝死死亡率。但是，目前還沒有這樣的監(jiān)測預(yù)警設(shè)備或方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種猝死預(yù)警裝置及應(yīng)用猝死預(yù)警裝置的手表，該猝死預(yù)警裝置通過對人體脈搏的PPG (Photo Plethysmo Graphy,脈搏波)波形監(jiān)測，當(dāng)被監(jiān)測者具有發(fā)生猝死的可能時觸發(fā)報警，以解決目前還沒有猝死監(jiān)測預(yù)警設(shè)備的問題，以降低猝死
死亡率。
[0005]本發(fā)明提供的猝死預(yù)警裝置，包括PPG監(jiān)測模塊、運(yùn)動信息監(jiān)測模塊、CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊，所述PPG監(jiān)測模塊和運(yùn)動信息監(jiān)測模塊均與CPU數(shù)據(jù)處理器連接，所述CPU數(shù)據(jù)處理器與無線信號收發(fā)模塊連接。
[0006]PPG監(jiān)測模塊用于監(jiān)測人體脈搏相關(guān)信息，運(yùn)動信息監(jiān)測模塊用于監(jiān)測人體運(yùn)動信息，CPU數(shù)據(jù)處理器對人體脈搏相關(guān)信息和人體運(yùn)動信息進(jìn)行綜合分析，并判斷是否存在猝死的可能，當(dāng)可能發(fā)生猝死時通過無線信號收發(fā)模塊向外界發(fā)送求救信號，以便及時獲得救援。
[0007]進(jìn)一步的，所述PPG監(jiān)測模塊包括PPG傳感器和彈性帶，所述PPG傳感器設(shè)置于彈性帶的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明實施例，所述PPG傳感器包括至少一個綠光LED燈、綠光傳感器和至少一個光隔板，所述光隔板設(shè)置于綠光LED燈與綠光傳感器之間。進(jìn)一步的，所述綠光LED燈為發(fā)射光波長為540nm的綠光LED。540nm綠光相對于傳統(tǒng)方式的紅光或紅外光更適合反射式的PPG波形檢測，獲得信號的信噪比更好。
[0008]優(yōu)選的，所述光隔板為兩個，所述綠光LED燈為兩個，所述綠光傳感器設(shè)置于兩個綠光LED燈之間。利用雙綠光的結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步地提高信噪比，并且減小運(yùn)動偽差的影響。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述運(yùn)動信息監(jiān)測模塊包括三軸加速度傳感器，所述三軸加速度傳感器與CPU數(shù)據(jù)處理器連接。三軸加速度傳感器用于監(jiān)測被監(jiān)測對象的運(yùn)動信息。
[0010]優(yōu)選的，所述無線信號收發(fā)模塊為藍(lán)牙4.0模塊。藍(lán)牙4.0模塊功耗低，即使在無手機(jī)信號的情況下，仍然可通過藍(lán)牙4.0將求救信號廣播出去，無障礙的有效距離可達(dá)50米以上，在此范圍其它具有藍(lán)牙4.0功能的手機(jī)只要打開藍(lán)牙，便能收到此信號。同時，手機(jī)中通常安裝有定位APP模塊，手機(jī)定位APP模塊通過藍(lán)牙的發(fā)射功率判斷距離，進(jìn)而可實現(xiàn)目標(biāo)定位。
[0011]本發(fā)明同時提供了一種應(yīng)用猝死預(yù)警裝置的手表，包括上述的猝死預(yù)警裝置，還包括手表本體，所述手表本體包括表背外殼和PCB電路板，所述猝死預(yù)警裝置的PPG監(jiān)測模塊設(shè)置于表背外殼上，猝死預(yù)警裝置的運(yùn)動信息監(jiān)測模塊、CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊均設(shè)置于PCB電路板上。將猝死預(yù)警裝置應(yīng)用于手表上，使得手表不僅具有計時功能，還具有猝死預(yù)警功能。 [0012]本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)效果:
[0013]本發(fā)明提供的猝死預(yù)警裝置包括PPG監(jiān)測模塊，運(yùn)動信息監(jiān)測模塊，CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊。PPG監(jiān)測模塊實現(xiàn)人體脈搏相關(guān)信息監(jiān)測，運(yùn)動信息監(jiān)測模塊實現(xiàn)人體運(yùn)動信息監(jiān)測，通過對人體脈搏相關(guān)信息和人體運(yùn)動信息的綜合分析，進(jìn)行猝死判斷，實現(xiàn)猝死預(yù)警。當(dāng)可能發(fā)生猝死時向外界發(fā)送求救信號，以便及時獲得救援，降低猝死死亡率。
[0014]本發(fā)明提供的應(yīng)用猝死預(yù)警裝置的手表，包括手表本體和猝死預(yù)警裝置，該手表不僅具有普通手表的計時功能外，還具有猝死預(yù)警功能，擴(kuò)展了手表的功能。同時，猝死預(yù)警裝置與手表的結(jié)合使用，也使得猝死預(yù)警裝置的使用更時尚、便捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1示出了實施例提供的猝死預(yù)警裝置的組成結(jié)構(gòu)；
[0016]圖2示出了實施例提供的，猝死預(yù)警裝置的PPG傳感器在手表上的布局結(jié)構(gòu)；
[0017]圖3示出了實施例提供的猝死預(yù)警裝置中的PPG傳感器的數(shù)據(jù)處理流程。
【具體實施方式】
[0018]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]本實施例提供的猝死預(yù)警裝置，包括PPG監(jiān)測模塊，運(yùn)動信息監(jiān)測模塊，CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊，PPG監(jiān)測模塊和運(yùn)動信息監(jiān)測模塊均與CPU數(shù)據(jù)處理器連接，CPU數(shù)據(jù)處理器與無線信號收發(fā)模塊連接。猝死預(yù)警裝置通過無線信號收發(fā)模塊與具有無線信號接收功能的終端設(shè)備進(jìn)行通訊，向其發(fā)送報警信號。當(dāng)然的，猝死預(yù)警裝置還包括為PPG監(jiān)測模塊、運(yùn)動信息監(jiān)測模塊、CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊提供電能的電源模塊。
[0020]參閱圖1，本實施例中，PPG監(jiān)測模塊包括PPG傳感器10，PPG傳感器10與人體手腕皮膚接觸，監(jiān)測人體脈搏波形信號。運(yùn)動信息監(jiān)測模塊包括三軸加速度傳感器12，三軸加速度傳感器12監(jiān)測人體運(yùn)動信息，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至CPU數(shù)據(jù)處理器13。CPU數(shù)據(jù)處理器13對采集的脈搏波形信號和運(yùn)動信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，智能判斷被監(jiān)測對象是否存在猝死的可能。無線信號收發(fā)模塊采用低功耗的藍(lán)牙4.0模塊14，當(dāng)CPU數(shù)據(jù)處理器判斷出被監(jiān)測對象存在猝死的可能時，通過藍(lán)牙4.0模塊14對外發(fā)布報警信號。藍(lán)牙4.0模塊14首先搜索是否有與其配對的手機(jī)終端或掌上電腦等其他終端，如果有則調(diào)用該手機(jī)終端的短信、電話、定位功能，向指定號碼求救。如果沒有搜索到與其配對的手機(jī)終端或其他終端，則通過藍(lán)牙4.0模塊14廣播求救信號。被監(jiān)測對象附近一定距離的手機(jī)終端只要打開藍(lán)牙功能，便能接收到此求救信號，并且能獲得有限字節(jié)數(shù)的求救信息內(nèi)容。
[0021]CPU數(shù)據(jù)處理器接收到脈搏波形信號和運(yùn)行信息后，對其進(jìn)行數(shù)字濾波和頻譜分析。猝死預(yù)警裝置通過對被監(jiān)測對象在正常情況下的脈搏波和運(yùn)動信息進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而判斷是否存在猝死的可能。如學(xué)習(xí)被監(jiān)測對象在休息狀態(tài)、運(yùn)動狀態(tài)下的脈搏波信號，三軸加速度傳感器在靜止(休息)狀態(tài)、運(yùn)動狀態(tài)、異常摔倒?fàn)顟B(tài)下采集的加速度信息等，在猝死發(fā)生時，被監(jiān)測對象的脈搏波所反應(yīng)的生理信息和三軸加速度傳感器所反應(yīng)的運(yùn)動信息都會隨之變化，在檢測到此種變化時，則可判斷被監(jiān)測對象存在猝死的可能。當(dāng)然的，本實施例提供的猝死預(yù)警裝置不僅是可以進(jìn)行猝死預(yù)警，還可以用于其它心臟相關(guān)疾病預(yù)警，通過對被監(jiān)測對象在正常情況下的脈搏波學(xué)習(xí)，當(dāng)監(jiān)測到被監(jiān)測對象的脈搏波與正常情況下的脈搏波不同時，則可判斷被監(jiān)測對象可能出現(xiàn)心臟相關(guān)疾病，即實現(xiàn)心臟相關(guān)疾病預(yù)警。[0022]本實施例提供的猝死預(yù)警裝置可單獨使用，也可與手表等戴在手腕上的飾品結(jié)合使用。如圖2所示，本實施例中，將猝死預(yù)警裝置應(yīng)用在手表上，構(gòu)成具有猝死預(yù)警功能的手表。具有猝死預(yù)警功能的手表包括手表本體和猝死預(yù)警裝置，手表本體包括表背外殼和PCB電路板，猝死預(yù)警裝置的PPG傳感器設(shè)置于手表本體的表背外殼20上，猝死預(yù)警裝置的三軸加速度傳感器、CPU數(shù)據(jù)處理器、藍(lán)牙4.0模塊均設(shè)置于手表本體的PCB電路板上。猝死預(yù)警裝置應(yīng)用在手表上，使得手表不僅具有傳統(tǒng)手表的基本功能，還具有猝死預(yù)警功能，擴(kuò)展了手表的功能。
[0023]參閱圖2，PPG監(jiān)測模塊還包括一由彈性材料制成的彈性帶11，PPG傳感器10設(shè)置于彈性帶11的內(nèi)部。使用彈性帶11，一方面改善被監(jiān)測者的佩戴舒適性，另一方面也防止佩戴時過松或過緊造成無法檢測到脈搏波。同時，彈性帶11可以使PPG傳感器在垂直于手表表本體的表背外殼的方向，在壓力的情況下可以有一定的位移，使得PPG傳感器與人體皮膚接觸時，在一定范圍內(nèi)保證了恒定的壓力，防止佩戴過松時的環(huán)境光干擾，而佩戴過緊時造成壓迫毛細(xì)血管而使得血液阻塞，導(dǎo)致無法檢測到脈搏波。
[0024]PPG傳感器10包括兩個綠光LED燈101、綠光傳感器102和兩個光隔板103，綠光傳感器102設(shè)置于兩個綠光LED燈101之間，且通過光隔板103隔開綠光LED燈101和綠光傳感器102。綠光LED燈101采用540nm綠光LED，發(fā)出540nm綠光。540nm綠光相對于傳統(tǒng)方式的紅光或紅外光更適合反射式的PPG波形檢測，獲得信號的信噪比更好。需要說明的是，綠光LED燈可以為一個、兩個甚至更多，多個綠光LED燈可以增加進(jìn)入皮膚的光線，相應(yīng)地反射回來的光線也更多，提高了信噪比，一定程度上也改善了運(yùn)動偽差的影響，但是綠光LED燈越多，其功耗就越大。較佳的，本實施例中，采用兩個綠光LED燈，在保障準(zhǔn)確度的同時也兼顧了系統(tǒng)功耗。
[0025]CPU數(shù)據(jù)處理器13通過驅(qū)動電路控制兩個綠光LED燈101發(fā)出540nm綠光，540nm綠光經(jīng)皮膚反射后由綠光傳感器102接收。光隔板103起到將綠光LED燈發(fā)出的綠光與綠光傳感器102隔離的作用，盡可能的保障使綠光傳感器102接收到的綠光來自皮膚的反射。
[0026]參閱圖3，PPG傳感器的模擬前端AFE (Analog Front End)電路包括LED驅(qū)動電路、功率放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路。LED驅(qū)動電路驅(qū)動綠光LED燈發(fā)出綠光，綠光接觸到人體皮膚后反射回來，實現(xiàn)人體脈搏相關(guān)信息采集，包括脈搏BPM、心跳間期RR-1nerval值、心率變異HRV、漏搏等。采集的脈搏相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行一級放大、二級放大，再進(jìn)行AD采樣后傳輸至CPU數(shù)據(jù)處理器，進(jìn)行數(shù)字濾波和頻譜分析處理。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等 ，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述猝死預(yù)警裝置包括PPG監(jiān)測模塊、運(yùn)動信息監(jiān)測模塊、CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊，所述PPG監(jiān)測模塊和運(yùn)動信息監(jiān)測模塊均與CPU數(shù)據(jù)處理器連接，所述CPU數(shù)據(jù)處理器與無線信號收發(fā)模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述PPG監(jiān)測模塊包括PPG傳感器和彈性帶，所述PPG傳感器設(shè)置于彈性帶的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述PPG傳感器包括至少一個綠光LED燈、綠光傳感器和至少一個光隔板，所述光隔板設(shè)置于綠光LED燈與綠光傳感器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述光隔板為兩個，所述綠光LED燈為兩個，所述綠光傳感器設(shè)置于兩個綠光LED燈之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述綠光LED燈為發(fā)射光波長為540nm的綠光LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述運(yùn)動信息監(jiān)測模塊包括三軸加速度傳感器，所述三軸加速度傳感器與CPU數(shù)據(jù)處理器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的猝死預(yù)警裝置，其特征在于，所述無線信號收發(fā)模塊為藍(lán)牙4.0模塊。
8.一種應(yīng)用猝死預(yù)警裝置的手表，其特征在于，所述手表包括權(quán)利要求1至7之一所述的猝死預(yù)警裝置，還包括手表本體，所述手表本體包括表背外殼和PCB電路板，所述猝死預(yù)警裝置的PPG監(jiān)測模塊設(shè)置于表背外殼上，猝死預(yù)警裝置的運(yùn)動信息監(jiān)測模塊、CPU數(shù)據(jù)處理器和無線信號收發(fā)模塊均設(shè)置于PCB電路板上。
【文檔編號】A61B5/02GK103932688SQ201410205615
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】唐勛, 李斌, 鄭興世 申請人:成都天奧電子股份有限公司