指环式生理信息监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种指环式生理信息监测装置，可从使用者手指处获取生理信号，并根据该生理信号确定和显示生理信息，如心率和血压。该装置包括主体、手指支撑带、测量单元、显示单元和处理单元。处理单元位于主体内，与显示单元和测量单元电连接，用于确定生理信息和对测量单元和显示单元进行控制。测量单元位于手指支撑带的内表面，使用时与手指肚侧接触。显示单元位于主体上表面，显示所获得的生理信息。本发明专利技术还可包括指套，用来测量生理信号并可减少其中的运动噪声。该生理信息监测装置的血压测量不需使用袖带，可以连续长时间地同步测量血压、心率和血流信号，监测结果准确，佩戴方便。利用无线传输功能还可以在远程终端上显示确定出的生理信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种独立集成式生理信息监测装置，尤其涉及一种独立集成的指环式生理信息监测装置。
技术介绍
世界人口日趋老龄化。统计数据显示，预计到2050年，60岁或以上人口的数量将达到20亿。慢性疾病是影响老年人健康的主要问题，心脏病、高血压和糖尿病在老年人中的发病率通常都高于年轻人。老年人所患疾病趋于慢性化且症状不明显。据估计，每年全球有16,600,000人死于心血管疾病，未经治疗的高血压是对生命有严重威胁的心血管疾病的一个主要风险因素，因而高血压是影响公众健康的重要问题。但不幸的是大多数高血压患者都没有明显症状。通常当症状变得明显的时候，病症已经到了非常严重的地步。目前在美国约有5千万高血压人口，在中国约有1亿高血压人口。由于患有慢性疾病的人口增长迅速，生理信息监测装置就显得尤为重要。现在，有许多不同的生理信息监测装置。其中一种是心率监测仪，被广泛应用于家庭和运动员训练中。目前的心率监测仪通常是根据心电信号或光电容积描记信号来确定心率。通过在胸部检测心电信号来确定心率的监测仪在美国专利6,553,247和6,553,251中有详细说明。这种监测仪使用起来并不方便，因为它需要使用者使用一条带有电极的带子缠在胸部，同时用一个分离开的装置显示心率。此种测量会导致不适，而且需要使用者较多的干预。一种基于光电容积描记信号或心电信号的生理信息监测装置是以手表的形式出现的，如美国专利4,407,295和4,230,127所公开的那样，这种方式的装置可以较方便地操作。在使用时，使用者要把一个手指放在测量单元上，这样无法实现长时间连续监测。同时，在测量时使用者的活动自由也被限制住了。解决这个问题的一个方法是将传感器固定到手指上并检测光电容积描记信号，然后把信号传给手表。美国专利4,305,401和4,338,950描述了这样的设计。但因为其需要用一根缆线将两个分开的装置连接起来，因而其设计体积较大，不方便长时间测量和运动员使用。另一种基于光电容积描记法的监测装置被设计为一个独立的指环，它可以连续地戴在手上且无需缆线连接，美国专利6,608,562 B1，5,964,701和6,402,690 B1描述了这样的设计。但是，其显示和/或计算关键生理信息仍需一个分离的单元。尽管美国专利5,539,706和中国专利93,247,546都描述了集成了显示装置的独立装置，它们的装置体积较大，而不是以一种舒适可佩戴的指环式装置的形式出现。公众日益认识到高血压是一种严重危害健康的疾病，这促进了针对个人使用的血压测量技术的发展。自我测量血压可以减少诊断和治疗高血压所需的门诊访问次数。不同的血压测量装置所使用的技术可以分为两类侵入式测量装置和非侵入式测量装置。在非侵入式测量装置中，基于脉搏波传输时间的方法较为适用于自我测量和家庭使用。脉搏波传输时间是指心脏收缩和脉搏波到达身体末端位置的时间差。心脏收缩的时间可以用一个特征点(如心电信号波形中每一个心动周期中的R型波的顶点)来表示。脉搏波到达身体末端位置的时间可以用光电容积描记信号中每一个心动周期中的特征点来表示。一旦得到了脉搏波传输时间，相应的血压值就可以通过预先在校准时建立的回归方程得到。这种确定血压的方法是非侵入式的，无需使用可充放气的袖带，并且可以得到对应于每一次心脏搏动的血压值。美国专利4,869,262、5,316,008和20010012916公开了基于脉搏波传输时间的血压测量装置。尽管这些装置是便携式的，但它们通常设计为手表或手持设备的形式。而指环式设计可以方便佩戴、易于使用、应用场合广，并且使血压测量更为方便。利用光电容积描记法检测信号的装置包括一个测量单元，它有一个发光装置，如发光二极管，把光射入到测量位置的表面，如手指，耳垂或前额，和一个光接收装置，如光电三极管，检测从测量位置反射或透射的光。由于动脉搏动导致血管中血流量的变化，因此光的吸收、反射和散射也相应改变。由光接收装置检测到的光强也发生相应变化，该光强信号被转换成电信号后可进行进一步的处理和分析。在非静态状态下从身体的末端位置检测光电容积描记信号时所遇到的问题包括1)由于测量位置处血流循环的突然改变以及测量单元相对测量位置表面的运动而产生运动噪声；2)驱动发光装置所需要的强电流导致较高的功率消耗。
技术实现思路
考虑到上述不足，本专利技术的一个目的是提供一种独立集成的指环式生理信号监测装置，可佩戴在手指上，不仅可以获取生理信号，还可以确定并显示从生理信号中得到的生理信息。本专利技术的另一个目的是提供一种独立集成的指环式生理信号监测装置，通过手指支撑带的设计、测量单元的设计、可调节位置的测量单元和测量单元位于指肚的侧面的位置等设计和/或主体处理单元中的错误检测模块和信号发生电路控制模块来降低功率消耗和运动噪声的影响。为实现上述目的，本专利技术提供了一种指环式生理信号监测装置，包括主体，包括具有上表面和与之相对的下表面的外壳；手指支撑带其两端分别与所述主体相对的两侧连接，并与所述主体的下表面构成连续的或非连续的指环状结构；例如，手指支撑带可以是由具有一定弹性的两片弯曲成弧形的材料构成，每片材料分别与主体的一侧相连接；测量单元，用于从被监测者手指处检测信号；其特征在于，进一步包括一处理单元和一显示单元，所述处理单元位于所述主体内，与所述测量单元和所述显示单元电连接，对所述测量单元的测量信号进行处理而获取被监测者的生理信息，并对所述测量单元和所述显示单元进行控制；所述显示单元位于所述主体的上表面，用来显示所述处理单元获取的被监测者的生理信息。所述测量单元可包括位于所述手指支撑带内的第一测量单元，所述第一测量单元使用时与被监测者的手指侧面相接触；还可包括与所述手指支撑带分离的第二测量单元；进一步，还可包括一第三测量单元。该第三测量单元可包括位于所述主体上表面的第一电极、位于所述主体下表面，使用时与手指皮肤接触的第二电极和一位于与所述支撑带分离的第三电极，所述处理单元对所述第一电极、第二电极和第三电极所得到的生物电信号进行处理和分析。所述的第一和第二测量单元可包括a)发光装置，用于发射光到被监测者的手指；b)光接收装置，用于接收从使用者手指反射或透射回来的光，并把所述的反射光或透射光转化为电信号；c)分隔部件，用来防止所述的发光装置发出的光直接射到所述的光接收装置。所述显示单元可以显示数字、文字或图形，优选为既可显示数字也可显示文字，同时还可以显示图形。并且，所述显示单元可从所述主体上分离，在此情况下，所述通用控制模块通过无线方式控制所述显示单元。所述处理单元包括模拟信号处理电路，处理来自所述测量单元的电信号，产生已处理电信号；信号发生电路，用于产生控制所述测量单元的电信号；中央处理单元，控制所述模拟信号处理电路、所述信号发生电路、所述显示单元，并且根据经所述模拟信号处理电路处理的电信号确定生理信息。所述测量单元的发光装置和光接收装置分别与所述信号发生电路和所述模拟信号处理电路电连接。所述主体进一步还可包括用于设置操作模式的用户输入装置。所述用户输入装置优选是对接触敏感的装置，可包括按钮或触摸键和/或可转动转盘。所述的外壳还可包括用于连接所述外壳与所述手指支撑带的连接部分。所述连接部分可以用于辅助所述手指支撑带从所述主体中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指环式生理信息监测装置，包括：主体，包括具有上表面和与之相对的下表面的外壳；　手指支撑带，其两端分别与所述主体相对的两侧连接，并与所述主体的下表面构成连续或非连续的环状结构；测量单元，用于从被监测者手指处检测信号 ；其特征在于，进一步包括处理单元和显示单元，所述处理单元位于所述主体内，与所述测量单元和所述显示单元电连接，对所述测量单元的测量信号进行处理以获取被监测者的生理信息，并控制所述测量单元和所述显示单元的操作；所述显示单元位于所述主体的 上表面，用来显示所述处理单元获取的被监测者的生理信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张元亭，熊景辉，陈舜恒，滕晓菲，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]