脉搏测量装置、系统及测量脉搏的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种脉搏测量装置、系统及测量脉搏的方法。
【背景技术】
[0002]人体脉搏测量对于生命体征监测、疾病的诊断和治疗起着极其重要的作用，目前的脉搏测量方式主要涉及以下几种:1)压电式压力测量、2)红外线测量、3)心电测量。其中，I)压电式压力测量的方式是将测量装置绑定在人体上，通过压力传感器将脉搏跳动产生的压力变化转换为电信号，由此实现对脉搏的测量；2)红外线测量的方式可以将测量设备夹持在病人手指上，通过红外线对人体脉搏进行测量；3)心电测量是在人体各部位安插传感触点，获取人体生命体征参数，然后转换为脉搏跳动参数。
[0003]对于上述几种脉搏测量的方式，发明人发现，现有技术中的测量方式对测量设备与人体之间的位置关系要求较高，病人的姿势、动作等运动状态受限较为严重，例如将护带绑定到病人胳膊上或将夹子夹持在病人手指上，如果病人做较剧烈的运动则容易导致护带或夹子发生位移甚至脱落，继而影响测量结果的准确性。目前的测量方式对卧床的病人尚且能够适用，但是不适宜健康人群在日常活动中对脉搏进行持续测量。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种脉搏测量装置、系统及测量脉搏的方法，能够解决测量设备对人体运动状态限制严重的问题。
[0005]一方面，本发明实施例提供了一种脉搏测量装置，包括:
[0006]光源，用于对人体皮肤进行光源照射；
[0007]光敏接收管，用于接收所述人体皮肤的反射光线；
[0008]转换电路，用于将所述光敏接收管接收的所述反射光线转换为电压波形；
[0009]处理器，用于根据所述转换电路转换的所述电压波形进行脉搏计数。
[0010]另一方面，本发明实施例还提供了一种脉搏测量系统，该系统包括:脉搏测量装置及应用客户端，其中脉搏测量装置为上述脉搏测量装置；
[0011]所述脉搏测量装置，用于对人体皮肤进行光源照射并接收所述人体皮肤的反射光线，将所述反射光线转换为电压波形，根据所述电压波形进行脉搏计数，将计数结果发送给所述应用客户端；
[0012]所述应用客户端，用于接收所述脉搏测量装置发送的所述计数结果，根据所述计数结果在人机交互界面中绘制脉搏图形，或将所述计数结果上报给网络侧。
[0013]再一方面，本发明实施例还提供了一种测量脉搏的方法，包括:
[0014]对人体皮肤进行光源照射；
[0015]接收所述人体皮肤的反射光线；
[0016]将所述反射光线转换为电压波形；
[0017]根据所述电压波形进行脉搏计数。
[0018]本发明实施例提供的脉搏测量装置、系统及测量脉搏的方法，能够对人体皮肤进行光源照射并接收人体皮肤的反射光线，然后将接收到的反射光线转换为电压波形，最后根据转换的电压波形对人体进行脉搏计数。通常人体脉搏跳动时的压力变化会影响人体体内血液浓度的变化，而不同浓度的血液对光线的吸收率各不相同，因此可以通过对反射光线光强变化的测量实现对人体脉搏跳动时压力变化的监测，进而实现对人体脉搏的测量和计数。由于光线照射的方式无需对人体的姿势、动作进行限制，在用户行走、运动等过程中均可进行脉搏测量，因此与现有技术中压电式、红外线等测量方式相比，可以在用户运动不受限制的情况下实现脉搏的准确测量。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明实施例中第一个脉搏测量装置的结构示意图；
[0021]图2为本发明实施例中电压波形的示意图；
[0022]图3为本发明实施例中第二个脉搏测量装置的结构示意图；
[0023]图4为本发明实施例中第三个脉搏测量装置的结构示意图；
[0024]图5为本发明实施例中第四个脉搏测量装置的结构示意图；
[0025]图6为本发明实施例中电压波形对应的频谱的示意图；
[0026]图7 (a)和图7 (b)为本发明实施例中两种不同的光敏二极管和发光二极管的位置关系不意图；
[0027]图8为本发明实施例中通过螺栓固定部件将脉搏测量装置固定在房屋顶部的场景不意图；
[0028]图9为本发明实施例中通过支架固定部件将脉搏测量装置固定在水平台面上的场景不意图；
[0029]图10为本发明实施例中通过带状固定部件将脉搏测量装置绑定在人体手腕处的场景不意图；
[0030]图11为本发明实施例中脉搏测量系统的示意图；
[0031]图12为本发明实施例中应用客户端的界面示意图；
[0032]图13为本发明实施例中测量脉搏的方法流程图；
[0033]图14为本发明实施例中另一个测量脉搏的方法流程图；
[0034]图15为本发明实施例中确定基波频率的示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]为在用户运动不受限制的情况下实现脉搏的准确测量，本实施例提供了一种脉搏测量装置，该装置通过光源照射的方式对人体脉搏进行测量，对测量装置与人体之间的位置关系不作限制要求。如图1所示，所述装置包括:电源10、光源11、光敏接收管12、转换电路13以及处理器14，其中，
[0037]光源11，用于对人体皮肤进行光源照射。
[0038]本实施例以有源光源11发出的光线对人体皮肤进行照射，可以通过电流强度对光源11的照射强度(后续简称光强)进行调节，本实施例不对光源光强的具体数值进行限制。
[0039]光敏接收管12，用于接收人体皮肤的反射光线。
[0040]本实施例中通过光敏接收管12接收人体皮肤的反射光线，人体皮肤在接收到光源11发出的入射光线后，会吸收部分光线并反射剩余光线。由于人体血压会随着脉搏跳动发生规律变化，而血压的变化又会导致人体体内血液浓度发生变化，不同浓度的血液对光线的吸收率各不相同，因此在脉搏跳动的过程中光敏接收管12接收的反射光线的光强会随着人体脉搏跳动而发生变化。实际应用中光敏接收管12可以为一个光敏元件或由多个光敏元件组成的光敏接收阵列。
[0041]转换电路13，用于将光敏接收管12接收的反射光线转换为电压波形。转换电路13根据光敏接收管12接收的光强强弱变化进行电压信号转换，如图2所示，由于光敏接收管12接收反射光线的过程是一个持续的过程，因此转换电路13得到的电压信号为连续电压值，在示波器中展现出来的即为连续的电压波形。
[0042]处理器14，用于根据转换电路13转换的电压波形进行脉搏计数。在将反射光线光强转换为电压波形后，处理器14根据电压波形的频域特点(例如频率最高点)对脉搏跳动进行监测，从而实现脉搏计数。
[0043]本发明实施例提供的脉搏测量装置，能够对人体皮肤进行光源照射并接收人体皮肤的反射光线，然后将接收到的反射光线转换为电压波形，最后根据转换的电压波形对人体进行脉搏计数。由于光线照射的方式无需对人体的姿势、动作进行限制，在用户行走、运动等过程中均可进行脉搏测量，因此与现有技术中压电式、红外线等测量方式相比，可以在用户运动不受限制的情况下实现脉搏的准确测量。
[0044]进一步的，作为对图1所示装置的进一步细化和扩展，在图1所示装置的基础上，本实施例还提供了一种脉搏测量装置，如图3所示，所述装置除电源10、光源11、光敏接收管12、转换电路13及处理器14以外，还包括:
[0045]控制电路31，用于在预设电流强度选定区间内选择初始电流强度。为保证照射到人体上的光线光强适中，从而使电压波形适宜脉搏测量之用，可以预设一个电流强度选定区间，在电流强度选定区间中确定一个激发光源照射的初始电流强度。由于光源光强会受光源类型、器件型号，环境光强等因素的影响，因此本领域技术人员可以结合针对具体场景、具体器件型号的经验值对电流强度选定区间进行设定，本实施例不对电流强度选定区间做定量限制。在设定电流强度选定区间后，可以在区间内随机选取某一个电流强度值作为初始电流强度，也可以根据实验数据将区间中点、三分之一点、四分之一点等特征点上的电流强度确定为初始电流强度，本实施例仅要求初始电流强度的选择范围为电流强度选定区间，不对初始电流强度的具体选择方式进行限定。
[0046]在控制电路31选择初始电流强度后，光源11以根据初始电流强度激发的光照强度对人体皮肤进行光源照射，电流强度与光源光强两者之间成正相关关系，即电流强度越大光源光强越大，电流强度越小光源光强越小。
[0047]进一步的，由于脉搏测量装置不对用户的姿态、动作进行限制，因此在进行光源照射时，为进一步提高测量结果的准确性，需要考虑用户动作的变化对测量结果的影响，因此需要根据光敏接收管12接收反射光线的强弱变化对光源11的光强进行调节。具体的，处理器14在转换电路13将反射光线转换为电压波形之后，监测电压波形是否满足检测条件，所述的检测条件是指排除外界干扰后能够对脉搏进行测量的光强条件，检测条件具体为:电压波形的波峰值及波谷值处于预设电压幅值区间以内，并且波峰值与波谷值的差值大于预设电压差值。即对于图2所示的电压波形