一种监测人体健康状态的多参数识别系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种监测人体健康状态的多参数识别系统，包含信号采集单元、信号处理单元、控制单元、无线传输单元、智能终端设备和电源。控制单元经无线传输单元与智能终端设备连接。信号采集单元包含相互独立的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器。信号处理单元包含相互独立且与前述四个信号采集传感器一一对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元。心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器分别接心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元。本发明操作智能化，结果可靠，满足人们生理体征监测需求。
【专利说明】—种监测人体健康状态的多参数识别系统
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械领域，特别是涉及一种监测人体健康状态的多参数识别系统。
【背景技术】
[0002]人体体征信号时刻反映着一个人的身体健康状况，通过监测人体体征信号可以及时了解身体的变化，预防人体疾病的发生。伴随着年龄增加，人体的解剖组织结构和生理代谢发生着一系列变化，机体功能衰退，应变能力减退，骨骼也变得松脆，这些生理变化可以通过人体的心律和身体状态表现出来。当人生病时，特别是心脏病，心律都会发生明显的变化。另外，人体肥胖也是产生多种人体疾病的重要因素。现有的体征监护设备大多只能在医院病房中使用，成本较高且不易于移动。这迫使使用者要为常规的生理体征检测花费大量精力和财力。
【发明内容】
[0003]为了解决上述【背景技术】存在的技术问题，本发明旨在提供一种监测人体健康状态的多参数识别系统，满足人们日常生理体征监测的需求。
[0004]为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案是:
一种监测人体健康状态的多参数识别系统，包含信号采集单元、信号处理单元、控制单元、无线传输单元、智能终端设备和电源，电源通过控制单元为整个系统供电，控制单元经无线传输单元与智能终端设备连接；所述的信号采集单元包含相互独立的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器，所述的信号处理单元包含相互独立且与前述四个信号采集传感器一一对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单`元，所述的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器分别连接对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元。
[0005]其中，上述的心搏信号传感器采用四个压力传感器构成的全桥测量电路。上述的心搏信号处理单元包含依次连接的前置模拟电路、隔直电路、第一级放大电路、50HZ陷波电路、第二级放大电路、低通滤波电路和增益可调电路，所述的前置模拟电路连接心搏信号传感器的输出端，所述的增益可调电路连接控制单元。
[0006]其中，上述的心电信号传感器采用两个电极手柄。上述的心电信号处理单元包含反馈放大电路，心电信号传感器经所述反馈放大电路与控制单元连接。
[0007]其中，上述的肌电信号传感器采用两对电极片。上述的肌电信号处理单元包含依次连接的低通滤波器、放大器和二阶带通滤波器，所述的低通滤波器连接肌电信号传感器，所述的二阶带通滤波器连接控制单元。
[0008]其中，上述的脂肪含量信号传感器采用两对电极片。上述的脂肪含量信号处理单元包含依次连接的放大电路和整流滤波电路，所述放大电路连接脂肪含量信号传感器，所述整流滤波电路连接控制单元。
[0009]采用上述技术方案，带来如下的有益效果:
(1)本发明产品的操作过程智能化，用户只需在智能终端设备上输入个人信息，即可自动完成整个检测过程，且产品轻便，适合家庭使用； (2)本发明产品通过检测肌电信号来区分心搏信号和噪声干扰，增强了检测结果的可靠性；设计了两电极手柄测量心电信号，增强了可操作性，优化了用户的体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的系统结构框图。
[0011]图2是本发明的心搏信号处理过程示意图。
[0012]图3是本发明的心电信号处理过程示意图。
[0013]图4是本发明的肌电信号处理过程示意图。
[0014]图5是本发明的脂肪含量信号处理过程示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]如图1所示的本发明的系统结构框图，一种监测人体健康状态的多参数识别系统，包含信号采集单元、信号处理单元、控制单元、无线传输单元、智能终端设备和电源，电源通过控制单元为整个系统供电，控制单元经无线传输单元与智能终端设备连接。所述的信号采集单元包含相互独立的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器，所述的信号处理单元包含相互独立且与前述四个信号采集传感器一一对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元，所述的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器分别连接对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元。上述四个信号处理单元分别接收对应的传感器采集的人体生理体征信号，并将信号传送给控制单元，控制单元将信号进行模数转换后传送给无线传输单元，再经无线传输将数据传送给智能终端设备，智能终端设备完成最终的数据处理并将结果显示给用户。在本实施例中，无线传输单元采用天线或蓝牙模块。
[0017]如图2所示的本发明的心搏信号处理过程示意图，心搏信号传感器是由4个电阻应变式压力传感器连接成全桥测量电路，由直流电压源提供激励电压。当使用者直立于仪器上时，传感器电路会持续获得带有直流偏移的交流电压信号，其中直流成分由人体重力产生，交流成分即为所要获取的心搏信号。心搏信号处理单元包含依次连接的前置模拟电路、隔直电路、第一级放大电路、50HZ陷波电路、第二级放大电路、低通滤波电路和增益可调电路，前置放大电路用于消除共模干扰，同时将信号放大；隔直电路用于滤除直流量；后级放大电路共有两级，将信号放大到模数转换器输入范围内；陷波电路用于消除50Hz工频干扰；低通滤波电路用于去除高频成分，保留低频的心搏信号；增益可调电路用于实际测量中的电压调节。
[0018]如图3所示的本发明的心电信号处理过程示意图，心电信号传感器采用两个电极手柄。心电信号处理单元包含反馈放大电路，心电信号传感器经反馈放大电路与控制单元连接。两电极连接一互阻抗放大器，互阻抗放大器的输出端连接一同向积分器，同向积分器的输出端经一电阻连接到互阻抗放大器的反向输入端。这个反馈放大电路的设计可以有效地消除输出端的低频漂移，这样，共模输入电压被控制在放大电路的允许输入范围。
[0019]如图4所示的本发明的肌电信号处理过程示意图，电信号传感器采用两对电极片。人的脚趾下两电极连接正弦波恒定电流源(f=50kHz, JAC=0.1mA),脚跟下两电极测得电压信号。肌电信号处理单元包含依次连接的低通滤波器、放大器和二阶带通滤波器，两电极连接到一低通滤波器(/BdB = 100 Hz)，再连接一放大器，放大增益G=60dB，再把信号经过一个二阶带通滤波器(BW=2(T60Hz)后传送给控制单元。
[0020]如图5所示的本发明的脂肪含量信号处理过程示意图，脂肪含量信号传感器采用两对电极片。人的脚趾下的一对电极连接正弦波恒定电流源(f=50kHz, JAC=0.1mA),脚跟下的一对极极测得电压信号。脂肪含量信号处理单元包含依次连接的放大电路和整流滤波电路。放大电路为抑制工频干扰和其他生理作用干扰，必须具有高输入阻抗、低噪声、低漂移的特性；整流滤波电路将放大后信号整流滤波，得到与人体阻抗成正比的直流电压信号。
[0021]以上实 施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:该系统包含信号采集单元、信号处理单元、控制单元、无线传输单元、智能终端设备和电源，电源通过控制单元为整个系统供电，控制单元经无线传输单元与智能终端设备连接；所述的信号采集单元包含相互独立的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器，所述的信号处理单元包含相互独立且与前述四个信号采集传感器一一对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元，所述的心搏信号传感器、心电信号传感器、肌电信号传感器和脂肪含量信号传感器分别连接对应的心搏信号处理单元、心电信号处理单元、肌电信号处理单元和脂肪含量信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的心搏信号传感器采用四个压力传感器构成的全桥测量电路。
3.根据权利要求1或2所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的心搏信号处理单元包含依次连接的前置模拟电路、隔直电路、第一级放大电路、50HZ陷波电路、第二级放大电路、低通滤波电路和增益可调电路，所述的前置模拟电路连接心搏信号传感器的输出端，所述的增益可调电路连接控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的心电信号传感器采用两个电极手柄。
5.根据权利要求1或4所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的心电信号处理单元包含反馈放大电路，心电信号传感器经所述反馈放大电路与控制单元连接。
6.根据权利要求1所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的肌电信号传感器采用两对电极片。
7.根据权利要求1或6所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的肌电信号处理单元包 含依次连接的低通滤波器、放大器和二阶带通滤波器，所述的低通滤波器连接肌电信号传感器，所述的二阶带通滤波器连接控制单元。
8.根据权利要求1所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的脂肪含量信号传感器采用两对电极片。
9.根据权利要求1或8所述的一种监测人体健康状态的多参数识别系统，其特征在于:所述的脂肪含量信号处理单元包含依次连接的放大电路和整流滤波电路，所述放大电路连接脂肪含量信号传感器，所述整流滤波电路连接控制单元。
【文档编号】A61B5/02GK103654742SQ201310638538
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】葛高发, 吴薇, 黄新安 申请人:江南大学, 江苏矽望电子科技有限公司