孕期健康监测可穿戴设备的制作方法

本实用新型涉及一种可穿戴设备，尤其涉及一种孕期健康监测可穿戴设备。

背景技术：

现代医学越来越重视对慢病疾病的预防和保健，其中对慢性疾病的年轻化趋势已经有各种的宣传和预防措施，比如通过节食减重，通过运动提高心肺机能，通过生活方式干预高血压和糖尿病等。但是由于现代社会的生活和工作压力提高，和不良生活习惯的养成，使得慢病疾病的年轻化趋势还是越来越严重，其中随着晚婚晚育的大龄孕妇的增多，和二胎政策放开后的高龄产妇逐渐增多，使得在特有的孕期条件下，慢性疾病尤其高血压、糖尿病和心脏疾病等孕期并发症明显增加，其中以严重危害孕妇和胎儿健康的孕期高血压疾病尤为重要，需要提早发现和预防其进展。

随着智能手机的普及和可穿戴技术的普遍应用，市场上出现了很多慢性疾病的监测产品如手环、腕表等健康电子产品，还有一些血压监测产品和心脏监测产品、睡眠监测产品，但是都是针对中老年的慢性疾病为主，都是单一的监测参数和功能，还没有专门针对孕期孕妇的整体健康风险监测产品。目前常见的针对孕妇的，都是胎心监测为主，主要针对对象都是胎儿，几乎所有的诉求点都是胎儿的健康状态和预警，反而都忽视了对孕妇在孕期中的多种参数的健康监测，尤其对于严重影响孕妇和胎儿健康的孕妇高血压(子痫)的早期监测和预防管理，基本上都是在出现临床症状才发现，已经对孕妇和胎儿造成不同程度的健康影响。目前的无线家用血压仪，由于采用袖带式充气单次测量方式，无法进行连续的测量，并且袖带式的充气的使用方式使大多数孕妇无法坚持自我监测，造成监测的遗忘遗漏，进而疏忽和忽略，错过了孕期早期的心血管参数异常的发现机会。综上，应该有一款针对孕妇的，可穿戴式的智能健康产品，可以方便地使用，实时监测心血管多种参数，实现连续的血压监测，为孕妇提供个性化的健康预防管理。

技术实现要素：

本实用新型提供一种孕期健康监测可穿戴设备，基于移动互联网和可穿戴技术，方便对用户的多种参数进行监测。

为实现上述目的，本实用新型提供一种孕期健康监测可穿戴设备，包括：心电采集组件、血氧饱和度采集组件及主机模块，所述主机模块为腕式、用于佩戴于用户的手腕上，所述心电采集组件用于采集用户的心电数据，所述血氧饱和度采集组件用于采集用户的血氧数据，所述心电采集组件与血氧饱和度采集组件分别与所述主机模块通信连接，所述心电采集组件用于将采集到的心电数据传输给所述主机模块，所述血氧饱和度采集组件用于将采集到的血氧数据传输给所述主机模块，所述主机模块用于对接收到的心电数据和血氧数据进行初步分析及二次耦合分析以获得耦合数据，其中，所述耦合数据包括血压数值、睡眠状态分期、精神压力、神经兴奋性中的一种或者多种，所述心电采集组件为包裹式、指夹式、指套式或一次性使用式中的一种。

可选地，所述主机模块包括主控单元和显示单元，所述主控单元用于分别控制所述心电采集组件和血氧饱和度采集组件的工作状态，所述心电采集组件和血氧饱和度采集组件分别用于在正常工作时采集用户的心电数据和血氧数据，所述主控单元用于将接收的心电数据通过心电图波形的形式显示于所述显示单元，及用于将接收的血氧数据通过血氧容积图波形的形式显示于所述显示单元。

可选地，所述主机模块还包括无线通信单元，所述主机模块用于通过所述无线通信单元与云端服务器或者智能设备进行通信，以用于将接收到的心电数据和血氧数据通过所述无线通信单元传输至所述云端服务器或者智能设备。

可选地，所述无线通信单元的无线通讯方式是蓝牙、wifi、zigbee、nb-iot、3g/4g/5g中的一种或多种。

可选地，所述主机模块还包括警报单元，所述主控单元用于在监测到异常情况时启动所述警报单元，所述警报单元用于在启动后发出报警信息以提醒相关人员。

可选地，所述警报单元发出的警报信息的形式是文字报警信息、闪动、颜色、声音、震动中的一种或者多种。

可选地，所述警报信息是心率超出设定值、呼吸率超出设定值、血氧饱和度超出设定值、心电图异常类型出现、血压数值超出设定值、心电采集组件脱落、电池电量低、无线通信单元工作异常中的一种或者多种。

可选地，所述主机模块还包括供电单元，所述供电单元采用内置可充电的锂电池，所述供电单元包括保护电路。

可选地，所述心电采集组件包括心电采集电路，所述心电采集电路和所述主控单元设计在一起；或者，所述心电采集电路和所述主控单元分别独立设计。

所述血氧饱和度采集组件包括血氧饱和度采集电路，所述血氧饱和度采集电路和所述主控单元设计在一起；或者，所述血氧饱和度采集电路和所述主控单元分别独立设计。

本实用新型提出的孕期健康监测可穿戴设备，通过腕式的主机模块佩戴于用户的手腕上，以将所述心电采集组件采集的用户的心电数据和所述血氧饱和度采集组件采集的用户的血氧数据进行初步分析及二次耦合分析以获得耦合数据，再结合孕妇使用者的个性化生理参数，得出综合监测报告；其中，所述耦合数据包括血压数值、睡眠状态分期、精神压力、神经兴奋性中的一种或者多种，所述血氧饱和度采集组件为包裹式、指夹式、指套式或一次性使用式中的一种，以便于采集的用户的血氧数据；本实用新型的可穿戴设备能够更真实准确地反应孕妇的健康状况，尤其对孕妇和胎儿健康影响巨大的孕期高血压的监测效果显著，并给出睡眠状态、精神压力和神经兴奋性对孕妇高血压的关联影响，提供孕期高血压和心血管健康的监测。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的孕期健康监测可穿戴设备的功能模块图；

图2为本实用新型一实施例提供的孕期健康监测可穿戴设备的工作原理图；

图3为心电数据初步分析的原理图；

图4为血氧数据初步分析的原理图；

图5为获得实时血压数值的二次耦合分析的原理图；

图6为对孕妇睡眠和血压关联性耦合分析的分析过程原理图；

图7为对孕妇精神压力和神经兴奋性耦合分析的分析过程原理图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种孕期健康监测可穿戴设备，用于用户在孕期进行健康监测。所述孕期健康监测可穿戴设备包括心电采集组件100、血氧饱和度采集组件200及主机模块300。所述主机模块300为腕式，所述主机模块300可以通过腕带佩戴于用户的手腕上，方便用户可穿戴使用。所述心电采集组件100与血氧饱和度采集组件200分别连接所述主机模块300。

所述心电采集组件100用于采集用户的心电数据。其中，所述心电数据包括心电图波形和心电图波形包含的心率、呼吸率、心率变异性、心电图异常类型等信息。所述血氧饱和度采集组件200用于采集用户的血氧数据。其中，所述血氧数据包括血氧容积波形和血氧容积波形包含的脉搏脉率、呼吸率、血氧饱和度数值等信息。

所述心电采集组件100与所述血氧饱和度采集组件200分别与所述主机模块300通信连接，从而所述心电采集组件100可以将采集到的心电数据传输给所述主机模块300，所述血氧饱和度采集组件200可以将采集到的血氧数据传输给所述主机模块300。

所述主机模块300用于与云端服务器进行通信。所述主机模块300还用于与智能设备(例如移动终端等)进行通信。所述主机模块300用于接收来源于所述云端服务器或所述智能设备的数据。所述主机模块300还用于将接收到的心电数据和血氧数据传输至所述云端服务器或所述智能设备。

其中，所述主机模块300包括主控单元301、显示单元302、无线通信单元303及供电单元304。所述显示单元302用于显示来源于所述心电采集组件100传输的心电数据。所述显示单元302还用于显示来源于所述血氧饱和度采集组件200传输的血氧数据。所述显示单元302还用于显示来源于所述云端服务器或所述智能设备传输的数据。

所述心电采集组件100与所述主控单元301通信连接。所述主控单元301用于控制所述心电采集组件100的工作状态。其中，所述心电采集组件100的工作状态包括正常工作及异常工作。所述心电采集组件100处于所述正常工作状态时可以采集到用户的心电数据。所述主控单元301用于实时接收所述心电采集组件100采集到的心电数据。所述主控单元301还用于将接收到的心电数据通过心电图波形的形式显示于所述显示单元302。

在一实施例中，所述心电采集组件100是采用可重复使用的心电导联线形式；在另一实施例中，所述心电采集组件100是采用一次性使用的心电导联线形式。

所述心电采集组件100包括心电采集电路。在一实施例中，所述心电采集电路和所述主控单元301设计在一起；在其他实施例中，所述心电采集电路和所述主控单元301分别独立设计。

所述血氧饱和度采集组件200与所述主控单元301通信连接。所述主控单元301用于控制所述血氧饱和度采集组件200的工作状态。其中，所述血氧饱和度采集组件200的工作状态包括正常工作及异常工作。所述血氧饱和度采集组件200处于所述正常工作状态时可以采集到用户的血氧数据。所述主控单元301用于实时接收所述血氧饱和度采集组件200采集到的血氧数据。所述主控单元301还将接收到的血氧数据通过血氧容积波形的形式显示于所述显示单元302。

在一实施例中，所述血氧饱和度采集组件200是可重复使用的包裹式探头；在其他实施例中，所述血氧饱和度采集组件200可以是，但不限于是指夹式、指套式或一次性使用式等多种形式的探头。

所述血氧饱和度采集组件200包括血氧饱和度采集电路。在一实施例中，所述血氧饱和度采集电路是和所述主控单元301设计在一起；在其他实施例中，所述血氧饱和度采集电路是和所述主控单元301分别独立设计。

所述显示单元302用于实时显示心率及血压数值。所述显示单元302还用于显示血氧饱和度数值。所述显示单元302还用于显示心电图波形和血氧容积波形。在心率和脉搏脉率同时存在的情况下，所述显示单元302用于优先显示心率，因为心率直接来源于心电图波形，能更好地反应真实的心率间期。

所述显示单元302还用于在外部控制下(一般是按键)显示或者交替显示心率趋势图、血压趋势图、血氧趋势图。

在一实施例中，所述主控单元301用于对所述心电采集组件100及所述血氧饱和度采集组件200进行同步控制，其中，同步误差在0-5ms以内。所述主控单元301还用于对所述心电采集组件100及所述血氧饱和度采集组件200的数据进行计算和分析，从而获得血氧饱和度数值、心率、呼吸率、心电图异常类型信息等。

进一步地，为了更方便进行监测，所述主机模块300还包括警报单元305，所述主控单元301用于在监测过程中出现异常情况时，启动所述警报单元，所述警报单元305用于在启动后发出警报信息，以提醒相关人员。其中，所述警报单元305发出警报信息的形式是文字报警信息、闪动、颜色、声音、震动中的一种或者多种的结合。所述显示单元302还用于在出现警报信息时显示所述文字报警信息，通过将所述文字报警信息、闪动和颜色结合声音震动来提示使用者。其中，所述警报信息可以包括，但不限于包括：心率超出设定值、呼吸率超出设定值、血氧饱和度超出设定值、心电图异常类型出现、血压数值超出设定值、心电采集组件100脱落、电池电量低、无线通信单元303工作异常、以及接收到智能设备和云端服务器的推送信息等。

所述主机模块300用于通过所述无线通信单元303与所述云端服务器或者智能设备进行通信。在一实施例中，所述无线通信单元303采用低功耗蓝牙和nb-iot物联网通讯进行设计；在其他实施例中，所述无线通信单元303还可以支持wifi、zigbee、3g/4g/5g等通讯技术。

所述无线通信单元303可以实现双向无线通讯，即所述孕期健康监测可穿戴设备可以与所述云端服务器或者所述智能设备进行双向通讯，实现定位、远程控制和远程升级固件。在用户的外部控制下，可以选择关闭无线通信单元303的工作。

所述供电单元304用于给所述孕期健康监测可穿戴设备供电。在一实施例中，所述供电单元304采用内置可充电的锂电池；所述供电单元304包括保护电路，所述保护电路用于实现充电和工作中的安全防护。

所述主控单元301用于控制所述孕期健康监测可穿戴设备工作，并用于在无外部控制操作和无异常报警状况下关闭所述显示单元302，以节约电量。

所述主控单元301用于控制各设备的工作状态，还用于控制所述心电采集组件100和所述血氧饱和度采集组件200采集相应的数据，及用于控制所述无线通信单元303与云端服务器(或者智能设备)的通讯。

请参阅图2，所述孕期健康监测可穿戴设备在实际应用中的工作原理为：首先，进行数据采集，然后，所述心电采集组件100将采集的心电数据和所述血氧饱和度采集组件200将采集的血氧数据发送给所述主控单元301；其中，所述心电数据包括心电图波形和心电图波形包含的心率、呼吸率、心率变异性、心电图异常类型等信息，所述血氧数据包括血氧容积波形和血氧容积波形包含的脉搏脉率、呼吸率、血氧饱和度数值等信息。然后所述主控单元301对接收到的心电数据和血氧数据进行初步分析，以获得心电图波形及血氧容积波形包含的信息；其中，通过对接收到的心电数据进行初步分析，可以获得心率、呼吸率、心率变异性、心电图异常类型、心电图特征点；通过对接收到的血氧数据进行初步分析，可以获得血氧饱和度数值、脉搏脉率、呼吸率和血氧容积波形特征点。接着，所述主控单元301将初步分析得到的心电图波形及血氧容积波形所包含的信息，再次作为输入参数，进行二次耦合分析，以获得耦合分析数据，其中，所述耦合分析数据包括血压数值、睡眠状态分期、精神压力和神经兴奋性；最后，所述主控单元301结合所述耦合数据与孕妇的个性化生理参数特征再次进行综合分析，以获得综合分析结果，再根据所述综合分析结果以获得综合监测报告；其中，在一实施例中，所述孕妇的个性化生理参数特征包括：孕妇的年龄、孕期孕周、高血压病史、睡眠障碍病史；在其他实施例中，所述孕妇的个性化生理参数特征还包括孕妇的其他个性化参数。

请参阅图3，在所述主控单元301对所述心电图波形进行初步分析的过程中，所述主控单元301：首先接收所述心电采集组件100采集到的心电图波形；然后，通过干扰和基线滤波器，滤除各种干扰并纠正基线；同时，通过滤波分析出心电图波形中叠加的呼吸变化曲线可以获取出呼吸率；接着，分析心电图波形数据，以进行心电图特征点识别，得到心电图的特征点；其中，通过分析心电图波形数据，确定心电图特征点的位置；再根据相邻心电图波形的每个主波波峰同一特征点位置的时间差，计算出心率；在得到连续的心率间期数值基础上，结合经典的心率变异性算法就可以得到心率变异性。然后，分析相邻的心电图波形的同一心电图特征点位置的差异，分析出每个心电图波形的异常状况，如各种心电图节律异常等；随后，根据差异进行分类，以获得心电图异常类型。在本实施例中，所述心电图异常类型包括：室性早搏和联律、室速、室上性早搏和联律、室上速、停搏、心动过速、心动过缓、房颤。

请参阅图4，进一步地，在所述主控单元301对所述血氧容积波形进行初步分析的过程中，所述主控单元301：首先通过干扰和基线滤波器滤除各种干扰和纠正基线，得到清晰稳定的滤波后的血氧容积波形数据；同时，通过滤波分析出血氧容积波波形中叠加的呼吸变化曲线可以获取出呼吸率；接着通过血氧容积波形特征点识别，获取主要特征点；采用经典的血氧饱和度算法就可以得到血氧饱和度数值；通过获取相邻血氧容积波形的主波波峰同一特征点的位置的时间差，就计算出脉搏脉率。然后，将血氧饱和度数值和脉率、呼吸率传输至所述显示单元302进行显示。

在本实施例中，在同时获得所述心电图波形分析出的心率数值和呼吸率数值，及所述血氧容积波形分析出的脉搏脉率和呼吸率时，优先显示对所述心电图波形分析出的心率数值和呼吸率数值。

进一步地，本实施例中，由于进行二次耦合分析的心电图波形及血氧容积波形分别来源于心电图波形和血氧容积波形，所以必须在初步分析的结果具备后，再根据不同的分析需求，将初步分析得到的结果参数作为二次耦合分析的输入参数，重新组合输入参数进行分析。通过二次耦合分析，原来独立的心电数据初步分析结果和血氧数据初步分析结果，会得到更深层次和更准确的耦合分析结果，并具备更好的特异性。

在本实施例中，通过所述二次耦合分析而得到的耦合数据，比如实时血压数值、睡眠状态分期、精神压力和神经兴奋性等，第三次再结合孕妇的个性化生理参数特征进行综合分析，从而可以获得更加个性化和精准的综合分析结果，以获得综合监测报告。

在本实施例中，所述综合监测报告可以上传至所述云端服务器，及还可以上传(或推送)至所述智能设备的软件中，供用户查阅。

在本实施例中，通过二次耦合分析，把原来两种途径采集到的数据初步分析后，再把相对独立的分析结果作为分析输入参数，结合起来进行二次耦合分析，得到新的分析结果，能更加直观地反应使用者的健康状况。

请参阅图5，在本实施例中，所述主控单元301通过对所述心电图波形及血氧容积波形进行二次耦合分析，以获得实时血压数值的工作原理为：分别提取血氧容积波主波特征点和心电图主波特征点，获取相同位置血氧容积波主波特征点和心电图主波特征点的时间差值，得到脉搏波传导时间，利用经典脉搏传导时间血压算法进行血压估算，得到血压数值。

本实施例的孕期健康监测可穿戴设备，功能之一是能够提供实时的血压数值，并且不需要定时的袖带充气方式测量血压，通过可穿戴式的无袖带方式，特别适合孕妇长时间监测以血压为主的心血管健康参数，提早发现孕期高血压风险。孕期中后阶段，胎儿体重的增大对于孕妇心肺系统的影响很大，进而造成心肺系统异常，和各种的睡眠的不良表现，无袖带式的监测方式可以无扰式地在孕妇睡眠期间持续监测，对孕妇影响小，便于在早期发现异常的血压变化趋势。

请参阅图6，在本实施例中，所述主控单元301通过对所述心电图波形及血氧容积波形的初步分析结果再次进行二次耦合分析，以获得睡眠状态分期和睡眠血压关联性的工作原理为：根据监测过程中的血氧数值和呼吸率的变化趋势来识别引起低血氧数值为症状的睡眠疾病，并提示阻塞性睡眠呼吸暂停预警；通过心电图波形分析得到的呼吸率，和分析心电图波形得到的连续的心率和心电图异常类型，通过经典的心肺耦合算法分析得到睡眠状态分期的指标参数，同时包含发生的阻塞性睡眠呼吸暂停预警。睡眠状态分期，直接反应用户夜晚睡眠质量，如果发生睡眠障碍和睡眠质量差，就会影响血压的变化趋势。据此，睡眠状态分期结合实时血压数值就可以反应睡眠和血压之间的关系，再结合孕妇的个性化生理参数比如年龄、孕期孕周、高血压病史、心脏病史、睡眠障碍病史等，就能提早发现孕妇高血压风险，并给出孕妇的睡眠状态和血压变化之间的关系，进而通过调整睡眠障碍和提高睡眠质量来干预孕妇的高血压，有效保护孕妇和胎儿的健康，提早避免孕妇高血压引起的严重症状发生。在多种采集数据、参数分析数据和二次耦合分析数据和孕妇个性化数据联合分析基础上，给出孕妇睡眠和血压关联分析，为孕妇健康和孕期高血压康复辅助服务。

请参阅图7，在本实施例中，所述主控单元301通过对所述心电图波形及血氧容积波形进行二次耦合分析，以获得精神压力和神经兴奋性的工作原理为：通过心率变异性分析得到精神压力和神经兴奋性。具体为：通过心率变异性结果，可以得到用户交感神经和迷走神经的参数分布，这个是心率变异性本身就能提供的。通过心率变异性的参数，可以得到疲劳度、精神压力状态和交感神经和迷走神经的兴奋平衡性等；然后把心率变异性得到的精神压力和神经兴奋性结果，再二次结合睡眠状态分期结果数据，就可以得到睡眠状态和精神压力和神经平衡之间互相影响的关系；再结合孕妇的个性化生理参数，比如年龄、孕期孕周、高血压病史、心脏病史、睡眠障碍病史等，就可以得到孕妇精神压力和神经兴奋性分析，这个分析结果是孕妇的个性化的睡眠状态和精神压力和神经平衡性之间的关联关系，为孕妇的精神心理健康提供个性化的康复辅助，可以对孕妇出现神经平衡性异常进行预警，提早干预，尤其通过心理干预和睡眠干预等，为孕妇提供非药物的康复治疗辅助。

本实用新型实施例提供的孕期健康监测可穿戴设备，通过获取可穿戴的腕表式主机模块300结合心电采集组件100和血氧饱和度采集组件200，实时采集数据，并且针对采集数据进行初步分析，得到初步分析结果参数信息，再次将相对独立的两种初步分析结果的数据作为分析输入参数组合，进行二次耦合分析，得到实时血压数值、睡眠状态分期、精神压力和神经兴奋性等结果，然后再次结合孕妇的个性化生理参数进行分析，得出综合监测报告。由于采用多种数据和参数进行初步分析和二次耦合分析，并且结合孕妇的个性化生理参数，本实用新型的可穿戴设备能够更真实准确地反应孕妇的健康状况并具有独特的特异性和准确性价值，尤其针对对于孕妇和胎儿健康影响巨大的孕期高血压风险，可以做到无袖带式无扰式地连续地监测，并通过创新地二次耦合分析和个性化参数综合分析，同时能给出睡眠状态、精神压力和神经兴奋性对孕妇高血压的关联影响分析，提供孕期高血压和心血管健康的监测和非药物康复辅助。

需要说明的是，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例的工作原理可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。