一种实时监测人体血压及其他生命体征的设备的制作方法

本发明涉及一种医疗健康监测设备，具体涉及一种实时监测人体血压及其他生命体征的设备。

背景技术：

1、心血管疾病对于人体健康威胁严重，2019年在北京发布的《中国心血管疾病防治现状蓝皮书》显示，中国每年死于心血管疾病的人数占全体死亡人数的41％。心血管疾病对人们的健康生活产生了巨大的影响，为了有效的预防心血管疾病，实现对于心率、血压、血氧饱和度、呼吸率等生理参数的实时连续测量具有重大的意义。传统的生理参数测量方法往往存在便携性差、测量复杂的问题，不利于对生理参数的实时测量。人体脉搏波是由心脏搏动导致的血容量变化引起的，包含有大量的生理信息，通常可以采用脉搏波来测量生理参数。光电容积脉搏波(ppg)信号利用血液对于光的吸收度会随着血液容量的变化而变化的特点采集脉搏波信号，这种方式采集简单，适用于长期的信号采集，能够实现连续的生理参数测量。本文利用光电容积脉搏波分析脉搏波与生理参数之间的关系，设计了心率、血压、血氧饱和度、呼吸率的测量模型，实现了对于生理参数的实时监控。

2、本发明针对ppg信号连续实时测量生理参数的问题，研究了运动噪声消除、生理参数模型构建技术，提出了多通道结合的并行自适应滤波技术滤除运动噪声，提出了多参数结合的运动心率算法以及多种方式相互结合的呼吸率算法，设计并实现了基于ppg信号的人体生理参数测量系统。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是通过脉搏波波形特征参数法提供人体血压及其他生命体征的实时监测。

2、脉搏波波形特征参数法首先需提取脉搏波的特征点，分析不同特征参数与血压之间的相关性，然后选取相关性较好的特征参数参与建立与动脉血压的模型，最后通过拟合等方式确定和调整模型中的参数。通过大量的研究实验及数据分析发现，脉搏波的传播特性与心血管系统中的力学参数变化密切相关，它不仅受到心脏状况的影响，同时还受到动脉血管特性、血液参数、皮肤等诸多因素的影响。也就是说，血压、血流、血管阻力、血管弹性和血液粘性等一系列心血管参数发生变化，可以反映在脉搏波的幅值和波形变化中。因此，利用脉搏特征参数进行血压的无创连续监测，能够检测每搏血压及连续的动脉压波形，为临床诊断与治疗提供了更加充分的依据。近年来的一些研究也证实了脉搏波波形特征与血压变化之间客观存在的联系。

3、本发明采集的ppg信号来自光电传感器sfh7072，结合鱼跃台式水银血压计，对基于脉搏波提取的波形特征参数进行相关分析，选择最佳的参数与真实血压进行回归分析，从而建立了血压与sbp和dbp回归模型。实验结果表明，该算法的血压检测结果与水银血压及获得的实际血压值吻合良好。sbp和dbp的一致性占比达到95％以上，sbp和dbp的检测误差分别为0.45土6.57mmhg和0.09±4.75mmhg。

4、本发明主要通过以下4个方面来解决实时监测人体血压及其他生命体征的技术问题：

5、1、优化并提高受到运动噪声影响的光电容积脉搏波信号的去噪技术。提出了多通道结合的并行自适应滤波算法，设计了并行的自适应滤波器，提高了滤波算法的稳定性。

6、2、提出了基于ppg信号的生理参数测量模型，分析了生理参数测量算法，包括时域、频域上的心率算法；提出了基于脉搏波传导时间和特征参数拟合的血压算法；提出了基于经验公式的血氧饱和度算法；提出了基于过滤和特征的呼吸率算法。

7、3、提出了动态心率的测量方法，利用多种可能影响心率的参数设计了多参数结合的心率算法来估计心率，大大提高了心率测量的效果；提出了呼吸率计算的新方式，结合多种呼吸率计算方法的结果作为最终的呼吸率，增强了呼吸率测量的稳定性。

8、4、设计了生理参数的测量实验，应用提出的算法，并通过自己的数据集和网上的数据集验证了算法的有效性。对于心率试验，在公开的数据集上，平均绝对误差在1.16±1.56bpm，优于其他的算法；血压实验sbp的平均绝对误差在2.66±5.01mmhg,dbp的平均绝对误差在1.65±2.64mmhg；血氧饱和度实验平均绝对误差在0.93％；呼吸率实验最优的平均绝对误差达到了1.72±3.09bpm。实验结果表明本文提出的算法效果良好，具有一定的独特性和市场应用价值。

9、本发明监测人体血压及其他生命体征的设备是通过以下技术方案来实现的：包括前壳、pcb组件、测温传感器、电池组件、喇叭以及后壳；

10、pcb组件背面安装有sim卡座、测温传感器、通讯模块、电池组件以及喇叭，pcb组件正面安装有蓝牙天线以及mic；前壳固定于后壳上，进而将pcb组件限位，测温传感器的测温端穿过后壳置于外侧，且前壳上设置有显示屏。

11、作为优选的技术方案，前壳正面两侧分别安装有左腿电极和右腿电极；左腿电极和右腿电极下方分别设置有按键左和按键右，且按键左和按键右固定于前壳上。

12、作为优选的技术方案，右腿电极中央设置有指纹模组。

13、作为优选的技术方案，pcb组件连接按键右、指纹模组、按键左、右腿电极、左腿电极、显示屏、蓝牙天线、pcb组件、测温传感器和喇叭，并通过电源组件进行供电。

14、本发明的有益效果是：本发明能让实时监测人体血压及其他生命体征变化在大众中普及，使追溯人体病理变化过程成为可能。

技术特征：

1.一种实时监测人体血压及其他生命体征的设备，其特征在于：包括前壳(11)、pcb组件(14)以及后壳(20)；

2.根据权利要求1所述的实时监测血压及其他生命体征的设备，其特征在于：所述前壳(11)正面两侧分别安装有左腿电极(9)和右腿电极(7)；所述左腿电极(9)和右腿电极(7)下方分别设置有按键左(8)和按键右(5)，且按键左(8)和按键右(5)固定于前壳(11)上。

3.根据权利要求1所述的实时监测血压及其他生命体征的设备，其特征在于：所述右腿电极(7)中央设置有指纹模组(12)。

4.根据权利要求1所述的实时监测血压及其他生命体征的设备，其特征在于：所述pcb组件(14)连接按键右(5)、指纹模组(12)、按键左(8)、右腿电极(7)、左腿电极(9)、显示屏(10)、蓝牙天线(13)、pcb组件(14)、测温传感器(16)和喇叭(19)，并通过电源组件(18)进行供电。

技术总结
本发明公开了一种实时监测血压及其他生命体征的设备，包括前壳、PCB组件、测温传感器、电池组件、喇叭以及后壳；所述测温传感器、电池组件和喇叭均固定于后壳上，且测温传感器的测温端穿过后壳置于外侧；所述PCB组件背面安装有SIM卡座以及通讯模块、PCB组件正面安装有蓝牙天线以及MIC；所述前壳固定于后壳上，进而将PCB组件限位，且前壳上设置有显示屏。本发明能让实时监测人体血压变化及其他生命体征在大众中普及，使追溯人体病理变化过程成为可能。

技术研发人员：王勇
受保护的技术使用者：武汉成城医疗器械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15