一种穿戴式多参数监护腕表的制作方法

本发明涉及医疗健康领域，更具体的说是涉及一种穿戴式多参数监护腕表。

背景技术：

1、脉象仪：是传统中医脉诊，运用传感技术、电子技术、智能运算技术、集成化的大型医疗设备，虽然有穿戴式的，但仅有一路脉象采集，不是自动加压、控压、寻脉等技术，很难满足人们医疗健康的需要。人体脉搏信号中包含丰富的生理信号，也引起了临床医生的很大兴趣，因此方便快捷、准确测量脉搏信号，成为了关键，随着科学技术的发展，脉搏测量技术对脉搏的测量精度也越来越高。缺点是：设备体积大，患者使用不方便，穿戴式小型化技术难度大。

2、心血管功能分析仪：也叫心脑血管诊断仪，是一种反映心脏功能、血管状况、血液状态及循环功能的医疗器械，根据脉压法原理，由单脉搏传感器等组成。是基于脉压法原理，根据人体循环系统弹性腔模型建立起来的理论基础，对模型进行分室网络分析，用线性相关算法推导出一系列计算公式，这些公式经过非线性补偿和临床经验参数修正，便能获得一组放映心脏功能、血管状态及微循环功能共35项心血管功能参数及64项专家辅助诊断信息。缺点是：现有设备传感器灵敏度不高，脉搏波细节信号不能完全显示出来，如潮波等；不能自动加压，控压等；不能分析出心肌缺血、左心衰等。

3、示波法测量血压：根据脉搏波振幅，与袖套压力之间的关系估算血压。与脉搏波振幅最大值对应的是平均压，收缩压与舒张压分别由脉搏波最大振幅比例来确定的。缺点是：估算收缩压与舒张压，测量结果不及柯氏音水银血压计准确。

4、人工柯氏音测量血压：又称为水银血压计测量。由血压袖带和听诊器组成，把袖带绕在上臂上，给袖带充气，当袖带内压力超过动脉收缩压，阻断血流，然后放气，当收缩压高于袖带内压力时，部分动脉打开，血流喷射形成涡流和传流，它使血管振动并传到体表几为即为柯氏音，动脉上的听诊器听到第一音，即为收缩压，声音完全消失，即为舒张压。在国际上被称为无创血压测量的金标准。缺点是：使用柯氏音法的水银血压计，虽然被医疗界广泛使用，但测量过程复杂，且需要专业医务人员进行听诊记录；水银泄漏的危害性极大。

5、电子柯氏音是在70--80年代发展起来的一种电子测量血压的方法。它的基本工作原理是将人工柯氏音法用电子技术来完成。也就是对袖带加气，放气用气泵来完成。听脉搏音用电子拾音器来完成。判断方法与人工几乎相同，所不同的就是用计算机代替人的判断。这种方法优点是：(1)减轻了医务人员劳动强度。(2)一致性比较好，不存在不同医务人员之间产生差异。缺点是：(1)易受外界干扰，即外界的其它声音振动都会受到影响准确度。(2)不同人的脉强弱也对测量结果有一定影响。

6、动脉张力法测量每博连续血压：又称为扁平张力法，施加外部压力，使位于骨骼附近的桡动脉成扁平状，当血管被外部压力压扁时，血管壁的内应力发生改变，当血管的内应力与外力相等时，通过安置于动脉部位的压力传感器来测量该表面的压力，此时测的逐拍的动脉压力波形，即为动脉血压。缺点是：桡动脉内应力受到肌肉、脂肪等的厚度或其它影响，外应力压力测量值比实际要小(每搏血压等于肌肉、脂肪等受到损失的这部分压力加上外应力)，受到影响的这部分压力只能是估算，影响到每搏血压的准确度。

7、风脉特指脑中风病人所特有的脉象。它的脉理不全是传统脉学概念，它是一种特异的复合型脉象。当出现右风脉提示右脑组织病变，临床上出现左侧肢体功能障碍(左偏瘫)；左风脉提示左侧脑组织病变，右侧肢体功能障碍(右偏瘫)。临床实践证明，风脉可先于偏瘫，大多数偏瘫病人其风脉提前3个月，甚至2年出现，风脉也可在病愈前消失。他对脑中风提前诊断作用、提前预示康复作用是现代仪器不宜做到的。缺点是：(1)脉诊设备大都在大型医疗机构，普及率不高。(2)脉诊设备不能自动分析出特征性风脉脉象，不方便快捷。

8、恶性肿瘤作为人类健康的重大疾病，早期症状并不明显，因此早期对肿瘤的治疗及预后十分重要，现代医学对于肺癌、肝癌等一些恶性程度较高的癌种，其早期诊断仍在完善，这正是为中医脉诊可供挖掘探索之处，恶性肿瘤是西医病名，与中医“积聚”等概念存在包含关系，脉象仪是运用客观脉象研究的主要途径，而脉象信号的特征提取，又是研究恶性肿瘤患者脉象的趋势所在。缺点是：中医脉象没有和西医“ct”、核磁等医疗设备融合，没有找出恶性肿瘤的特征脉象，没有和西医结果互为验证。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种穿戴式多参数监护腕表，是将中医脉象仪、心血管功能检测仪、改进型柯氏音血压计、改进型无创脉搏连续血压仪等多参数的监护设备及云平台、远程诊断集成到一个智能手表里，分析出：中医脉象(包括：浮、中、沉，28中普通脉象以及风脉、恶性肿瘤、心律失常脉象等特殊脉象)、心血管功能参数(35项心血管功能参数、64项专家诊断信息、心肌缺血等参数)、间歇性血压、连续性每博血压、脑梗塞、脑出血、恶性肿瘤等疾病，并通过云平台传输数据、紧急呼救及远程诊断。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种穿戴式多参数监护腕表，包括表头、脉象采集装置和表带；

4、所述表头和所述表带连接；

5、所述脉象采集装置包括：脉象压强传感器和可升降多层气囊、气囊容纳槽；

6、其中，所述表带包括伸缩外表带和腕带；

7、所述伸缩外表带压在所述腕带上，所述腕带的侧壁分别设有滑动槽和滑动槽限位凸起；

8、所述脉象压强传感器包括流体腔和传感器阵列；

9、所述传感器阵列设置在所述流体腔内部，所述流体腔底部与所述可升降多层气囊连接；可升降多层气囊底部固定在气囊容纳槽内，气囊容纳槽设有用于固定桡骨头的凹槽(该凹槽可以使每路脉象采集装置准确定位于桡动脉的寸、关、尺三部位)，所述气囊容纳槽与所述腕带连接；

10、所述流体腔内还设置有柔性电路板，所述传感器阵列设置在所述柔性电路板靠近手腕的一面；所述柔性电路板的另一面集成有脉搏调理芯片；

11、所述流体腔还设置有圧力膜，所述圧力膜覆盖流体和所述传感器阵列。

12、本发明中，脉象压强传感器为高灵敏的压力传感器，具体包括：柔性压阻、压电、电容、电磁、光纤传感器任一种。其根据桡动脉直径的大小、桡动脉完全闭合的尺寸大小、中医脉诊寸、关、尺三部位手指指腹按压区域的大小，来确定传感器的敏感区域。

13、流体腔为长方体、圆柱体、正方体或其它立方体；

14、柔性电路版上还集成有(芯片)差分电路、运放电路、50hz陷波电路、滤波电路或数字滤波。

15、优选的，所述表头包括表盘和外壳；所述表盘和外壳形成容纳空间；

16、所述容纳空间内设置有控制器和气路控制装置；

17、所述控制器与所述气路控制装置连接；所述气路控制装置与所述可升降多层气囊连接。

18、优选的，所述传感器阵列包括若干个传感器单元，且若干个传感器单元的面积均不相同。

19、优选的，所述传感器单元包括：测血压阵列单元：8*14mm；测脉象：8*8mm,测桡动脉闭合50％：4*4mm、测压强校准：1*1mm。

20、优选的，所述脉象采集装置设置有三个，分别为寸部脉象采集装置、关部脉象采集装置和尺部脉象采集装置。

21、优选的，所述气路控制装置包括气压传感器、控制气阀和气泵；

22、所述气压传感器与所述可升降多层气囊的出气口连接；

23、所述气泵通过所述控制气阀与所述可升降多层气囊的进气口连接；

24、所述气压传感器、控制气阀和气泵均与所述控制器连接。

25、在本发明中，控制气阀可以为电磁阀或压电阀。

26、优选的，所述流体腔内的流体为绝缘液体或气体。

27、优选的，所述腕带设置有通气管和电线通孔；所述伸缩表带上分别设置有卡扣、凹槽。

28、本发明采用二次微分和周期比以及小波变换相结合的脉搏波的特征点识别。

29、区别现有的心血管功能分析仪。本发明采集的脉搏波信号为：左寸部的脉搏波的信号，按照中医的理论，对应着心脏的位置，而现有心血管功能分析仪采集的是关部脉搏波，对应着肝脏的位置，因此本发明采集的部位更能反映心血管功能，根据人体循环系统弹性腔模型分析出已有的多种心血管参数外，根据脉搏波特征，分析出心肌缺血、左心衰。具体如下：

30、(1)心肌缺血：右寸脉搏波主波波峰的高度与左寸脉搏波主波波峰的高度比值大于1。

31、(2)左心衰：相邻两个脉搏波主波波峰的高度的比值大于1，交叉脉搏波主波波峰高度的比值近似于1。

32、采用上述穿戴式多参数监护腕表进行血压检测，包括以下步骤：

33、(1)戴好腕表，开启气泵，打开控制气阀、通过通气管先对寸部的可升降多层气囊充气，通过可升降多层气囊的伸长，对寸部脉象压强传感器进行施加压力，脉象压强传感器先和桡动脉上的皮肤接触，此时脉象压强采集系统记录接触皮肤的电信号、压强值、气囊的压强值，继续充气使脉象压强传感器对桡动脉施加压力，等到脉象压强采集系统采集到脉搏波和压强值时，记录此时为第一脉搏波主波波峰的高度、压强值、气囊压强值；

34、(2)再继续充气，脉象压强传感器对桡动脉施加压力，采集到最大脉搏波主波波峰高度时，关闭寸部的控制气阀，可升降多层气囊保住气，保障脉象压强传感器采集系统稳定采集脉搏信号，记录此时为第二脉搏波主波波峰高度、压强值、气囊压强值；

35、(3)开启关部的控制气阀，对关部的可升降多层气囊进行充气，气囊伸长对脉象压强传感器施加压力，脉象压强传感器先和关部皮肤接触，记录此时的接触皮肤的电信号、压强值、气囊的压强值；

36、(4)继续充气使脉象压强传感器对桡动脉施加压力，等到出现脉搏波时，记录此时脉搏波主波波峰高度、压强值、气囊压强值；再继续加压，直到寸部脉搏波消失，关闭气泵，控制关部控制气阀平稳放气，等寸部出现第一脉搏波主波波峰高度、压强值、气囊压强值时，此时关部对应气囊压强值减去接触皮肤的压强值，该压强值为收缩压；

37、(5)继续平稳放气，关部脉象压强采集系统采集到最大脉搏波主波波峰高度值、压强值、气囊压强值，此时记录对应寸部脉象压强采集系统采集到的脉搏波主波波峰高度值、压强值、气囊压强值，该脉搏波为寸部第三脉搏波；

38、(6)再继续平稳放气，等寸部出现第二脉搏波主波波峰高度时，此时对应关部脉象压强传感器采集到的脉搏主波波峰高度值、压强值、气囊压强值，再将气囊压强值减去接触皮肤的压强值，该压强值为舒张压。

39、区别现有连续每搏血压。本发明是在上述血压测量基础上改进的连续每搏血压测量，关部脉象压强传感器采集系统采集到稳定连续每搏最大脉搏波、压强值和气囊压强值，其实是桡动脉血管内应力与外应力相等时采集到的压力波形，即为动脉血压(压力波形最大值为收缩压，最小值为舒张压)。由于受到桡动脉上部附着肌肉、脂肪、皮肤等结构厚度影响，压强传递到脉象压强传感器的压强减小，因此实际动脉血压应当加上受到影响的压强。受到影响的这部分压强，现有连续每搏血压，用身高、体重等估算，本发明前面间歇血压实际上已加上这部分血压(即是：收缩压为寸部出现稳定第一脉搏波主波波峰高度、压强值和气囊压强值，对应着关部气囊压强值(气囊压强值减去接触皮肤的气囊压强值)；舒张压为寸部稳定的第二脉搏波主波波峰高度值，对应着关部脉搏波压强值和气囊压强值。对后面连续每搏血压的收缩压和舒张压进行校准。)

40、受肌肉、脂肪、皮肤等影响的这部分收缩压为：间歇收缩血压减去关部连续稳定的最大脉搏波主波波峰高度的最高高度值、压强值、气囊压强值；受肌肉、脂肪、皮肤等影响的这部分舒张压为:间歇舒张压减去关部连续稳定的最大脉搏波主波波峰高度的最低高度值、压强值、气囊压强值。因此连续每搏收缩压为：关部连续稳定的最大脉搏波主波波峰高度的最高高度值、压强值、气囊压强值，加上受肌肉、脂肪、皮肤等影响的这部分收缩压；连续每搏舒张压为：关部连续稳定的最大脉搏波主波波峰高度的最低高度值、压强值、气囊压强值，加上受肌肉、脂肪、皮肤等影响的这部分舒张压。

41、区别现有的ct、核磁诊断脑血管疾病。本发明采用寸、关、尺三部脉象压强传感器采集系统分别采集左、右手，自动分析出特异性的风脉，提早预测脑血管疾病，防止致残率。具体如下：

42、将该设备穿戴在手腕上，用桡骨头对准气囊容纳槽上的凹槽，调节与脉气囊容纳槽连接的腕带，确保液体脉象压强传感器对准桡动脉上寸、关、尺三部位，伸缩外表带压在气囊容纳槽上，伸缩外根据手腕腕围大小调节松紧度，扣紧伸缩外，平放在桌面上，手心朝上，与心脏同高，先开启充气泵，再开启寸部双向充气控制气阀，通过通气气管向寸部可升降多层气囊充气，使可升降多层气囊伸长，对寸部液体脉象压强传感器进行施加压力，液体脉象压强传感器的柔性压力膜感受到桡动脉上的寸部脉搏跳动时，柔性压力膜把脉搏跳动施加的压力通过绝缘液体传递到液体脉象压强传感器中的传感器阵列单元，采集到的脉象压强数据，通过调理电路处理，传输到脉象处理和运算模块，并将处理好的脉象数据、压强值、气压传感器检测到多层伸缩气囊的压强值传输至通讯模块，再通过通讯模块传输到云平台，同时传输到控制器和显示屏，记录此时为第一脉搏主播波峰的高度、压强、气囊压强值、脉象；控制器控制充气气泵，双向充气控制气阀继续对寸部多层伸缩气囊继续充气，同理，等采集到最大脉搏波主波波峰高度时，关闭寸部微双向充气控制气阀，多层伸缩气囊稳气，保障液体脉象压强传感器稳定采集脉搏信号、压强值，气压传感器检测到多层伸缩气囊的压强值，记录此时为第二脉搏波主波高度、压强值、气囊压强值、最佳脉象；同理关部、尺部脉象可单独采集，寸部、关部、尺部三部脉象可同时采集。通过左、右手寸部、关部、尺部三部位脉象可以分析出心功能参数、中风、恶性肿瘤等疾病。

43、提取脉搏波的各特征点，除识别28种基本脉象和浮、中、沉外，还识别特异性的风脉，主要特征参数：脉搏波主波波峰的高度h1、左寸h1/右寸h1、左关h1/右关h1、左尺h1/右尺h1、左寸h1/右关h1/右尺h1、右寸h1/左关h1/左尺h1,<1〉若左寸h1/右寸h1>1，右寸h1/左关h1/左尺h1近似1，左关h1/右关h1>1，右关h1/右尺h1近似1，右关、右尺脉沉、细、涩；右寸、左关、左尺出现弦脉。提示左脑脑溢血，右侧肢体功能障碍。〈2〉左寸h1/右寸h1>1,右寸h1/左关h1/左尺h1近似1,左关h1/右关h1<1,左寸h1/右关h1/右尺h1近似1,右寸、左关、左尺脉力减弱、沉、细、涩；左寸、右关、右尺出现浊脉。提示右脑脑梗，左侧肢体功能障碍。

44、参见图3，区别现有ct、核磁的肿瘤诊断，根据检测的脉象图本发明首先确定脉搏波的各特征点b、c、d、e、f、g，接着确定脉象的基线、节律、再确定脉搏波主波波峰c点高度h1、d点高度h2、潮波e点高度h3、降中峡高度h4、重搏波高度h5。自动识别出恶性肿瘤的特征脉象，具体如下：

45、(1)根据确定的脉象基线、节律、特征点，自动识别出脉象整体不稳定，有一部脉象或多部脉象改变，节律不整，波形时断时续等；

46、(2)脉搏波上升支不光滑、有停顿，h2>h3>h1,最高点形成钝角或圆宽型，h1＝h2＝h3,最高点形成平顶，h2<h3<h1或h2<h3＝h1或h2<h1<h3、最高点形成“m”型；

47、(3)h5<h4<h3<h2<h1，即潮波、降中峡、重搏波消失，被锯齿状小波取代，锯齿波数量>4个,也可在bc上升支单个出现或同时出现，以涩脉、变异脉为主；(4)在降中峡f点和上升支起点b有单钩脉或双钩脉，可同时出现。

48、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

49、(1)本发明提供的监护手表，区别于现有脉象采集终端，体积小，集成功能多；

50、(2)本发明是在流体腔里设置传感器阵列，并且是根据桡动脉直径、闭合程度，中医把脉按压范围设置敏感区域面积来设置传感单元，利用流体传递压强的特点，把桡动脉搏动产生压强利用流体传递给每个传感单元，每个传感单元按上面设置的敏感区域面积，根据压力、受力面积与压强的关系，提高了本发明该脉象压强传感器的灵敏度，能更准确的采集到脉象的完整信息和压强；

51、(3)本发明采用高精度、高灵敏度的多阵列流体脉象压强传感器，提取脉象信号运用模拟放大电路、滤波电路、温度补偿芯片和数字滤波相结合，再加上传感器敏感区域受力面积和桡动脉适配度，提高脉象信号的精确度灵敏度。采用形态滤波法去除基线漂移，保留脉象数据的完整性；

52、(4)区别血压测量现有部位，本发明选在中医脉象寸部、关部测量，其目的在于该部位附着在桡动脉上的肌肉皮肤等组织厚度薄，对桡动搏动传递压力影响小，因此提高了血压测量的准确性。

53、(5)区别现有ct、核磁的肿瘤诊断。恶性肿瘤的特征脉象优先ct、核磁的肿瘤诊断，本发明对恶性肿瘤的早发现、预防、及时治疗，争取了时间，防止进一步恶化，减少致残率和死亡率。