[发明专利]一种非固定的手环式脉搏采集系统及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动医疗领域，具体涉及一种非固定的手环式脉搏采集系统及采集方法。

背景技术

随着现代医疗手段的进步以及移动医疗的飞速发展，便携式的生理信号采集设备成为了研究热点，而这其中，生理信息量丰富的脉搏信号无疑成为人们关注的焦点。目前，对脉搏信号的采集设备大多是基于压力和光电容积描记的原理，而这两种方法都要求装置与人体脉搏采集部位紧贴（接触式），且受人体运动的干扰特别大，无法检测被测对象在非静止状态下的脉搏信号；这个局限性大大限制了它在移动医疗方面的应用。

要解决便携以及被测对象任意状态（包括静止或任意运动状态）下的脉搏信号采集问题，脉搏采集系统必须要能克服被测对象的运动干扰，而传统的基于压电和光电容积描记的设备都无法解决问题；同时传统基于压电和光电容积描记的设备都必须与被测对象的检测部位紧贴，即都是固定接触式的检测设备，因此给脉搏的检测带来很大的不便，目前尚未有非接触式、非固定的、便携的、能克服被测对象运动干扰的脉搏信号的采集系统和采集方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非固定的、便携的、能克服被测对象的运动干扰的非接触式脉搏信号的采集系统和采集方法，本发明的脉搏信号采集系统可采集人体在静止或任意运动状态下任意时刻的脉搏信号。

本发明采用的技术方案如下：

一种非固定的手环式脉搏采集系统，包括光采样手环和智能终端，所述的光采样手环用于获取手腕皮肤反射光对应的光数据并通过无线通信方式发送给智能终端；所述的光数据是指由感光阵列对接收到的光信号进行转换得到的数据，所述的数据包含光信号的强度、波长等光属性，如RGB值、灰度值等。

所述的光采样手环具有发光和感光功能，光采样手环内侧面是一个既能发光又能采光的环形面，保证被测对象在静止或运动过程中始终有光采样手环内侧面发出的光照射到手腕上的关注部位处，并且光采样手环内侧面始终能够接收到所述手腕上的关注部位的反射光；所述的手腕上的关注部位是手腕上用来提取脉搏的皮肤部位，如桡动脉部位、尺动脉部位等。

所述的光采样手环形状为封闭式环状，保证手环内侧面是一个完整环面，进而在光采样手环在手腕上发生转动时，仍能保证手腕上的关注部位始终能被光采样手环内侧面发出的光照射到，并且光采样手环的内侧面始终能够接收到手腕上的关注部位的反射光。

所述的光采样手环与手腕为非固定式接触；所述的非固定式接触是指光采样手环可以与手腕发生相对运动，如沿手腕的上下移动，绕手腕的转动等，也即本发明的光采样手环可以不用与被测对象手腕皮肤紧贴。

所述的光采样手环包括光纤和感光阵列；所述的光纤用于将光采样手环内侧面接收到的手腕皮肤反射光传导至感光阵列；所述的感光阵列用于将光纤传导过来的手腕皮肤的反射光转换为手腕皮肤反射光对应的光数据并记录下来；所述的感光阵列由多个感光单元组成，所述的感光单元能将光信号转换为电信号；所述的光纤一端与感光阵列相连，另一端与光采样手环内侧面相连；每一根光纤的一个端口与感光阵列中的感光单元相连，另一个端口连接到光采样手环内侧面；所述的感光单元可以是一个能将光信号转换为电信号的传感单元，如光电二极管、光电三极管；也可以是多个能将光信号转换为电信号的元件的组合。

所述的智能终端对光采样手环发送过来的手腕皮肤反射光对应的光数据进行分析处理得到脉搏信号。

所述的光采样手环和智能终端之间采用无线通信方式进行数据交互。

为了保证能够提取出脉搏信号，光采样手环的采样频率要满足奈奎斯特采样定理，即光采样手环记录和发送的皮肤反射的光数据的频率不低于脉搏频率的2倍。

进一步地，所述的光采样手环可以采用物理加密，所述的物理加密是指同一根光纤的两个端口在感光阵列中的相对坐标位置和在光采样手环内侧面的相对坐标位置随机对应（如图6-1所示），使感光阵列记录的光数据的分布是打乱后的光采样手环内侧面接收到的手腕皮肤反射光实际对应的光数据的分布，形成自然加密；

所述的光采样手环内侧面接收到的手腕皮肤反射光实际对应的光数据的分布是指光采样手环内侧面各进光的光纤端口接收到的手腕皮肤反射光对应的光数据的分布情况；

所述的感光阵列记录的光数据的分布是指感光阵列上各感光单元对光信号转换后得到的光数据的分布情况。