[发明专利]测量脉搏率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗保健装置，更具体地涉及一种测量脉搏率的装置。本发明还涉及一种测量脉搏率的方法。

背景技术

随着人们的健康意识提高，市面上推出了很多用于评估身体状况的装置。这些装置分析相关数据，并提供分析结果。很多这些装置都是供个人使用。例如，这样的装置可以是指夹式，在运动期间佩戴在使用者的手指上，继而连续地监测使用者的身体状况。指夹设有光源，用于把光线发射到使用者指尖，亦设有光感测器，用于感测指尖下的微细血管的血液所反射的光线，以侦测脉搏率。然而，这些装置的可靠性很容易受各种因素如外部光源的干扰所影响。此外，由于这些装置经常被设计用于身体的一个特定部位如颞区、上腕等，所以有时会为使用者带来不便。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺点，本发明提供一种测量脉搏率的装置和方法，其可在身体不同部位上使用，并提供可靠的测量。本发明通过把光线发射到使用者皮肤下数毫米的静脉和微细血管实现；静脉和微细血管在脉动期间的体积变化导致被反射的光线的光强度亦产生变化；本发明通过测量被反射的光线以及计算光强度的变化，测量使用者的脉搏率。

为实现这一点，本发明的脉搏率测量装置包括：

微处理器；

用于把光线发射到使用者皮肤下的静脉和微细血管的光源，其与微处理器电连接；

用于侦测发射到静脉和微细血管的光线及从静脉和微细血管反射的光线的光感测单元，其与微处理器电连接；

与微处理器电连接的输出装置；

容纳微处理器、光源、光感测单元及输出装置的壳体；

其中微处理器被配置用于确定光感测单元是否与使用者皮肤接触，而如果光感测单元被确定与使用者皮肤接触，微处理器被配置用于调整光源的光强度，直至微处理器成功识别预设数目的连续脉搏，及后再进行脉搏率计算，以取得输出到输出装置的输出脉搏率。

光感测单元输出电压波形的电子信号，其具有代表环境光强度的直流部分，以及代表从静脉和微细血管反射的光线的强度的交流部分。

微处理器被配置成通过确定从光感测单元输出的电子信号的电压波形的直流部分是否零或低于预设阈值，来确定光感测单元是否与使用者皮肤接触；如果光感测单元输出的电子信号的电压波形的直流部分是零或低于预设阈值，此代表光感测单元没有侦测到环境光线或所侦测到的环境光线非常弱，故光感测单元被确定为与使用者皮肤接触；如果光感测单元输出的电子信号的直流部分的电压波形超出预设阈值，此代表侦测到强烈的环境光线，故光感测单元被确定为没有与使用者皮肤接触。

光源通过可变电阻器连接到微处理器；光感测单元通过电压放大器连接到微处理器；电压放大器放大并过滤从光感测单元输出的电子信号的电压波形，以被微处理器识别。

微处理器通过侦测从光感测单元输出并由电压放大器放大及过滤的电子信号的电压波形的上升边缘、峰值及下降边缘来识别脉搏。

微处理器通过调整可变电阻器的电阻值，调整光源的光强度。

微处理器通过以下步骤进行脉搏率计算，取得输出脉搏率，并输出到输出装置：

(i)为预设数目的连续脉搏对的每一对取得脉搏率，其中取得每对连续脉搏的脉搏率是通过测量连续脉搏对的第一脉搏的峰值与连续脉搏对的第二脉搏的峰值之间以秒为单位的时间段，并将测量到的时间段除以60；

(ii)通过计算预设数目的连续脉搏对的脉搏率的平均值，取得输出到输出装置的输出脉搏率；

(iii)如需要，重复(i)和(ii)预设次数，以更新输出到输出装置的输出脉搏率。

在一实施例，电压放大器是运算放大器，其包括输入端、第一副运算放大器、第一电容器、第一电阻器、低通滤波器、有源低通滤波器以及输出端。输入端收集从光感测单元输出的电子信号的电压波形，并连接到第一副运算放大器。第一副运算放大器被用作为电压跟随器，其消除因光感测单元的阻抗变化而产生的不必要影响。第一电容器用于阻挡电子信号的电压波形的直流部分；直流部分是对于测量脉搏率不必要的信号。第一电容器通过第一电阻器接地。第一电阻器用于对第一电容器放电，使在正常操作过程中充电的第一电容器不会对有源低通滤波器产生额外的直流电，且不会在输出端产生误差信号。低通滤波器是由第二电阻器和第二电容器组成，用来抑制从光感测单元产生的不必要高频噪声。有源低通滤波器是由第二副运算放大器、反馈电阻器和反馈电容器组成；有源低通滤波器用于为微处理器放大电压波形，继而抑制不必要的高频噪声。输出端从有源低通滤波器传送电压波形到微处理器。

光源可包括一个或多个光源。