[发明专利]一种微动呼吸检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时动态呼吸检测装置与方法，特别是一种微动呼吸检测系统，基于3G/4G/蓝牙/Wi-Fi及以太网数据传输，实现呼吸状态的实时动态检测，适用于家庭或社区医疗服务，实现健康状况的实时跟踪。

背景技术

呼吸是一项重要的生理指标，对高危病人的呼吸状态进行检测可以观察病人的生理状态，判断病人的生命特征。对普通人进行睡眠时呼吸检测有助于预防心脑血管类疾病的发生。计算机技术、微电子技术、无线电通信技术、微弱信号检测技术以及材料科学的快速发展，使得穿戴式健康监测系统成为人们的研究重点。穿戴式健康检测系统可以方便地穿在使用者身上，而不影响其正常生活，可对使用者的生理参数进行24小时实时监测，能在使用者危险期及时提供生理参数信息。传统的呼吸检测方法主要包括应变片式压力传感器法与热敏电阻法，应变片式压力传感器与热敏电阻都需要与人体直接接触，长时间的呼吸检测会给受测者带来不适。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种微动呼吸监测装置与方法，电容式检测电极通过导线与数据采集终端连接，数据采集终端对检测的呼吸信号进行滤波放大处理，并通过模数转换器转换成数字信号。数据采集终端通过数据线将呼吸信号数据传输到实时动态监护仪，实时动态监护仪可以实时观察呼吸状态，并通过3G/4G/蓝牙/Wi-Fi将呼吸信号数据传输到上位机，或者数据采集终端直接通过以太网将呼吸信号数据传输到上位机，实现呼吸状态的实时检测。

本发明的技术解决方案为：一种微动呼吸监测装置由穿戴设备、数据 采集终端、实时动态监护仪、上位机组成，其中穿戴设备包括穿戴衣、电容式检测电极。电容式检测电极为片状导体材料，通过穿戴衣将其置于人体表面，电容式检测电极与人体间形成一个耦合电容，人体与电容式检测电极作为耦合电容的两个极板，人体肌肉、皮肤、衣物等组织作为耦合电容的电介质。数据采集终端内置呼吸信号检测电路、滤波放大电路、模数转换电路、RAM模块及DSP模块，呼吸信号检测电路包括LC振荡电路、微分电路、解调电路。人体呼吸运动时的胸廓变化导致人体与电容式检测电极之间的耦合电容值发生变化，LC振荡电路、微分电路及解调电路用来检测这种变化，滤波放大电路的作用是对采集到的呼吸信号进行滤波，滤除混杂在呼吸信号中的噪声，并将滤波后的信号进行放大至模数转换器可以识别的范围，模数转换电路将滤波放大之后的呼吸信号转换为数字信号，RAM模块用来暂存经处理的呼吸信号数据，采用的芯片为IDT70V24PF穿戴设备内的电容式检测电极通过导线与数据采集终端内呼吸信号检测电路相连接，数据采集终端对检测的呼吸信号进行滤波放大及模数转换，并将其存储到RAM模块中。DSP模块通过地址总线和数据总线与RAM模块互连，呼吸信号数据通过ARINC-429接口传输到实时动态监护仪，实时动态监护仪可随时查看呼吸状态，并通过3G/4G/蓝牙/Wi-Fi将数据发送到上位机。实时动态监护仪采用防水设计，内置聚合物电池；采用墨水屏，可显示呼吸数据图像；可以进行GPS/基站定位，快速获得使用者的当前地理位置；支持异常呼吸信号报警功能。EMAC/MDIO为DSP模块所用芯片TMS320C6747的以太网外扩模块，在DSP模块的控制下数据采集终端也可以直接通过以太网将呼吸信号数据传输到上位机。上位机装有监护软件，可以建立和存储数据、显示呼吸信号图像、提取或计算呼吸信号特征信息、识别异常的呼吸信号，能够根据实时动态监护仪或测量单元传送的数据包对呼吸信号作进一步分析，最终实现使用者呼吸状态的动态实时监测。