[发明专利]一种微动呼吸检测装置及方法

摘要

一种微动呼吸监测装置由电容式检测电极、数据采集终端、实时动态监护仪、上位机组成。数据采集终端内置呼吸信号检测电路、呼吸信号处理电路、RAM模块及DSP模块，呼吸信号检测电路包括LC振荡电路、微分电路及解调电路。电容式检测电极位于人体胸部，与数据采集终端内呼吸信号检测电路相连接。数据采集终端对电容式检测电极输出的信号进行调制解调、滤波放大及模数转换，并将其存储到RAM模块中。在DSP模块的控制下，呼吸信号数据通过数据线传输到实时动态监护仪，实时动态监护仪对呼吸信号进行简单地分析，并通过3G/4G/蓝牙/Wi-Fi或以太网将数据发送到上位机，上位机对呼吸信号数据作进一步分析，从而实现呼吸状态的实时检测。

主权项

一种微动呼吸监测装置，其特征在于：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。