[发明专利]一种监护和分析人体多个器官健康状况的可穿戴设备

摘要

本发明属于医疗器械技术、生物医学工程以及可穿戴设备领域，具体涉及一种监护和分析人体多个器官健康状况的可穿戴设备。本发明在特殊衣物内融入了多种生理信号检测技术，解决了传统医疗设备不够便携的问题，达到了能够长时间实时监测多个器官电生理活动和机械活动的效果；结合生理电、生物阻抗、生理音和人体运动追踪技术，同时对人体多个器官进行监护，达到更加全面、多角度地检测人体健康状况；主要为解决前驱征兆具备的不确定性和偶然性问题，从而达到对疾病预防和预测的效果。本发明便携、精准、全面、多角度地对人体健康状况进行分析，并解决了前驱征兆具备的不确定性和偶然性问题，从而达到了对疾病检测和预测的效果。

主权项

一种监护和分析人体多个器官健康状况的可穿戴设备，包括特殊衣物和硬件系统，其特征在于：所述特殊衣物包括本体、传感器组和导线组，穿戴在人体上；硬件系统装配在特殊衣物上；本体由背面、第一绷带、第二绷带、第三绷带以及位于第一绷带上的第一尼龙扣、位于第二绷带上的第二尼龙扣、位于第三绷带上的第三尼龙扣构成，由布料制备而成；传感器组嵌入到本体中，用于采集生理信号，分为生理电传感器组、生物阻抗传感器组以及生理音传感器组，各传感器上均连有1‑2条带有屏蔽层的导线；生理电传感器组分为：位于第一绷带上的第一生理电传感器；位于第二绷带上的第二生理电传感器；位于第三绷带上的第三生理电传感器、第四生理电传感器、第五生理电传感器和第六生理电传感器；位于背面的第七生理电传感器、第八生理电传感器、第九生理电传感器、第十生理电传感器、第十一生理电传感器、第十二生理电传感器、第十三生理电传感器、第十四生理电传感器和第十五生理电传感器；生物阻抗传感器组分为：位于第一绷带的第一生物阻抗传感器；位于第二绷带的第二生物阻抗传感器；位于第三绷带的第三生物阻抗传感器、第四生物阻抗传感器、第五生物阻抗传感器、第六生物阻抗传感器、第七生物阻抗传感器、第八生物阻抗传感器、第九生物阻抗传感器和第十生物阻抗传感器；位于背面的第十一生物阻抗传感器、第十二生物阻抗传感器、第十三生物阻抗传感器、第十四生物阻抗传感器、第十五生物阻抗传感器、第十六生物阻抗传感器、第十七生物阻抗传感器和第十八生物阻抗传感器；生理音传感器组分为：位于第一绷带的第一生理音传感器；位于第二绷带的第二生理音传感器；位于背面的第三生理音传感器和第四生理音传感器；位于第三绷带的第五生理音传感器；导线组由上述各传感器连接的导线构成，导线嵌入到本体中；各导线从所属传感器开始向外延伸，最终汇聚在背面的中央位置并通过接口与硬件系统相连,从而达到把各种生理信号传输到硬件系统里的目的；所述硬件系统由接口、3.7V锂电池、电源模块、生理电信号采集模块、生物阻抗采集模块、生理音采集模块、人体运动状况检测模块和中央处理模块构成，装配在特殊衣物上；接口连接各个传感器导线，使得传感器组采集到各种生理信号能通过接口输送至后续模块内；3.7V锂电池和电源模块为整个设备提供电源保护功能和其他模块所需的各种工作电压；生理电信号采集模块包括放大电路和模/数转换电路；放大电路前端与生理电传感器组相连，后端与模/数转换电路相连；模/数转换电路前端与放大电路相连，后端与中央处理模块相连；放大电路起到把心电、肌电和胃电这些微弱的生理电信号放大的作用；模/数转换电路中带有一个24bit分辨率的ADC用于把这些放大后的生理电信号转换成数字信号以便中央处理模块处理；生理电信号采集模块起到通过生理电传感器组测量人体心电、肌电以及胃电信号的作用；生物阻抗采集模块包括高频电流生成电路、电压电阻转换电路以及模/数转换电路；高频电流生成电路与生物阻抗传感器组相连；电压电阻转换电路前端与生物阻抗传感器组相连，后端与模/数转换电路相连；模数转换电路前端与电压电阻转换电路相连，后端与中央处理模块相连；高频电流生成电路产生高频的激励电流信号，然后通过生物阻抗传感器输入人体；电压电阻转换电路起到把生物阻抗传感器输入的电压信号转换成电阻信号；模/数转换电路中带有一个16bit分辨率的ADC用于把这些生物阻抗值转换成数字信号以便中央处理模块处理；生物阻抗采集模块起到通过生物阻抗传感器组测量人体胸腔阻抗、胃部阻抗、心血管阻抗以及肺部阻抗的作用；生理音采集模块中包括2个音频信号采样电路；音频信号采样电路前端与生理音传感器组相连，后端与中央处理模块相连；音频信号采样电路把生理音传感器组传入的生理音信号转换数字信号，以便中央处理模块进行处理；生理音采集模块起到通过生理音传感器组测量人体心音、肺音和胃音的作用；人体运动状况检测模块包括一个9轴MEMS运动传感器，通过这个9轴运动传感器测量出人体躯体的3轴加速度、3轴角速度以及3轴地磁场信息，以便中央处理模块通过这些数据计算出人体的运动状况；中央处理模块包括：主CPU、micro SD卡接口、micro USB接口和无线通信模块；其中，主CPU负责控制上述的各个模块并且对各种生理信号数据进行处理和分析，然后把结果保存到micro SD卡或者通过无线通信模块发送到上位机；micro USB接口起到与上位机进行通信和为锂电池充电的作用。