專利名稱：一種人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于人體生理信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及一種檢測(cè)人體是否經(jīng)歷諸如碰撞、 跌倒等類型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變、對(duì)該種類型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變給其帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估并在必 要時(shí)發(fā)布報(bào)警的裝置。特別是本實(shí)用新型對(duì)人體加速度信息與心電圖信息進(jìn)行同步采集， 通過(guò)對(duì)加速度和心電圖信息進(jìn)行綜合分析的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的檢測(cè)，并給出了對(duì) 該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變可能對(duì)人體造成危害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和必要的報(bào)警實(shí)施方式。
背景技術(shù)：
社會(huì)上獨(dú)居老人、兒童或者其他自理能力較差的個(gè)體發(fā)生一些意外情況時(shí)，往往 得不到及時(shí)的處理和救護(hù)。在諸多的意外情況中，有一類意外非常具有代表性——運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)突變。這里運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變是指由于外力或自身協(xié)調(diào)問(wèn)題造成的身體姿態(tài)的快速變化，針 對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的研究比較多的是對(duì)跌倒的檢測(cè)。對(duì)于人體而言，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的迅速改變可 能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，因此如何檢測(cè)出這些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的突然改變過(guò)程并對(duì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突 變的個(gè)體所經(jīng)受的傷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)評(píng)估，對(duì)于快速引導(dǎo)救助和妥善處理到發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 突變的個(gè)體而言非常重要。近來(lái)，針對(duì)跌倒跌倒的檢測(cè)方法和裝置的技術(shù)資料或文獻(xiàn)公開(kāi)較多。其中典型的 公開(kāi)技術(shù)資料有專利(申請(qǐng))號(hào)=200810204106. 8、專利(申請(qǐng))號(hào)200720125141. 1、專利 (申請(qǐng))號(hào)=200720097622. 6的資料。上述公開(kāi)的專利資料中均給出了一種跌倒檢測(cè)裝置或方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。所述技 術(shù)實(shí)現(xiàn)手段都是通過(guò)測(cè)量人體的加速度數(shù)據(jù)，采用一定的算法分析出人體身體姿態(tài)變化趨 勢(shì)，當(dāng)裝置檢測(cè)到加速度發(fā)生劇烈變化時(shí)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的分析模型和閾值，判定人體發(fā)生 了跌倒，同時(shí)配合裝置提供的報(bào)警控制組件發(fā)布報(bào)警信息。所述技術(shù)依據(jù)處理的數(shù)據(jù)僅僅 為加速度采樣值，數(shù)據(jù)處理完全由系統(tǒng)自動(dòng)完成。但是，跌倒運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)，根據(jù)跌倒的原因 和發(fā)生跌倒的人體本身所處的環(huán)境不同，跌倒表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)非常復(fù)雜，僅憑對(duì)加速度 數(shù)據(jù)變化模型分析判斷人體的姿態(tài)變化無(wú)法滿足準(zhǔn)確性的要求。例如，對(duì)于人體在有支撐 狀態(tài)下，緩慢跌倒并在跌倒完成后憑借倚靠物保持坐姿但其已喪失意識(shí)的情況，僅通過(guò)加 速度分析無(wú)法檢測(cè)出跌倒；同樣，對(duì)于人體快速?gòu)澭蛑鲃?dòng)躺臥的情況可能出現(xiàn)假跌倒的 誤判。雖然，專利(申請(qǐng))號(hào):200810204106. 8、專利(申請(qǐng))號(hào)200720125141· 1兩篇資 料中均在報(bào)警控制模塊中提供了人體人工干預(yù)的接口，作為降低跌倒誤檢或遺漏的補(bǔ)充技 術(shù)手段，但是所有公開(kāi)技術(shù)資料中介紹的裝置或方法仍然未能給出對(duì)跌倒造成的損傷或 風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估手段或參考信息，報(bào)警接收方無(wú)法獲知報(bào)警發(fā)布者的身體狀態(tài)和跌倒帶來(lái)的風(fēng) 險(xiǎn)。事實(shí)上，造成人體發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的原因中還有一類是由外力引起的，這種情 況中，碰撞相當(dāng)具有代表性。大部分引起人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的碰撞都具有一定的危險(xiǎn)性，這 種危險(xiǎn)對(duì)于上文中提及的老人、兒童和自立能力差的群體而言更加明顯。針對(duì)于此類運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)改變的檢測(cè)，上述技術(shù)資料中未給出明確的實(shí)現(xiàn)方法和對(duì)其產(chǎn)生危害和風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估機(jī)制。醫(yī)學(xué)研究表明，人體經(jīng)歷撞擊或發(fā)生跌倒情況時(shí)，由于外界刺激或自身發(fā)生運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)突變，在生理性的應(yīng)激反應(yīng)下，人體會(huì)分泌大量的腎上腺激素，這種激素的直接作用是 使人體出現(xiàn)心率加快、血壓升高、瞳孔擴(kuò)張以及呼吸加快等等癥狀。外界刺激越強(qiáng)烈，人體 所反映出的應(yīng)激反應(yīng)也越強(qiáng)烈，且持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。有些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變本身可能不會(huì)造成很 大的危害，但是由于腎上腺激素的大量分泌，導(dǎo)致心率加快和血壓升高卻有可能產(chǎn)生嚴(yán)重 后果，危害人體的健康。因此，可以借助心率、血壓、呼吸等等生理信息作為輔助手段，對(duì)人 體在經(jīng)歷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變前后的生理狀態(tài)進(jìn)行描述，這樣將能夠提高對(duì)于危害性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突 變——碰撞或跌倒的檢測(cè)準(zhǔn)確率，并對(duì)人體所經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變給其帶來(lái)的影響和后果 進(jìn)行評(píng)估。另外，針對(duì)上文中已提及的人體在有支撐狀態(tài)下，緩慢跌倒并在跌倒完成后憑借 倚靠物保持坐姿但其已喪失意識(shí)的情況。這種情況下，雖然沒(méi)有劇烈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變，但由 于有相當(dāng)比例的個(gè)體是由于發(fā)生心臟、腦部或其他部位突然病變?cè)斐?，其心電圖數(shù)據(jù)都有 可能發(fā)生特殊變化。如果此時(shí)能夠紀(jì)錄并分析發(fā)生跌倒的人體的心電圖數(shù)據(jù)，將非常有助 于發(fā)現(xiàn)這種危險(xiǎn)的情況，提高了針對(duì)此類型運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化發(fā)生的檢出，還能夠提供患者在 發(fā)病第一時(shí)間里記錄下來(lái)的心電圖信息，為以后的進(jìn)一步診斷和治療提供參考依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述公開(kāi)技術(shù)中提及的僅基于加速度測(cè)量和分析的 檢測(cè)跌倒方法的單一性導(dǎo)致的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種能夠同步采集人體加速度和心電圖兩種參 數(shù)，通過(guò)對(duì)這兩項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行同步綜合分析，檢測(cè)出高風(fēng)險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的裝置。通過(guò)該裝 置，還可獲得運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變對(duì)人體產(chǎn)生的危害評(píng)估以及必要的報(bào)警控制。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。參見(jiàn)附圖1所示的 系統(tǒng)連接框圖，系統(tǒng)特征如下以具有數(shù)據(jù)處理能力和控制能力的微處理器(M C U)或數(shù) 字信號(hào)處理器(DSP)為中心，通過(guò)I/O接口和總線接口與其他組件相連接。組件包括采 集人體皮膚表面心電圖信號(hào)的采集電極和與之相連的導(dǎo)聯(lián)線；用于對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行放大 和濾波處理的心電圖信號(hào)調(diào)理電路模塊；用于將心電圖模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn) 換器；用于采集人體三維加速度信息的加速度傳感器；用于運(yùn)行程序代碼的RAM(隨即存取 存儲(chǔ)器)；用于存儲(chǔ)程序代碼、心電圖數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器；用于對(duì)處理 進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)視的蜂鳴器；用于顯示必要信息的液晶顯示屏；用于接收人體輸入的按鍵；用 于對(duì)人體發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變、以及發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的位置等信息進(jìn)行發(fā)布的無(wú)線通信模 塊；用于將系統(tǒng)存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)導(dǎo)出以便瀏覽的數(shù)據(jù)通訊接口和用于對(duì)上述所有組件或 模塊提供電流供給以保證其正常工作的電源。用戶首先通過(guò)鍵盤(pán)輸入一個(gè)目標(biāo)手機(jī)號(hào)碼，作為報(bào)警信息的接收方，存儲(chǔ)在裝置 的非易失性存儲(chǔ)器中，該號(hào)碼可以根據(jù)需要進(jìn)行修改。設(shè)置完成目標(biāo)手機(jī)后，裝置進(jìn)入監(jiān) 護(hù)模式由加速度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器/DSP組成的數(shù)據(jù)采集單元采集人體在3 個(gè)方向上的加速度信息并對(duì)其進(jìn)行量化，然后對(duì)數(shù)字化的加速度信息進(jìn)行濾波、積分和分 析從而獲得人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述；與此同時(shí)，由采集電極/導(dǎo)聯(lián)線、心電圖信號(hào)調(diào)理電路模 塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器/DSP組成的數(shù)據(jù)采集單元同步采集人體的心電圖信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行量化、然后對(duì)數(shù)字化的心電圖信息進(jìn)行存儲(chǔ)、濾波、R波檢測(cè)和心律分析等處理，從而獲 得人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中伴隨的心臟變化情況。在日?；顒?dòng)中，人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通常不會(huì)發(fā)生 劇烈變化，通過(guò)設(shè)定合理的閾值可以發(fā)現(xiàn)諸如跌倒和受外力沖撞造成的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的突然變 化。在發(fā)現(xiàn)并記錄運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的同時(shí)，通過(guò)心電圖采集單元得到的人體心律的分析可以 對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變產(chǎn)生的影響和恢復(fù)情況進(jìn)行評(píng)估。如果通過(guò)上述綜合方法分析得出人體經(jīng) 歷了劇烈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，且由此引發(fā)了異常的心律變化，或者人體首先發(fā)生心律異常，且 很快引起了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的異常變化，則可以推斷此運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的突然變化具有高風(fēng)險(xiǎn)性且可能 已對(duì)人體產(chǎn)生傷害。此時(shí)裝置進(jìn)入延時(shí)報(bào)警等待過(guò)程蜂鳴器間歇性鳴響提示使用者，如果 使用者根據(jù)自身情況判定無(wú)危險(xiǎn)，可以通過(guò)按鍵取消報(bào)警操作；如果使用者清醒且能夠確 定需要幫助，可以直接啟動(dòng)報(bào)警操作；如果使用者已喪失自主運(yùn)動(dòng)能力，系統(tǒng)能夠在固定的 延遲時(shí)間后自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警操作。報(bào)警操作由微處理器/DSP控制無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊完成，報(bào) 警首先由微處理器發(fā)送命令啟動(dòng)G PS定位，獲取發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的位置和時(shí)間信息，然 后經(jīng)過(guò)微處理器/DSP合成為帶有跌倒描述信息的文本，通過(guò)短信的方式發(fā)送給接收方。由 于本裝置對(duì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)全過(guò)程中人體的心電圖信息進(jìn)行了記錄，當(dāng)救助人員趕到現(xiàn)場(chǎng)時(shí) 還可以通過(guò)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通訊接口調(diào)取人體的心電圖歷史紀(jì)錄，為進(jìn)一步的診斷和治療 提供有效依據(jù)。本實(shí)用新型通過(guò)采集和分析人體的加速度數(shù)據(jù)，分析人體經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)檢 測(cè)到人體發(fā)生明顯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，結(jié)合同步采集到的人體的心電圖數(shù)據(jù)變化作為分析 判斷的參考依據(jù)，提高了對(duì)于可能對(duì)人體產(chǎn)生傷害的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的檢測(cè)準(zhǔn)確率。當(dāng)檢測(cè) 到人體經(jīng)歷了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變且判斷該變化對(duì)人體產(chǎn)生傷害時(shí)，可通過(guò)裝置配置的報(bào)警功能 將發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的地理位置和身體狀態(tài)信息發(fā)送到可實(shí)施救助的單位。同時(shí)，由于本 實(shí)用新型所述裝置在監(jiān)測(cè)過(guò)程中存儲(chǔ)了人體的心電圖波形數(shù)據(jù)，因此還可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)的心 電圖監(jiān)測(cè)功能只要檢測(cè)到心電圖的異常變化，且該變化經(jīng)歷一段時(shí)間仍未見(jiàn)恢復(fù)，即觸 發(fā)報(bào)警控制。存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的心電圖數(shù)據(jù)可以為之后的救助或治療提供參考。

附圖1為本實(shí)用新型所述裝置的系統(tǒng)連接框圖。附圖2為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的事務(wù)處理流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和一種具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如附圖1所示，一種人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。此裝置包括采集人體皮膚表面心電 圖信號(hào)的采集電極和與之相連的導(dǎo)聯(lián)線1 ；用于對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理的心電 圖信號(hào)調(diào)理電路模塊2 ；用于將心電圖模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器3 ；用于采集 人體三維加速度信息的加速度傳感器4;用于對(duì)心電圖信號(hào)和加速度信號(hào)進(jìn)行處理、響應(yīng) 用戶輸入并對(duì)其他各項(xiàng)功能進(jìn)行綜合管理的微處理單元或數(shù)字信號(hào)處理單元5 ；用于運(yùn)行 程序代碼的RAM(隨即存取存儲(chǔ)器)6;用于存儲(chǔ)程序代碼、心電圖數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)的非易 失性存儲(chǔ)器7 ；用于對(duì)處理進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)視的蜂鳴器8 ；用于顯示必要信息的液晶顯示屏9 ； 用于接收人體輸入的按鍵10 ；用于對(duì)人體發(fā)生碰撞或跌倒等危險(xiǎn)情況進(jìn)行報(bào)警信息發(fā)布的無(wú)線通信模塊11 ；用于將系統(tǒng)存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)導(dǎo)出以便瀏覽的數(shù)據(jù)通訊接口 12和用 于對(duì)上述所有組件或模塊提供電流供給以保證其正常工作的電源13。作為具體地實(shí)施例，上述系統(tǒng)中的各組件可以采用如下配置，當(dāng)然不對(duì)其進(jìn)行限 定，可以選用其他具有對(duì)應(yīng)功能的組件或模塊實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。心電圖采集電極片1采用氯化銀粘貼式電極片；心電圖信號(hào)調(diào)理電路模塊2選用 由美國(guó)Analog公司提供的AD620儀表放大器、AD8532運(yùn)算放大器構(gòu)成的放大和濾波解決 方案電路模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換器3可選用由美國(guó)Analog公司提供的AD7798模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片；加速 度傳感器4采用芬蘭VTI公司提供的CMA3000三軸小量程數(shù)字接口加速度傳感器芯片；微 處理單元或數(shù)字信號(hào)處理單元5采用法國(guó)ST公司提供的STM32F103芯片，由于其內(nèi)部集成 模數(shù)轉(zhuǎn)換功能并配置大容量的RAM和非易失性存儲(chǔ)器，故模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、RAM(隨即存取存儲(chǔ) 器)6和非易失性存儲(chǔ)器7可不單獨(dú)配置；液晶顯示屏9采用深圳信利公司提供的彩色TFT 液晶屏；無(wú)線通信模塊11采用美國(guó)AnyData公司提供的DTGS-800CDMA模塊，該模塊采用 CDMA數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，由于其內(nèi)嵌GpsOne協(xié)議，故可實(shí)施GPS定位和短信息的接收和發(fā)送； 數(shù)據(jù)通訊接口 12采用恩智普公司提供的兼容USB協(xié)議的接口芯片PDIUSBD12 ；電源13采 用美國(guó)安森美公司的NCP1423芯片。如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的事物處理流程，具體說(shuō)明如下步驟200 通過(guò)按鍵和液晶屏設(shè)置報(bào)警信息接收方的手機(jī)號(hào)碼，并將此號(hào)碼保存 在裝置中，啟動(dòng)監(jiān)護(hù)例程——步驟201和鍵盤(pán)掃描例程——步驟213。步驟201 加速度傳感器采集人體在3個(gè)坐標(biāo)軸方向上的加速度信號(hào)，由于 CMA3000內(nèi)部集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器并帶有SPI數(shù)據(jù)輸出接口，可以直接輸出已量化的數(shù)據(jù)，故 STM32F103芯片可通過(guò)SPI接口接收加速度數(shù)據(jù)。在STM32F103芯片內(nèi)部，利用運(yùn)算單元 對(duì)加速度信息進(jìn)行處理，通過(guò)積分計(jì)算出人體的速度和位移變化，從而得到人體的運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)的變化。與此同時(shí)，心電圖采集電極收集人體體表的心電圖信號(hào)，通過(guò)導(dǎo)聯(lián)線傳入心電圖 信號(hào)調(diào)理模塊，該模塊對(duì)微弱的心電圖信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理，將心電圖中的高頻噪聲 和50Hz工頻干擾抑制并將信號(hào)放大到模數(shù)轉(zhuǎn)換器適用的范圍，之后通過(guò)模擬IO通道傳入 STM32F103的模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，由STM32F103對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行量化和進(jìn)一步分析。分析包括 兩步第一步，對(duì)采集到的心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波，去除高頻噪聲和基線漂移；第二步， 通過(guò)心電圖波形的解析計(jì)算出人體的實(shí)時(shí)心率。在系統(tǒng)中，保存運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)(加速度、速 度和位移)和心率值的隊(duì)列長(zhǎng)度取為180秒。步驟202 在3個(gè)坐標(biāo)軸方向?qū)Σ杉降募铀俣葦?shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析過(guò)程包括三 步第一步，分別對(duì)采集到的3個(gè)軸向的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波，減少噪聲和其他低幅度 的震動(dòng)/抖動(dòng)干擾；第二步，使用下述公式，由3個(gè)方向的加速度(a)計(jì)算出固定采樣間隔 時(shí)間內(nèi)(t)人體在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的速度變化(Δν)和位移變化(AS)AS = / atdtAv = S adt第三步，分別為三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度、速度變化和位移變化設(shè)置閾值。在對(duì) 三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度進(jìn)行計(jì)算和分析的同時(shí)，對(duì)采集到的心電圖信號(hào)進(jìn)行分析處理， 處理包括兩步第一步，對(duì)采集到的心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，去除高頻噪聲和基線漂移；第二 步，通過(guò)心電圖波形的解析計(jì)算出人體的實(shí)時(shí)心率。在系統(tǒng)中，保存運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)(加速度、速度和位移)和心率值的存儲(chǔ)隊(duì)列長(zhǎng)度取為180秒。步驟203 根據(jù)設(shè)定的閾值判斷三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度、速度和位移的數(shù)值是 否超出閾值所設(shè)定的變化范圍，如果上述三項(xiàng)數(shù)據(jù)中任意一項(xiàng)或組合發(fā)生的變化超出閾值 范圍，本方法認(rèn)定人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生異常變化，進(jìn)入步驟204 ；如果沒(méi)有超出閾值設(shè)定的 范圍，返回到步驟201，繼續(xù)采集加速度和心電圖信息。步驟204 本步驟中，繼續(xù)采集三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度數(shù)據(jù)和心電圖數(shù)據(jù)，連續(xù) 采集時(shí)間取60秒，在此過(guò)程中，對(duì)加速度數(shù)據(jù)和心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理與步驟202所述針 對(duì)加速度數(shù)據(jù)和心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理相同。心電圖數(shù)據(jù)寫(xiě)入非易失性存儲(chǔ)器保存。步驟205 根據(jù)三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速度數(shù)據(jù)計(jì)算速度和位移的變化，由此獲得 檢測(cè)到人體發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化后的60秒間隔內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化趨勢(shì)；根據(jù)心電圖分析該 時(shí)間間隔內(nèi)心律的變化趨勢(shì)。步驟206 參照表1所述編碼規(guī)范，如果在此時(shí)間內(nèi)，人體持續(xù)發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的劇 烈變化或保持幾乎靜止?fàn)顟B(tài)，則認(rèn)為人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)異常KAl ；同時(shí)分析在該時(shí)間內(nèi)心律 的變化趨勢(shì)，如果檢測(cè)到臨床上心律失常涵蓋的各種癥狀的不同組合，則認(rèn)為發(fā)生心律異 常EA1。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與心律的各種狀態(tài)組合可參見(jiàn)表2狀態(tài)編碼組合及說(shuō)明。如果人體的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)和心律狀態(tài)組合為[ΚΝΙ+Em]時(shí)，返回到步驟201，繼續(xù)對(duì)人體進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)；出現(xiàn) 所述其他的狀態(tài)組合時(shí)，均進(jìn)入步驟207。除此以外，還需利用步驟202中所述保存運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)參數(shù)和心率的存儲(chǔ)隊(duì)列，分析檢測(cè)到人體發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化前的120秒時(shí)間中，心律的 變化趨勢(shì)，如果在此時(shí)間間隔中發(fā)現(xiàn)上述心律異常，則指定其狀態(tài)編碼為[EA1+KA1]。表 權(quán)利要求一種人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征如下以具有數(shù)據(jù)處理能力和控制能力的微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器為中心，通過(guò)I/O接口和總線接口與其他組件相連接，組件包括采集人體皮膚表面心電圖信號(hào)的采集電極和與之相連的導(dǎo)聯(lián)線；用于對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理的心電圖信號(hào)調(diào)理電路模塊；用于將心電圖模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；用于采集人體三維加速度信息的加速度傳感器；用于運(yùn)行程序代碼的RAM；用于存儲(chǔ)程序代碼、心電圖數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器；用于對(duì)處理進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)視的蜂鳴器；用于顯示必要信息的液晶顯示屏；用于接收人體輸入的按鍵；用于對(duì)人體發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變、以及發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的位置等信息進(jìn)行發(fā)布的無(wú)線通信模塊；用于將系統(tǒng)存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)導(dǎo)出以便瀏覽的數(shù)據(jù)通訊接口和用于對(duì)上述所有組件或模塊提供電流供給以保證其正常工作的電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)微處理器或數(shù)字信 號(hào)處理器對(duì)加速度采集模塊和心電圖采集模塊的協(xié)調(diào)和控制，人體的加速度信號(hào)和心電圖 信號(hào)按照一定的采樣率被同步采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 的加速度傳感器為可同時(shí)采集三個(gè)正交方向的加速度信號(hào)的傳感器或若干可采集單一方 向加速度信號(hào)的傳感器組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述無(wú)線通信模塊采用 CDMA協(xié)議，該模塊通過(guò)內(nèi)嵌的GpsOne功能可實(shí)施GPS定位，并進(jìn)行短信息的發(fā)布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述用于將系統(tǒng)存儲(chǔ)的 數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)通訊接口采用串行通訊接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，其發(fā)布的報(bào)警短信息包 含內(nèi)容有時(shí)間、地理位置——經(jīng)度、地理位置——緯度、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化描述和心律描述。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)按鍵操作，可以直接 啟動(dòng)或取消報(bào)警操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，通過(guò)按鍵設(shè)置，本裝置可 以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)針對(duì)人體心電圖的監(jiān)測(cè)和報(bào)警。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，加速度信號(hào)的采樣率 大于等于10Hz，心電圖的采樣率大于等于250Hz。
專利摘要一種人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。通過(guò)采集和分析人體的加速度數(shù)據(jù)，重現(xiàn)人體經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到人體發(fā)生明顯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，結(jié)合同步采集到的人體的心電圖數(shù)據(jù)變化作為分析判斷的參考依據(jù)，提高了對(duì)于可能對(duì)人體產(chǎn)生傷害的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的檢測(cè)準(zhǔn)確率。當(dāng)檢測(cè)到人體經(jīng)歷了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變且該變化對(duì)人體產(chǎn)生傷害時(shí)，可通過(guò)裝置配置的報(bào)警功能將發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變的位置和身體狀態(tài)信息發(fā)送到可實(shí)施救助的單位。同時(shí)，由于本實(shí)用新型所述裝置存儲(chǔ)了人體經(jīng)歷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)突變前后的心電圖波形信息，這些信息還可以為之后的救助或治療提供有效參考。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK201691930SQ20092020857
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者丁平, 張?chǎng)?申請(qǐng)人:張?chǎng)?丁平