健康数据采集与处理装置和方法、可穿戴电子设备制造方法及图纸

技术编号:11097136 阅读:56 留言:0更新日期:2015-03-04 02:50
本发明专利技术涉及一种健康数据采集与处理装置和方法、可穿戴电子设备。其中,健康数据采集与处理装置包括采集模块,用于采集使用者的血液参数信号;以及数据处理模块,用于过滤血液参数信号中的干扰信号并生成血液参数复原信号。采用本发明专利技术的健康数据采集与处理装置和方法、可穿戴电子设备,在使用者处于运动状态下也能够获得其精确、真实的健康数据。

【技术实现步骤摘要】
健康数据采集与处理装置和方法、可穿戴电子设备
本专利技术涉及一种健康数据采集技术,特别是一种健康数据采集与处理装置和方 法、可穿戴电子设备。
技术介绍
健康数据诸如心率和血氧的动态测量不仅对运动人群相当重要,而且对一些有心 脏病及心血管疾病的患者有着重要的监护作用。 然而,现有的健康数据采集与处理装置只能在静态下,即无运动,甚至是在很安静 无噪声的情况下,才能够准确的测量心率等健康数据,心率的测量只有在静态的情况下,才 能够稳定准确的获取心率信号。限制了使用者及时获取自己的心率和血氧状况,用户不能 够及时改变自己的运动状态,尤其是在高强度运动中,很难提醒用户当前运动已超出身体 负荷。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述,以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理 解。应当理解,这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关 键或重要部分,也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念, 以此作为稍后论述的更详细描述的前序。 本专利技术的一个主要目的在于提供一种健康数据采集与处理装置和方法、可穿戴电 子设备,可以对使用者的运动对采集到的健康数据的干扰,使得采集到的数据更加真实的 反映出其身体状况。 根据本专利技术的一方面,一种健康数据采集与处理装置,包括: 采集模块,用于采集使用者的血液参数信号; 其中,所述采集模块包括发光模块和光接收器,所述发光模块用于向使用者的皮 肤发射预定波长的光,所述光接收器用于接收经使用者皮肤反射后的光信号并生成相应的 血液参数信号; 以及, 数据处理模块,用于过滤所述血液参数信号中的干扰信号并生成血液参数复原信 号。 根据本专利技术的第二方面,一种可穿戴电子设备,包括如上所述的健康数据采集与 处理装置。 根据本专利技术的第三方面,一种健康数据采集与处理方法,包括: 向使用者的皮肤发射预定波长的光; 接收经使用者皮肤反射后的光信号并生成相应的血液参数信号; 以及, 过滤所述血液参数信号中的干扰信号并生成血液参数复原信号。 采用本专利技术的健康数据采集与处理装置、包含其的可穿戴电子设备及健康数据采 集与处理方法,在使用者处于运动状态下也能够获得其精确、真实的健康数据。 【附图说明】 参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明,会更加容易地理解本专利技术的以上和其 它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中,相同的或类似 的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。 图1为本专利技术的健康数据采集与处理装置的一种实施方式的结构图; 图2为本专利技术的数据处理模块的第一实施方式的结构图; 图3为本专利技术的数据处理模块的第二实施方式的结构图; 图4为本专利技术的可穿戴电子设备的一种实施方式的结构图; 图5为本专利技术的健康数据采集与处理方法的一种实施方式的流程图。 【具体实施方式】 下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描 述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应 当注意,为了清楚的目的,附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知 的部件和处理的表示和描述。 参见图1所示,为本专利技术的健康数据采集与处理装置的一种实施方式的结构图。 在本实施方式中,健康数据采集与处理装置包括采集模块10和数据处理模块20。 其中,采集模块10用于采集使用者的血液参数信号。血液参数信号例如可以是血 氧数据、心率数据等。 数据处理模块20用于过滤血液参数信号中的干扰信号并生成血液参数复原信 号。 由于本专利技术的健康数据采集与处理装置在完成血液参数信号的采集之后,还进行 了干扰信号的滤除,使得最终输出的测量结果更加准确、真实。 在一种实施方式中,米集模块10可以包括发光模块11和光接收器12。发光模 块11用于向使用者的皮肤发射预定波长的光,光接收器12用于接收经使用者皮肤反射 后的光信号并生成相应的血液参数信号。发光模块11与光接收器12利用朗伯-比尔 (Lamber-Beer)定律,物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比。人体手指、脚趾或耳 垂等部位的组织是由皮肤、血液、肌肉、骨骼等组成的,用一定波长的光照射这些组织时,经 过组织吸收、反射衰减后,由光敏元件(例如本实施方式的光接收器12)探测到的透射(或 反射)光是在一个相对比较稳定的直流分量(DC)上迭加一个较小的脉动分量(交流分量 AC)的脉搏波。直流分量是由非脉动组织(肌肉、静脉血、皮肤、骨骼等)对光吸收产生,交 流分量是由血液充盈动脉变化引起的光吸收容量变化产生。利用直流量,可以计算出血氧 情况。根据交流量可以计算出心率。 在一种实施方式中,发光模块11可以包括多组发光二极管,光接收器12接收该多 组发光二极管发出的、经使用者皮肤反射后的光信号。 例如,发光模块11可以包括两组发光二极管。其中,第一组发光二极管发射红光 和红外光,例如可以用于采集血氧数据。第二组发光二极管发射绿光,例如可以用于采集心 率数据。光接收器12可分别接收第一组发光二极管和第二组发光二极管发出并经使用者 皮肤反射后的光信号。采用两组发射不同波长光的发光二极管,可以使得接收器更加容易 识别和处理发光二极管发出的、经使用者皮肤反射后的光信号,便于后续的处理。 参见图2所示,为数据处理模块20的第一实施方式的结构图。 在该实施方式中,数据处理模块20包括信号分解部21和信号重构部22。 信号分解部21用于将血液参数信号分解为逼近信号和细节信号。其中,逼近信号 是对血液参数信号进行低通滤波后生成的信号,细节信号是对血液参数信号进行高通滤波 后生成的信号。 信号重构部22用于根据逼近信号和所述细节信号生成血液参数复原信号。 例如,信号分解部21可以按照如下的公式对所述血液参数信号进行分解:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种健康数据采集与处理装置,其特征在于,包括:采集模块,用于采集使用者的血液参数信号;其中,所述采集模块包括发光模块和光接收器,所述发光模块用于向使用者的皮肤发射预定波长的光,所述光接收器用于接收经使用者皮肤反射后的光信号并生成相应的血液参数信号;以及,数据处理模块,用于过滤所述血液参数信号中的干扰信号并生成血液参数复原信号。

【技术特征摘要】
1. 一种健康数据采集与处理装置,其特征在于,包括: 采集模块,用于采集使用者的血液参数信号; 其中,所述采集模块包括发光模块和光接收器,所述发光模块用于向使用者的皮肤发 射预定波长的光,所述光接收器用于接收经使用者皮肤反射后的光信号并生成相应的血液 参数信号; 以及, 数据处理模块,用于过滤所述血液参数信号中的干扰信号并生成血液参数复原信号。2. 根据权利要求1所述的健康数据采集与处理装置,其特征在于: 所述发光模块包括多组发光二极管; 所述光接收器用于接收所述多组发光二极管发出的、经使用者皮肤反射后的光信号。3. 根据权利要求1或2所述的健康数据采集与处理装置,其特征在于: 所述数据处理模块包括信号分解部和信号重构部; 其中, 所述信号分解部用于将所述血液参数信号分解为逼近信号和细节信号,所述逼近信号 是对所述血液参数信号进行低通滤波后生成的信号,所述细节信号是对所述血液参数信号 进行高通滤波后生成的信号; 所述信号重构部用于根据所述逼近信号和所述细节信号生成血液参数复原信号。4. 根据权利要求3所述的健康数据采集与处理装置,其特征在于, 所述信号分解部按照如下的公式对所述血液参数信号进行分解:所述信号重构部按照如下的公式生成所述血液参数复原信号:其中,m =-1,-2,…,-M,M为预定的分解级数;h(k)和g(k)分别为低通滤波器H和高 通滤波器G的冲击响应序列,且 g(k) = (-1)卜kh(l-k),h(k) =h(-k)。5. 根据权利要求1或2所述的健康数据采集与处理装置,其特征在于,所述数据处理模 块包括自适应处理器,所述自适应处理器用于过滤所述血液参数信号中的干扰信号并得到 血液参数复原信号y T ;其中, X⑴为血液参数信号,X(T) = [xT,X^1,…,XT_P+1]T ; W⑴为自适应处理器,W(T) = [W(l,Wl,...,Vl]T。6. 根据权利要求5所述的健康数据采集与处理装置,其特征在于: 所述自适应处理器依据W (T+l) =W (T)+2 λ eT X(T)进行更新; 其中, λ为步长因子,eT为所述血液参数复原信号yT与理想响应dT之间的误差; 且 eT = dT_yT = dT-W1X (T)。7. -种可穿戴电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-6任意一项所述的健康数据 采集与处理装置。8. 根据权利要求7所述的可穿戴电子设备,其特征在于: 所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄炜中侯碧波王振刚兰宇李学健赵德昊
申请(专利权)人:加丁北京科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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