一种穿戴式设备及基于该设备的血流动力学参数测量方法技术

本发明专利技术提供了一种穿戴式设备及基于该设备的血流动力学参数测量方法，该穿戴式设备包括本体，本体上还设有阻抗测量装置、以及与阻抗测量装置电连接的微处理器，阻抗测量装置包括设在本体上的第一对电极和第二对电极，每个对电极均包括一个激励电极和一个测量电极；以及与阻抗测量装置电连接的微处理器，微处理器用于根据每个对电极测量得到的人体阻抗脉搏波、获取人体的血流动力学参数；从而通过设在本体上的第一对电极和第二对电极准确的测量人体的阻抗脉搏波，进而通过微处理器从人体阻抗脉搏波中提取用户的脉搏波阻抗特征，根据脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取用户的血流动力学参数；实现了测量数据的多样性和准确性。

A Wearable Device and the Measurement Method of Hemodynamic Parameters Based on the Device

The present invention provides a wearable device and a hemodynamic parameter measurement method based on the device. The wearable device includes a body, an impedance measurement device and a microprocessor electrically connected with the impedance measurement device. The impedance measurement device includes a first pair of electrodes and a second pair of electrodes on the body, each pair of electrodes includes an exciting electrode and a microprocessor. A microprocessor connected with an impedance measuring device is used to obtain the hemodynamic parameters of the human body according to the impedance pulse wave measured by each pair of electrodes, so that the impedance pulse wave of the human body can be accurately measured by the first pair of electrodes and the second pair of electrodes on the body, and then extracted from the impedance pulse wave of the human body through the microprocessor. According to the characteristics of pulse wave impedance and the preset mapping relationship, the hemodynamic parameters of users are obtained, and the diversity and accuracy of measurement data are realized.

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式设备及基于该设备的血流动力学参数测量方法
本专利技术属于智能穿戴
，尤其涉及一种穿戴式设备及基于该设备的血流动力学参数测量方法。
技术介绍
运动对健康的促进作用被广泛的认同，并随着穿戴式设备兴起，利用各种电子装置为自己计划和统计运动，并评估运动效果，包括体重、心率、体成分等变化，用于形成一个闭环的反馈，改善运动效果；但是运动对人体的促进作用还远不局限在如上的几点；例如，长期运动会带来心脏泵血能力的改善，从而表现为人体血流动力学上的改善，包括每搏输出量、心输出量等。目前血流动力学参数测量仍然局限在医院及临床应用，尚未有较好的穿戴式的方式可以方便地在测量出人体的血流动力学参数信息；例如，现有手表采用PPG方式进行血流动力学测量时往往容易受到毛细血管外张的压力、传感器和皮肤的紧密程度、肤色等影响测量的一致性和重复性难以保证；而对于穿戴式设备，连续测量结果的纵向对比有时候比某个断点上的绝对准确性更为重要，因为用户关注的是变化趋势，而不是绝对的数值，因此穿戴式血流动力学装置的对于性能的追求侧重点将和用于医院及临床的相应装置是不同的，前者关注的是使用方便、便于连续测量，以及测量结果的一致性和重复性以便于纵向对比，而后者关注绝对准确性。因此，穿戴式的血流动力学参数测量必须采用一种方式可以有效的消除上述的影响，才能保证测量的重复性和一致性。血流动力学参数的测量受身体的其他参数影响，如能进行有效结合则有利于提高相关指标测量的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种穿戴式设备及基于该设备的血流动力学参数测量方法，旨在解决由于现有技术难以通过穿戴式设备持续准确的获取人体的血流动力学参数，导致穿戴式设备测量人体的血流动力学参数不准确的问题。一方面，本专利技术提供了一种穿戴式设备，包括本体；所述本体上还设有阻抗测量装置，所述阻抗测量装置包括设在所述本体上的第一对电极和第二对电极，每个所述对电极均包括一个激励电极和一个测量电极；以及与所述阻抗测量装置电连接的微处理器，所述微处理器设在所述本体上；所述微处理器用于根据每个所述对电极测量得到的所述人体的阻抗脉搏波，从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数。优选地，所述脉搏波阻抗特征包括：人体阻抗脉搏波的波幅、人体阻抗脉搏波的微分负向最大绝对值、人体阻抗脉搏波的微分正向最大绝对值，人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点到阻抗脉搏波微分图的最大正向波的顶点绝对值的时间长度。进一步优选地，所述脉搏波阻抗特征还包括：每搏波形面积、阻抗脉搏波周期。进一步优选地，所述人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点为最大负向波的15％幅度点。优选地，所述阻抗测量装置的第一对电极和第二对电极均设置在所述本体的背面、与接触人体的肢体位置对应。优选地，所述穿戴式设备，还包括：与所述微处理器电连接的加速度传感器，所述加速度传感器用于测量所述人体的抖动数据，所述加速度传感器设在所述本体上。优选地，所述穿戴式设备，还包括：与所述微处理器电连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于将所述人体的阻抗脉搏波的波形数据和/或所述每搏输出量通过无线通信模块上传至远程服务器和/或终端设备；所述微处理器还可以通过所述无线通信模块与所述远程服务器和/或终端设备进行通信、预设及更新数据，预设数据包括所述人体的体重、年龄、性别、身高信息。优选地，所述穿戴式设备所述微处理器还用于根据所述血流动力学参数确定佩戴的所述人体的健康状况；所述穿戴式设备还包括与所述微处理器电连接的显示器，所述显示器安装在所述本体的正面、用于显示所述人体阻抗脉搏波的波形数据、所述每搏输出量和/或所述人体的健康状态。另一方面，本专利技术还提供一种基于上述穿戴式设备的血流动力学参数测量方法，其特征在于，包括：同时利用所述第一对电极和所述第二对电极测量佩戴的所述人体的阻抗脉搏波；从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数。优选地，所述脉搏波阻抗特征包括：人体阻抗脉搏波的波幅、人体阻抗脉搏波的微分负向最大绝对值、人体阻抗脉搏波的微分正向最大绝对值，人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点到阻抗脉搏波微分图的最大正向波的顶点绝对值的时间长度。进一步优选地，所述脉搏波阻抗特征还包括：每搏波形面积、阻抗脉搏波周期。进一步优选地，从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征的步骤，包括：从所述人体阻抗脉搏波中提取所述人体阻抗脉搏波的周期、波幅、每搏波形面积参数。进一步优选地，所述人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点为最大负向波的15％幅度点。进一步优选地，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数的步骤，包括：利用所述人体阻抗脉搏波和所述用户身高，按照预设映射关系计算每搏输出量。优选地，从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征的步骤之前，还包括：从测量到的所述人体阻抗脉搏波中去除所述用户抖动时对应的失真阻抗脉搏波，以得到去除所述失真阻抗脉搏波后的人体阻抗脉搏波。优选地，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数的步骤，包括：根据公式获取所述每搏输出量，其中，SV表示所述每搏输出量，ρ为血液导电率，取值为130～150Ω·cm，，L为等效长度、与用户身高成正比，Z0为基础阻抗，(dZ/dt)nmax表示所述人体的阻抗脉搏波对应的阻抗微分图中最大负向波的顶点绝对值，LVET表示左心室射血时间，所述LVET取人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧15％幅度点到人体阻抗脉搏波微分图的最大正向波的顶点绝对值的时间长度。进一步优选地，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数的步骤，包括：将所述脉搏波阻抗特征中的身高H、基础阻抗Z0、所述人体阻抗脉搏波对应的阻抗微分中最大负向波的顶点绝对值(dZ/dt)nmax、左心室射血时间LVET、人体阻抗脉搏波波幅、波形面积、周期输入到预设的神经网络模型，通过所述神经网络模型获取所述用户的每搏输出量。进一步优选地，输入到预设的神经网络模型的参数还包括所述用户的体重、年龄、性别。进一步优选地，所述血流动力学参数测量方法还包括：根据所述用户的身高、体重、年龄、性别和人体阻抗来计算人体成分参数，所述人体成分参数至少包括体脂率。进一步优选地，通过所述神经网络模型获取所述用户的每搏输出量的步骤之后，还包括：利用体重、年龄、性别、体脂率参数中的一种或多种，并结合所述脉搏波阻抗特征参数修正所述每搏输出量。进一步优选地，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数的步骤，还包括：获取所述用户的体重、身高和心率，根据所述体重、身高和所述每搏输出量计算每搏输出指数、心输出量和心输出指数。本专利技术可通过穿戴式设备实现血流动力学参数的无创式测量，包括本体，本体上还设有阻抗测量装置、以及与阻抗测量装置连接的微处理器，阻抗测量装置包括设在本体上的第一对电极和第二对电极，每个对电极均包括一个激励电极和一个测量电极；从而通过设置在本体上的第一对电极和第二对电极准确的测量人体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿戴式设备，其特征在于，包括本体；所述本体上还设有阻抗测量装置，所述阻抗测量装置包括设在所述本体上的第一对电极和第二对电极，每个所述对电极均包括一个激励电极和一个测量电极；以及与所述阻抗测量装置电连接的微处理器，所述微处理器设在所述本体上；所述微处理器用于根据每个所述对电极测量得到的所述人体的阻抗脉搏波，从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数。

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式设备，其特征在于，包括本体；所述本体上还设有阻抗测量装置，所述阻抗测量装置包括设在所述本体上的第一对电极和第二对电极，每个所述对电极均包括一个激励电极和一个测量电极；以及与所述阻抗测量装置电连接的微处理器，所述微处理器设在所述本体上；所述微处理器用于根据每个所述对电极测量得到的所述人体的阻抗脉搏波，从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数。2.如权利要求1所述的穿戴式设备，其特征在于，所述脉搏波阻抗特征包括：人体阻抗脉搏波的波幅、人体阻抗脉搏波的微分负向最大绝对值、人体阻抗脉搏波的微分正向最大绝对值，人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点到阻抗脉搏波微分图的最大正向波的顶点绝对值的时间长度。3.如权利要求2所述的穿戴式设备，其特征在于，所述脉搏波阻抗特征还包括：每搏波形面积、阻抗脉搏波周期。4.如权利要求2所述的穿戴式设备，其特征在于，所述人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点为最大负向波的15％幅度点。5.如权利要求1所述的穿戴式设备，其特征在于，所述阻抗测量装置的第一对电极和第二对电极均设置在所述本体的背面、与接触人体的肢体位置对应。6.如权利要求1所述的穿戴式设备，其特征在于，还包括：与所述微处理器电连接的加速度传感器，所述加速度传感器用于测量所述人体的抖动数据，所述加速度传感器设在所述本体上。7.如权利要求1所述的穿戴式设备，其特征在于，还包括与所述微处理器电连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于将所述人体的阻抗脉搏波的波形数据和/或所述每搏输出量通过无线通信模块上传至远程服务器和/或终端设备；所述微处理器还可以通过所述无线通信模块与所述远程服务器和/或终端设备进行通信、预设及更新数据，预设数据包括所述人体的体重、年龄、性别、身高信息。8.如权利要求1所述的穿戴式设备，其特征在于，所述微处理器还用于根据所述血流动力学参数确定佩戴的所述人体的健康状况；所述穿戴式设备还包括与所述微处理器电连接的显示器，所述显示器安装在所述本体的正面、用于显示所述人体阻抗脉搏波的波形数据、所述每搏输出量和/或所述人体的健康状态。9.一种基于权利要求1所述穿戴式设备的血流动力学参数测量方法，其特征在于，包括：同时利用所述第一对电极和所述第二对电极测量佩戴的所述人体的阻抗脉搏波；从所述人体阻抗脉搏波中提取所述用户的脉搏波阻抗特征，根据所述脉搏波阻抗特征和预设映射关系，获取所述用户的血流动力学参数。10.如权利要求9所述的血流动力学参数测量方法，其特征在于，所述脉搏波阻抗特征包括：人体阻抗脉搏波的波幅、人体阻抗脉搏波的微分负向最大绝对值、人体阻抗脉搏波的微分正向最大绝对值，人体阻抗脉搏波微分图的最大负向波顶点左侧预定点到阻抗脉搏波微分图的最大正向波的顶点绝对值的时间长度。11.如权利要求10所述的血流动力学参数测量方法，其特征在于，所述脉搏波阻抗特征还包括：每搏波形面积、阻抗脉搏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓，
申请(专利权)人：芯海科技深圳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44