一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫及检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及心率检测技术领域，尤其涉及一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，及具有该床垫的检测系统。一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，包括床垫本体，供待检测用户睡卧；压敏传感器，用于采集人体的心冲击信号并转化为电信号输出；所述床垫本体内部设有基座和振动传感部件；所述压敏传感器设置在基座上，振动传感部件覆盖并接触于压敏传感器上；所述振动传感部件能够相对基座产生振动，振动传感部件在床垫本体上形成的接触面积大于压敏传感器的触点面积。该床垫使用振动传感部件，振动传感部件扩大压力接触面积，解决压力传感点的接触点面积毕竟有限问题。

A mattress and detection system based on non-contact to detect heart rate variability

【技术实现步骤摘要】
一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫及检测系统
本技术涉及心率检测
，尤其涉及一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，及具有该床垫的检测系统。
技术介绍
心率变异性(HeartratevariabilityHRV)是指心率节奏快慢随时间所发生的变化。从数学的角度来看，HRV反映心搏活动的规律性――规律性的增加对应心率变异性的降低，反之亦然。心率变异性测量的是两次连续心搏间期的差异，称为心脏间期(R-R间期)，单位是毫秒(ms)。心脏间期取自ECG信号，如附图1所示：QRS波群对应心搏，R-R1和R-R2是心脏间期。交感活动的增加(紧张)致使心率变异性降低，反之亦然――副交感活动增加导致心率变异性增加。心率变异性的各式测量方法可以粗略地分成时域、频域和非线性测量。HRV是反映循环功能的自主神经调控的指标。也是自主神经系统活动的一种确切的分析方法。时域测量的一个简单的例子就是计算逐次心搏周期的标准差。其它时域测量方法包括心搏差值的均方根(rMSSD)，NN50(相邻N-N间期之差大于50ms的心搏间期数)，和pNN50(50毫秒间隔以上临近周期的比例，单位为百分数)。最常见的频域分析方法是将心搏间期的时间序列进行离散傅立叶变换(也叫快速傅立叶变换)。表达的是不同频率的变异的数量。鉴于HRV对自主神经系统的两个分支――交感神经和副交感神经(迷走神经)平衡的直接指征，也触发了一个新的重要的生物常量的创立，就是所谓的植物平衡，它广泛应用于预防以及其它的医学分支。针对现有技术的不足，国内外也对如何实现HRV的测量进行了研究，如公开号为CN107595274A的中国专利申请文本中公开了“基于心率变异性非接触式检测情绪压力的靠垫”,该专利通过设置在靠垫内的压电传感器和数据运算盒之间的配合，可以在与使用者保持非直接接触的前提下，采集使用者的体震传感信号，并通过数据运算盒对压电传感器采集的压力信号进行分析处理，计算压力信号中包含的HRV参数，通过HRV参数与指数模型进行匹配，实现对测试者个人情绪压力及身体状态，便于及时作出干预，防止使用者状态继续恶化。但是，如上述CN107595274A的中国专利申请文本中记载，“压电传感器5通过封装盖6固定在运算盒上盖41上，封装盖6与压电传感器5对应的位置设有凸起……当封装盖6受力时，凸起受力压迫压电传感器5，压电传感器5受压输出信号”。介于其方案中涉及的主体为靠垫，靠垫使用时一般都与用户后背接触，因此其不存在压力传感器触点面积有限的问题。又如公开号为CN107569226A的中国专利申请文本中公开了一种基于压电传感器获取HRV的方法，其中公开了一种将采集设备放置于床垫下或枕下的方案，但由于床垫面积较大，而压电传感器触点面积较小，因此存在压电传感器检测面有限问题，无法获取精确的HRV信号。也有一些科学家提出过使用非接触式的压电传感方法获取HRV信号，但是由于压电传感采集的心冲击图(BCG)信号为被动感知，因此获得信号驳杂难处理，目前并没有一种很好的处理方法，很多研究最终都是因为无法处理驳杂的心冲击图(BCG)信号，无法获取精确的HRV信号，进而无法实现产业化。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的第一目的在于提供一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，该床垫使用振动传感部件，振动传感部件扩大压力接触面积，解决压力传感点的接触点面积毕竟有限问题。本技术的第二目的在于提供心率变异性检测系统，其具备上述床垫。为了实现上述的目的，本技术采用了以下的技术方案：一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，其特征在于：包括床垫本体，供待检测用户睡卧；压敏传感器，用于采集人体的心冲击信号并转化为电信号输出；所述床垫本体内部设有基座和振动传感部件；所述压敏传感器设置在基座上，振动传感部件覆盖并接触于压敏传感器上；所述振动传感部件能够相对基座产生振动，振动传感部件在床垫本体上形成的接触面积大于压敏传感器的触点面积。作为优选，所述基座为下壳体，振动传感部件为上壳体，上壳体与下壳体围合构成壳体，压敏传感器置于壳体的壳腔内。作为优选，所述壳体设置于床垫本体的枕部区域内。作为优选，所述压敏传感器包括设置在下壳体上的传感器下压盘，以及设置在传感器下压盘上的传感器上压盘，以及设置在传感器下压盘和传感器上压盘之间的压电陶瓷片；所述上壳体覆盖并接触于传感器上压盘之上。作为优选，还包括用于判断待检测用户是否睡卧在床垫本体上的检测器。作为优选，所述检测器为压力检测器，压力检测器设置于床垫本体的内部用于监测床垫本体所受压力，当压力检测器的监测压力数据大于一定数值时，压力检测器导通。作为优选，所述压力检测器处于床垫本体的中部区域内。作为优选，所述压力检测器包括上膜和下膜，以及设置于上膜和下膜之间的填充体；所述上膜和下膜上设有相对应的导电区，上膜导电区和下膜导电区之间的填充体上设有若干通孔。作为优选，所述床垫本体内还设有控制单元，压力检测器和压敏传感器与控制单元连接；控制单元对于压力检测器和压敏传感器的电信号进行采样，输出到上位机。一种基于非接触式的检测心率变异性的检测系统，其特征在于：包括如上任一项所述的床垫。本技术采用上述技术方案，该技术方案涉及一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，及具有该床垫的检测系统该床垫结构简单，使用方便，通过设置在床垫内的压敏传感器，可以在与使用者保持非直接接触的前提下，采集使用者的心冲击信号，并通过振动传感单元对压敏传感器采集的心冲击信号并对心冲击信号进行处理，提取出心率和呼吸率参数，计算HRV参数。在不影响病人的日常生活的情况下，即可全天侯实时检测病人的心率、呼吸率、在离床情况以及通过心率变异性评估病人植物神经功能。并且，本方案中使用振动传感部件，振动传感部件扩大压力接触面积，解决压力传感点的接触点面积毕竟有限问题。附图说明图1为ECG指心电图。图2为本技术的床垫结构示意图。图3为压敏传感器的安装示意图。图4为压力检测器的结构示意图。图5为原有传感器采集的信号图。图6为本实施方式中传感器采集的信号图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的优选实施方案作进一步详细的说明。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。实施例1：如图2～4所示的一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，包括床垫本体6，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，其特征在于：包括/n床垫本体，供待检测用户睡卧；/n压敏传感器，用于采集人体的心冲击信号并转化为电信号输出；/n所述床垫本体内部设有基座和振动传感部件；所述压敏传感器设置在基座上，振动传感部件覆盖并接触于压敏传感器上；所述振动传感部件能够相对基座产生振动，振动传感部件在床垫本体上形成的接触面积大于压敏传感器的触点面积。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，其特征在于：包括
床垫本体，供待检测用户睡卧；
压敏传感器，用于采集人体的心冲击信号并转化为电信号输出；
所述床垫本体内部设有基座和振动传感部件；所述压敏传感器设置在基座上，振动传感部件覆盖并接触于压敏传感器上；所述振动传感部件能够相对基座产生振动，振动传感部件在床垫本体上形成的接触面积大于压敏传感器的触点面积。


2.根据权利要求1所述的一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，其特征在于：所述基座为下壳体，振动传感部件为上壳体，上壳体与下壳体围合构成壳体，压敏传感器置于壳体的壳腔内。


3.根据权利要求2所述的一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，其特征在于：所述壳体设置于床垫本体的枕部区域内。


4.根据权利要求2或3所述的一种基于非接触式的检测心率变异性的床垫，其特征在于：所述压敏传感器包括设置在下壳体上的传感器下压盘，以及设置在传感器下压盘上的传感器上压盘，以及设置在传感器下压盘和传感器上压盘之间的压电陶瓷片；所述上壳体覆盖并接触于传感器上压盘之上。


5.根据权利要求1所述的一种基于非接触式的检测心率变...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁靖嘉，戴松青，邹又洪，郭兰停，朱彬，何炜敏，杨琪，李峰，方旭，
申请(专利权)人：杭州菲诗奥医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33