一种可穿戴式多通道生理指标监测系统的制作方法

医药医疗技术的改进;医疗器械制造及应用技术1.本发明涉及人体监测技术领域，尤其涉及一种可穿戴式多通道生理指标监测系统。背景技术：2.随着智能穿戴技术的应用，人们可以通过穿戴式的设备对人体的生理指标进行采集，能够对人体的状态进行实时监测，使人们能够及时获知自身的生命体征状况，现有的可穿戴式多通道生理指标监测系统通常为监测手环，在对脑信号进行采集时需要能够佩戴于头部的装置对生理体征进行采集，由于头戴式与手环式的使用位置不同，头戴式的装置容易受到污染，现有的头戴式采集装置不方便进行拆分清洗，设置不够合理，使用起来不够方便。同时在一些团体训练活动中，需要及时获知每项训练的成效，但是现有的监测设备通常都用于个体独立监测，对于多个个体的综合分析上存在不足。技术实现要素：3.针对现有技术存在的不足，本发明提供一种可穿戴式多通道生理指标监测系统，能够方便使用者佩戴固定，同样能够方便拆分清洗，同时能够对多个个体进的生理指标信息进行综合分析，以满足团体训练效果的监测需求。4.为了解决上述问题，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种可穿戴式多通道生理指标监测系统，包括若干组采集装置、无线集中器、处理器以及用户终端，所述无线集中器用于接收若干组采集装置发送的生理指标信息并将若干条生理指标信息发送至处理器，所述处理器用于对接收到的生理指标信息进行处理并将处理结果发送至用户终端；5.所述采集装置包括头带、采集机构以及控制器，所述头带的两端分别通过一组连接件与采集机构可拆卸连接，所述头带与采集机构连接成一环状结构并用于佩戴于使用者的头部，所述控制器设置在头带一侧，所述控制器与采集机构电连接，所述控制器内设置有无线收发器，所述无线收发器用于将采集机构采集到的生理指标信息发送至外界接收端；6.所述采集机构包括采集板以及设置在采集板内的心率传感器、脑电传感器、血氧探头以及温度传感器，所述心率传感器用于获取使用者的心率值，所述脑电传感器用于获取使用者的脑电信号，所述血氧探头用于获取使用者的血氧浓度，所述温度传感器用于获取使用者的体温值；7.所述生理指标信息包括心率值、脑电信号、血氧浓度以及体温值；8.所述处理器包括训练模块、处理模块以及存储模块，所述训练模块用于通过无线集中器分别向若干组采集装置发送训练指令，所述处理模块用于处理生理指标信息，所述存储模块存储有健康人群的心率平均值、血氧浓度平均值以及体温平均值；9.所述处理模块包括独立处理单元以及综合处理单元，所述独立处理单元用于对每条生理指标信息进行独立处理，所述综合处理单元用于对若干条生理指标信息进行综合处理；10.所述独立处理单元配置有第一算法以及第一处理策略；11.所述第一算法根据心率值、血氧浓度以及体温值计算得到使用者的健康风险值，所述第一算法配置为：[0012][0013]，其中，h为健康风险值，hr为心率值，hra为心率平均值，pao2为血氧浓度，pao2a为血氧平均值，t为体温值，ta为体温平均值，k1为第一权重值，k2为第二权重值，k3为第三权重值，a1为第一参考值，c1为第一平衡值；[0014]所述第一处理策略包括：将健康风险值与第一阈值进行比较，当健康风险值大于第一阈值时输出健康存在风险信号；当健康风险值小于第一阈值时输出健康正常信号；[0015]所述综合处理单元包括变换子单元、截取子单元、个体评判子单元以及整体评判子单元；[0016]所述变换子单元将脑电信号绘制成脑电图，所述脑电图的纵轴设置为电位振幅，所述脑电图的横轴设置为时间周期；[0017]所述截取子单元用于分别获取若干使用者在训练指令从开始到结束时的若干心率值、电位振幅、血氧浓度以及体温值；[0018]所述个体评判子单元单元配置有第二算法、第三算法、第四算法、第五算法以及第六算法，所述第二算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干心率值计算得出个体心率变化值；所述第三算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干电位振幅计算得出脑个体电信号变化值；所述第四算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干血氧浓度计算得出个体血氧变化值；所述第五算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干体温值计算得出个体体温变化值；[0019]所述第六算法根据使用者的个体心率变化值、个体电信号变化值、个体血氧变化值以及个体体温变化值计算得出个体综合变化值，所述第六算法配置为：其中，z为个体综合变化值，hri为个体心率变化值，pao2i为个体血氧变化值，fi为个体电信号变化值，ti为个体体温变化值，a2为第二参考值，a3为第三参考值，a4为第四参考值，a5为第五参考值；[0020]所述整体评判子单元配置有第七算法、第八算法、第九算法、第十算法以及第十一算法，所述第七算法根据若干使用者的个体心率变化值计算得出整体心率变化值，所述第八算法根据若干使用者的个体电信号变化值计算得出整体电信号变化值，所述第九算法根据若干使用者的个体血氧变化值计算得出整体血氧变化值，所述第十算法根据若干使用者的个体体温变化值计算得出整体体温变化值；[0021]所述第十一算法根据整体心率变化值、整体电信号变化值、整体血氧变化值以及整体体温变化值计算得出整体综合变化值，所述第十一算法配置为：其中，y为整体综合变化值，hrj为整体心率变化值，pao2j为整体血氧变化值，fj为整体电信号变化值，tj为整体体温变化值，a6为第六参考值，a7为第七参考值，a8为第八参考值，a9为第九参考值。[0022]进一步地，所述控制器上还设置有显示屏、扬声器以及指纹识别器，所述控制器通过无线收发器接收外界训练指令并通过扬声器传递给使用者，所述指纹识别器用于使用者进行用户登录识别。[0023]进一步地，所述控制器与头带连接的一侧设置有扣杆和透气网垫，所述头带的两侧分别设置有与扣杆相匹配的扣条，所述控制器通过扣杆与头带的扣条可拆卸连接。[0024]进一步地，所述采集板的两端分别开设有一个第一连接孔，所述头带的两端分别开设有一个第二连接孔，所述连接件分别与相邻的第一连接孔和第二连接孔相连接。[0025]进一步地，所述连接件包括卡扣件和卡接件，所述卡扣件上对称设置有两组卡套，所述卡接件上对称设置有两组凸块，所述卡套与凸块相匹配，所述卡扣件和卡接件通过卡套和凸块可拆卸连接。[0026]进一步地，所述凸块上设置有垫圈，所述卡套内开设有卡槽，所述垫圈与卡槽相匹配。[0027]进一步地，所述头带包括第一连接带和第二连接带，所述第一连接带与第二连接带相粘连。[0028]进一步地，所述第二算法配置为：[0029]所述第三算法配置为：所述第四算法配置为：所述第五算法配置为：其中，b1为第一转换值，b2为第二转换值，b3为第三转换值，b4为第四转换值，n为每次训练指令从开始到结束时获取数据的次数。[0030]进一步地，所述第七算法配置为：[0031]所述第八算法配置为：所述第九算法配置为：[0032]所述第十算法配置为：其中，m为使用者的人数。[0033]本发明的有益效果：本发明的采集装置中，头带通过连接件与采集机构可拆卸连接，头带包括第一连接带和第二连接带，第一连接带和第二连接带分别通过连接件与采集机构相连接，控制器通过扣杆和扣条可拆卸连接，该设计能够方便使用者进行整体的组装佩戴，同样能够方便对头带进行拆分清洗，提高使用的便捷性和合理性；[0034]本发明通过无线集中器能够将若干组采集装置采集的生理指标信息集中传输至处理器，处理器通过对若干条生理指标信息进行独立和综合处理，能够得到每个个体的健康状况，同样能够对团体的训练时的生理状态进行综合分析，以提高对团体训练效果进行综合评测的合理性，并且处理器能够将处理结果发送至用户终端，管理者或者使用者可以通过用户终端获知处理的结果。附图说明[0035]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：[0036]图1为监测系统的连接原理图；[0037]图2为采集装置的结构示意图；[0038]图3为控制器的第一侧视图；[0039]图4为控制器的第二侧视图；[0040]图5为第一连接带的局部结构图；[0041]图6为第一连接带与采集板的连接示意图；[0042]图7为第一连接带、采集板和连接件的连接剖面图；[0043]图8为图7中a的放大图；[0044]图9为处理器的原理框图。[0045]图中：1、采集装置；11、头带；111、第一连接带；112、第二连接带；1121、第二连接孔；12、连接件；13、扣条；121、卡扣件；122、卡接件；123、卡套；1231、卡槽；124、凸块；1241、垫圈；13、采集机构；131、采集板；1311、第一连接孔；132、心率传感器；133、脑电传感器；134、血氧探头；135、温度传感器；14、控制器；141、指纹识别器；142、显示屏；143、扣杆；144、透气网垫；2、无线集中器；3、处理器；31、训练模块；32、处理模块；321、独立处理单元；322、综合处理单元；3221、变换子单元；3222、截取子单元；3223、个体评判子单元；3224、整体评判子单元；33、存储模块；4、用户终端。具体实施方式[0046]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。[0047]请参阅图1和2，一种可穿戴式多通道生理指标监测系统，包括若干组采集装置1、无线集中器2、处理器3以及用户终端4，无线集中器2用于接收若干组采集装置1发送的生理指标信息并将若干条生理指标信息发送至处理器3，处理器3用于对接收到的生理指标信息进行处理并将处理结果发送至用户终端4。[0048]采集机构13包括头带11、采集机构13以及控制器14，头带11的两端分别通过一组连接件12与采集机构13可拆卸连接，头带11与采集机构13连接成一环状结构并用于佩戴于使用者的头部，控制器14设置在头带11一侧，控制器14与采集机构13电连接，控制器14内设置有无线收发器，无线收发器用于将采集机构13采集到的生理指标信息发送至外界接收端，使用时，使用者将采集机构13通过连接带固定在头带11上，将采集机构13对着使用者的额头，控制器14固定在头带11一侧并设置于靠近使用者耳朵的位置。[0049]头带11包括第一连接带111和第二连接带112，第一连接带111与第二连接带112相粘连，通过第一连接带111和第二连接带112的粘连能够调整佩戴时的松紧度。[0050]采集机构13包括采集板131以及设置在采集板131内的心率传感器132、脑电传感器133、血氧探头134以及温度传感器135，心率传感器132用于获取使用者的心率值，脑电传感器133用于获取使用者的脑电信号，血氧探头134用于获取使用者的血氧浓度，温度传感器135用于获取使用者的体温值，采集板131上的心率传感器132、脑电传感器133、血氧探头134以及温度传感器135紧贴在额头上，能够方便对人体的生理指标进行获取。[0051]请参阅图3-图5，控制器14上还设置有显示屏142、扬声器以及指纹识别器141，控制器14通过无线收发器接收外界训练指令并通过扬声器传递给使用者，指纹识别器141用于使用者进行用户登录识别，显示屏142能够显示使用者的生理指标信息，方便使用者查看，在进行团体训练时，扬声器能够播放团体训练的音乐或者用于教练发送训练指令，指纹识别器141能够在使用者使用时识别使用者的身份。[0052]控制器14与头带11连接的一侧设置有扣杆143和透气网垫144，头带11的两侧分别设置有与扣杆143相匹配的扣条13，控制器14通过扣杆143与头带11的扣条13可拆卸连接，控制器14在安装时将扣杆143扣入扣条13内即可实现便捷安装，透气网垫144与使用者耳朵附近的皮肤贴合，能够提高透气效果，提高使用的舒适度。[0053]请参阅图6-图8，采集板131的两端分别开设有一个第一连接孔1311，头带11的两端分别开设有一个第二连接孔1121，连接件12分别与相邻的第一连接孔1311和第二连接孔1121相连接。[0054]连接件12包括卡扣件121和卡接件122，卡扣件121上对称设置有两组卡套123，卡接件122上对称设置有两组凸块124，卡套123与凸块124相匹配，卡扣件121和卡接件122通过卡套123和凸块124可拆卸连接，在安装连接时，将卡扣件121的两组卡套123分别穿过第一连接孔1311和第二连接孔1121，使卡接件122的两组凸块124分别与两组卡套123相连接，实现对采集板131与头带11的安装固定。[0055]凸块124上设置有垫圈1241，卡套123内开设有卡槽1231，垫圈1241与卡槽1231相匹配，垫圈1241和卡槽1231的配合能够提高卡接件122和卡扣件121连接的稳定性。[0056]请参阅图1和图8，生理指标信息包括心率值、脑电信号、血氧浓度以及体温值。[0057]处理器3包括训练模块31、处理模块32以及存储模块33，训练模块31用于通过无线集中器2分别向若干组采集装置1发送训练指令，处理模块32用于处理生理指标信息，存储模块33存储有健康人群的心率平均值、血氧浓度平均值以及体温平均值。[0058]处理模块32包括独立处理单元321以及综合处理单元322，独立处理单元321用于对每条生理指标信息进行独立处理，综合处理单元322用于对若干条生理指标信息进行综合处理。[0059]独立处理单元321配置有第一算法以及第一处理策略。[0060]第一算法根据心率值、血氧浓度以及体温值计算得到使用者的健康风险值，第一算法配置为：[0061]，其中，h为健康风险值，hr为心率值，hra为心率平均值，pao2为血氧浓度，pao2a为血氧平均值，t为体温值，ta为体温平均值，k1为第一权重值，k2为第二权重值，k3为第三权重值，a1为第一参考值，c1为第一平衡值。在第一算法中，第一参考值为心率波动的最大值，当心率波动小于第一参考值时，心率值减去心率平均值的绝对值再减去第一参考值的立方为负数，此时会减小通过心率值计算出的数值，如果超出心率波动的最大值时，心率值减去心率平均值的绝对值再减去第一参考值的立方会急剧增大，通过心率值计算出的数值也会增大，得出的健康风险值也会越大，健康风险值越大说明存在健康风险的可能性也越大；对于血氧浓度的计算中，在血氧浓度小于血氧平均值时，得出的数值越大，并设置第一平衡值做平衡，当血氧浓度越小时，血氧平均值减去血氧浓度再加上第一平衡值的立方会急剧增大，从而对于血氧浓度计算得出的数值越大，因此最终总的健康风险值的数值越大；对于体温值的计算中，体温值越高，通过体温值计算出的数值越高，最终得到的健康风险值也越大。[0062]通过第一算法能够通过使用者的心率值、血氧浓度和体温值反映出使用者的健康状况，当使用者的心率值、血氧浓度和体温值偏离平均值较多时，能够得出使用者的健康存在风险，从而提高对使用者身体健康检测的准确度。[0063]第一处理策略包括：将健康风险值与第一阈值进行比较，当健康风险值大于第一阈值时输出健康存在风险信号；当健康风险值小于第一阈值时输出健康正常信号，健康风险值越高表明使用者的健康存在的风险越大。[0064]综合处理单元322包括变换子单元3221、截取子单元3222、个体评判子单元3223以及整体评判子单元3224。[0065]变换子单元3221将脑电信号绘制成脑电图，脑电图的纵轴设置为电位振幅，脑电图的横轴设置为时间周期。[0066]截取子单元3222用于分别获取若干使用者在训练指令从开始到结束时的若干心率值、电位振幅、血氧浓度以及体温值。[0067]个体评判子单元3223单元配置有第二算法、第三算法、第四算法、第五算法以及第六算法，第二算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干心率值计算得出个体心率变化值；第三算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干电位振幅计算得出脑个体电信号变化值；第四算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干血氧浓度计算得出个体血氧变化值；第五算法根据使用者在训练指令从开始到结束时的若干体温值计算得出个体体温变化值。[0068]第二算法配置为：[0069]第三算法配置为：第四算法配置为：第五算法配置为：其中，b1为第一转换值，b2为第二转换值，b3为第三转换值，b4为第四转换值，n为每次训练指令从开始到结束时获取数据的次数，在第二算法、第三算法、第四算法以及第五算法中，通过对每组数据与上一组数据的差值以及最后一组数据与第一组数据的差值进行计算，能够分别得到个体每项数据的变化值，通过对每项数据的独立分析，能够分别得出训练时个体每项生理指标的变化。[0070]通过第二算法、第三算法、第四算法以及第五算法能够分别得出个体心率变化值、个体电信号变化值、个体血氧变化值以及个体体温变化值，通过得出上述变化值，能够对训练过程对每个个体的生理指标的变化进行细致的分析，以便于在个体对某个生理指标的训练有特殊需求后，能够使训练者有针对性的进行训练指导，能够有助于提高后续训练的有效性。[0071]第六算法根据使用者的个体心率变化值、个体电信号变化值、个体血氧变化值以及个体体温变化值计算得出个体综合变化值，第六算法配置为：其中，z为个体综合变化值，hri为个体心率变化值，pao2i为个体血氧变化值，fi为个体电信号变化值，ti为个体体温变化值，a2为第二参考值，a3为第三参考值，a4为第四参考值，a5为第五参考值。在第六算法中，第二参考值、第三参考值、第四参考值以及第五参考值为正常状态下的对应的平均变化值，个体心率变化值、个体电信号变化值、个体血氧变化值以及个体体温变化值的变化幅度越大，得到的个体综合变化值也越大。[0072]通过第六算法得出个体综合变化值，能够反映出每项训练对于个体生理指标的综合影响，综合变化值能够更加全面的反映出个体在某项训练时的生理指标的综合变化，有利于针对需要综合训练的使用者进行训练指导。[0073]整体评判子单元3224配置有第七算法、第八算法、第九算法、第十算法以及第十一算法，第七算法根据若干使用者的个体心率变化值计算得出整体心率变化值，第八算法根据若干使用者的个体电信号变化值计算得出整体电信号变化值，第九算法根据若干使用者的个体血氧变化值计算得出整体血氧变化值，第十算法根据若干使用者的个体体温变化值计算得出整体体温变化值。[0074]第七算法配置为：[0075]第八算法配置为：[0076]第九算法配置为：[0077][0078]第十算法配置为：其中，m为使用者的人数，在第七算法、第八算法、第九算法以及第十算法中，分别通过对若干个体的每项变化值进行方差计算，能够得出整体在每项生理指标上的变化情况。[0079]通过第七算法、第八算法、第九算法以及第十算法分别得出整体心率变化值、整体电信号变化值、整体血氧变化值以及整体体温变化值，通过对整体的每项生理指标进行综合分析，在个体数量足够多时，获取的每项生理指标信息也足够多，就能够去除一些个体存在极端生理变化时对于数据的影响，从而能够更加精准的判断某项训练对于某个生理指标的影响，从而为后续的训练提供更加精准的指导方向，提高整体训练的有效性。[0080]第十一算法根据整体心率变化值、整体电信号变化值、整体血氧变化值以及整体体温变化值计算得出整体综合变化值，第十一算法配置为：其中，y为整体综合变化值，hrj为整体心率变化值，pao2j为整体血氧变化值，fj为整体电信号变化值，tj为整体体温变化值，a6为第六参考值，a7为第七参考值，a8为第八参考值，a9为第九参考值，第十一算法中，第六参考值、第七参考值、第八参考值以及第九参考值为正常状态下的对应的平均变化值，整体心率变化值、整体电信号变化值、整体血氧变化值以及整体体温变化值的变化幅度越大，得到的整体综合变化值也越大，通过对整体综合变化值的计算能够反映整体的训练效果。[0081]第十一算法通过对整体心率变化值、整体电信号变化值、整体血氧变化值以及整体体温变化值进行综合的计算分析，能够综合的得出一项训练对于一个整体的综合影响，以便于训练者更全面综合的获取整体的训练效果，提高对整体训练效果判断的准确性。[0082]工作原理：在具体使用过程中，使用者将采集机构13佩戴在头部，训练者可以通过用户终端4和无线集中器2向每个使用者发送训练指令，使用者在训练过程中，采集机构13能够获取使用者的生理指标，将生理指标通过无线集中器2发送至处理器3，处理器3能够对接收到的数据进行处理分析，一方面能够分析使用者的健康状况，另一方面能够对使用者训练状况进行分析，便于训练者知晓每项训练所能达到的效果，从而使得使用者针对性的更改训练策略以提高训练的有效性。[0083]最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。









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