可監(jiān)測人體脈搏波及心率的健康鼠標(biāo)

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　　摘 要：脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相關(guān)，為此用戶需要一種簡單、實時的便攜裝置。通過安裝在正常使用鼠標(biāo)時大拇指觸摸到的鼠標(biāo)位置的反射式脈搏波光電傳感器采集脈搏波信號，信號經(jīng)過濾波、放大和A/D轉(zhuǎn)換后，利用單片機(jī)對脈搏波信號處理并得出心率數(shù)據(jù)，最后通過USB接口連接電腦端軟件顯示。將鼠標(biāo)和反射式光電傳感器結(jié)合制成成品之后，經(jīng)過實際測試，傳感器能夠很好的測得手指脈搏波并輸出。這種可監(jiān)測人體脈搏波及心率的健康鼠標(biāo)可以在用戶使用鼠標(biāo)的不經(jīng)意狀態(tài)時檢測并記錄脈搏波及心率。

　　人體脈搏波中蘊(yùn)藏著豐富的生理病理信息，大量的臨床實測結(jié)果證實，脈搏波的特征與心血管疾病有著密切的關(guān)系。脈搏波所表現(xiàn)出來的形態(tài)、強(qiáng)度、速率與節(jié)律等方面的綜合信息的確在相當(dāng)程度上反映出人體心血管系統(tǒng)的許多生理和病理特征。因此采用簡單易懂的方法獲得人體脈搏波就顯得很重要。

　　文獻(xiàn)［2］描述的脈搏波計測裝置，具有脈搏波采集功能，但是測量之前需要用戶利用袖帶將壓力傳感器按壓在動脈上，袖帶給用戶帶來較大不便；文獻(xiàn)［3］描述的脈搏波檢出裝置和脈搏波檢出方法，具有脈搏波采集功能，但是需要使用多個壓力傳感器，儀器較大，不便于用戶測量；文獻(xiàn)［4］描述的脈搏波測定裝置，具有脈搏波采集功能，但是傳感器被按壓到患者的手腕上，同時需要袖帶固定，不便于用戶測量；文獻(xiàn)［5］描述的一種光電檢測頻譜分析高分辨率指端脈搏波檢測系統(tǒng)，具有無創(chuàng)脈搏波檢測功能，但是僅為單一檢測裝置，不能與生活物品結(jié)合方便用戶測量等不足；文獻(xiàn)［6］描述的監(jiān)測使用者生理訊息的鼠標(biāo)，具有正常鼠標(biāo)功能及脈搏波采集功能，但是需要用戶將手指移動到特定位置測量，測量的同時無法正常使用鼠標(biāo)等不足。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　本文提出了一種可監(jiān)測人體脈搏波及心率的健康鼠標(biāo)的設(shè)計方法，其系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)共分為九個部分：反射式脈搏波光電傳感器、脈搏波信號濾波電路、脈搏波信號放大模塊、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊、鼠標(biāo)控制模塊、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊以及Micro USB接口。如圖1所示。

　　圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　通過反射式脈搏波光電傳感器采集到包含人體多種生理參數(shù)的信號，然后由脈搏波信號濾波電路與脈搏波信號放大模塊對信號進(jìn)行濾波和放大，并和鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)在鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊匯集，經(jīng)過進(jìn)一步處理之后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊形成適合傳輸?shù)诫娔X端的信號形式，再經(jīng)由Micro USB接口傳輸?shù)诫娔X端進(jìn)行進(jìn)一步的信號處理和顯示。