无扰式健康跟踪仪的设计方案

现在市面上很多睡眠检测仪，采用手环或置于枕头、被单下的智能硬件就可以检测用户的睡眠指数，健康指数包括睡眠时间、深浅睡眠区域、心率、呼吸情况等，可以给用户一个初步的睡眠健康判断基础。这种消费级别的智能硬件精度要求不算太高，其实前身就是医用健康跟踪仪机器。

在医疗应用领域，其实也有效仿睡眠监测智能硬件的数据监测方案，方案采用的压电传感器可以将动态的压力信号转换为电信号。由于具有线性响应机械振动强度的能力，高灵敏度的压电传感器可应用于人体器官微动信息的无失真传感。通过压力传感器完成对病人数据的采集。中科院的无扰式健康跟踪仪方案就是这样的一个项目。

本方案主要采用压电陶瓷传感器实现了一种多生理参数实时提取的床边监护系统。在人的自然睡眠无扰的情况下(即探头与体表非接触、无束缚)，利用压电传感器的工作原理，实现了对人体体振(器官微动)信息的记录与相应生理参数的实时提取，如心冲击信号(心率及其变化率和节律)、呼吸信号(节律、强弱及流畅程度)、睡眠质量、夜间翻身次数等。为医院、社区保健康复中心、家庭和个人提供了一种实效实时的监护和预警系统。

该系统能克服传统的Long-term 监护仪的价格昂贵、对人体有束缚影响日常生活、需要专业人士操作、不利于长期监测和普及等缺点;尤其适用于心脏病、高血压、睡眠困扰患者(例如打鼾、呼吸暂停等)，失能、半失能老人及婴幼儿的生理参数的长期连续监测。

图一：监护系统原型

图二：初步监测结果