用于自動測錄健康數據的智能健康手表及智能健康系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種用于自動測錄健康數據的智能健康手表及智能健康系統，其中該智能健康手表包括：一用于控制所述智能健康手表運行的單片機模塊；一顯示模塊，與所述單片機模塊連接；一用于多維度的運動跟蹤的動態監測模塊，與所述單片機模塊連接；一用于獲取使用者的生理和非生理數據的數據獲取模塊，與所述單片機模塊連接。解決現時管理健康資料方法的不足，提供一個既方便卻又能全面滿足日常健康管理的需要，包括：鍛煉教助，日常活動及服藥提示，隨時及定時準確的生理狀況檢查，多元化的記錄報告，緊急情況自動協助求救等。
【專利說明】用于自動測錄健康數據的智能健康手表及智能健康系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種手表，特別涉及一種用于測量和記錄使用者的各種生理及非生理狀況，包括:追蹤日常活動、提醒待辦事項、運動量記錄、睡眠狀態記錄、檢測異常的狀況及警示緊急情況等的智能健康手表及智能健康系統。
【背景技術】
[0002]隨著醫療科學知識的進步，人類的壽命得以延長。與此同時，一些常見的長期疾病，例如血管疾病和糖尿病等，成為不少都市人困擾的問題。根據世界衛生組織收集的資料顯示，全球有10億人患有高血壓，3.5億人患有糖尿病，另每年有I千7百萬人死于心血管疾病，有I千5百萬人中風，當中有5百萬人因此而死亡，另外5百萬人此而永久殘廢。在發達國家，中風的發病率正在下降，主要是由于注意健康及生活習慣有所改善。然而由于人口老化，整體的中風率依然是居高不下。
[0003]雖然心血管疾病及糖尿病通常發生在中年或老年，但近年在世界各地這些疾病開始發生于較早的年紀。其成因主要是病者于童年至成年時的不良飲食及生活習慣，包括:缺乏運動、不良飲食及吸煙等惡習。
[0004]現代青年體力活動顯著下降，特別是女童在青春期中肥胖已大幅增加。這情況不僅發生在歐洲和北美，連傳統苗條的人口如中國和日本的年輕人口也有很多是肥胖的。以前在兒童罕見的第2型糖尿病例也開始越來越常見。從北美，日本和泰國的兒童心血管疾病事故中，死亡后尸體解剖發現冠狀動脈的脂肪條紋及纖維斑塊的記錄可以看出年幼的孩子血脂升高，血壓高。因此全球需要采取緊急行動。家庭，學校，小區，健康專業人員，公共健康官員和決策者都需要，以促進各年齡，由兒童，青少年至老年健康的生活方式，以減少世界面臨心血管病流行。
[0005]雖然這些長期疾病不可治愈，但普遍認為適當的藥物與健康的生活方式，包括飲食和日常活動，將有效地增加人們的健康，減少這些疾病帶來的傷害的機會的。
[0006]解決上述這些問題，不少制藥公司已經努力地開發出不少保持身體健康的藥品。可惜的是，沒有完美神奇的藥能為所有人解決所有問題。原因是每個人體質不同，對藥物反應有異。醫生往往需要進行不同試驗和測試以確定服用的藥物及服用的分量是最適當及有效，亦沒有不良的副作用。因此，無論是心血管疾病或糖尿病等疾病，醫生建議患者每日自我進行記錄定時多次健康數據如血糖水平，血壓，血率等的測量。這是唯一的方法，醫生可以正確地調整的藥物劑量及監測藥物的效果，從而對患者對癥下藥。
[0007]例如，建議每日至少測量血壓四次，血糖水平。還建議在運動期間之前和之后，測量其他心理信號，如心率，血液中的氧消耗，以避免過度鍛煉。更進一步建議，每天定時在同一時間測量這些心理信號。這樣，經過一段時間，這些數據定期記錄更能了解一個人的全面健康狀況。
[0008]市面上已設計及開發了各中家庭用的身體狀況監控產品用于監測使用者心率，血壓，血液中的氧消耗，血糖水平等。主要目的是提供快速及方便的自我監測身體健康狀況的方式。從這些數據導出其他信號，如燃燒的熱量，身體脂肪比例等。可惜，由于健忘，或設備不在身邊，使用者很難在常規時間量度健康數據，如血壓，血糖水平等。同時也很難把記錄的數據制成一個簡單的數據讀取格式好讓醫師審查。此外，擺放位置錯誤，受不同的環境因素影響，如天氣炎熱，吃中午飯了過多的食物，忘記吃藥，等都會影響讀取數據的準確性。
[0009]另一種方法解決前面提到的問題是有一個健康的生活方式，包括:健康的膳食、適當的運動、對自我的情緒了解及控制、消除非健康的生活習慣、避免有害環境和健康的生活方式。
[0010]要有健康的膳食習慣,需要自覺地記錄了所采取的食品。在審查飲食記錄時,人們會意識到，長期飲食不均衡問題。例如，一個人可能發現近期已食過多漢堡包并沒有足夠的蔬菜飲食。市面上有些應用程序試圖跟蹤日常飲食，但這些應用程序并沒有同時記錄身體健康狀況的信息。
[0011]進行適當的運動，需要在運動時不斷記錄運動量及監測生理信號反應。連續練習量記錄，提高保持健康意識，從而提高保持完成目標量一致的運動動機。有許多設備已被開發，如行走計步器，練習力量測量器，騎自行車距離測量器等。一些設備備有傳感器允許使用者查詢運動后的生理現象，避免運動量過多。然而大多數的設備僅測量特殊類型的運動量數據，測量的數據通常不包括其它因素，如溫度，濕度和環境的變化。這些環境因素經常是導致人們運動時中風的原因。
[0012]了解情緒的感覺，需要一個對生理和非生理數據直覺的相關性分析。例如了解及分析睡眠模式，血壓，日期及特殊活動的關系。情緒如壓力，恐懼，孤獨和影響一個人的睡眠健康包括生理健康狀況。因此，從睡眠模式，工作時間太長，異常生理健康信號等，能在較早的階段看到一個人的情緒健康問題，有助提早進行治療，如看心理醫生或改變生活模式，避免進一步的損害。市面上有一些產品在市場監測睡眠模式，但他們不追蹤日常活動和其他生理信號，使其難以在早期階段檢測心理情緒的異常。
[0013]消除不良的生活習慣，如酗酒和吸煙，需要一個人的決心，以及外來鼓勵。不斷減少不良生活習慣記錄，再加上在改善的健康，如更好的睡眠和健康的血壓；及朋友和家人的鼓勵，將增加消除壞習慣的成功機會。
[0014]避免有害的環境，要求不停地檢測環境條件變化。例如，溫度的突然變化會使一些體質較弱的人，如年長人士或有病的人的做成威脅。天氣預報和定期監測生理信號，將有助于避免在惡劣條件下的傷害。

【發明內容】

[0015]為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種用于自動測錄健康數據的智能健康手表及智能健康系統，旨在解決現時管理健康資料方法的不足，提供一個既方便卻又能全面滿足日常健康管理的需要，包括:鍛煉教助，日常活動及服藥提示，隨時及定時準確的生理狀況檢查，多元化的記錄報告，緊急情況自動協助求救等。
[0016]為了達到上述目的，本發明提供一種用于自動測錄健康數據的智能健康手表，包括:
[0017]一用于控制所述智能健康手表運行的單片機模塊；
[0018]一顯示模塊，與所述單片機模塊連接；[0019]一用于多維度的運動跟蹤的動態監測模塊，與所述單片機模塊連接；
[0020]一用于獲取使用者的生理和非生理數據的數據獲取模塊，與所述單片機模塊連接。
[0021]優選地，所述智能健康手表還包括:
[0022]用于在緊急情況下自動撥打呼救電話的移動通訊模塊，與所述單片機模塊連接。
[0023]優選地，所述數據獲取模塊包括:氣囊模塊、氣壓力傳感模塊、空氣泵模塊和空氣閥模塊，當使用者啟動血壓測量功能后，所述單片機模塊通過監測所述氣壓力傳感模塊的數據而調整發送到所述空氣泵模塊的功率脈沖寬度，當取得所需的脈沖后，所述空氣閥模塊將被激活，將所述氣囊模塊放氣以減少氣囊模塊壓力。
[0024]優選地，所述智能健康手表還包括:用于檢測外部溫度以及使用者的溫度的溫度傳感器模塊，與所述單片機模塊連接。
[0025]優選地，所述智能健康手表還包括:紅外線收發模塊和可編程增益電路，所述紅外線收發模塊通過所述可編程增益電路與所述單片機模塊連接。
[0026]優選地，所述智能健康手表還包括:電極端模塊、濾波增益器、仿真數字轉換器，所述電極端模塊通過所述濾波增益器和所述仿真數字轉換器與所述單片機模塊連接。
[0027]優選地，所述智能健康手表還包括:力傳感模塊，通過所述濾波增益器和所述仿真數字轉換器與所述單片機模塊連接。
[0028]優選地，所述智能健康手表還包括:用于與其他設備建立通信連接的射頻模塊，所述射頻模塊與所述單片機模塊連接。
[0029]優選地，所述智能健康手表還包括:用于獲取所述智能健康手表的地理位置信息的定位模塊，與所述單片機模塊連接。
[0030]優選地，所述智能健康手表還包括:用于存儲數據的記憶模塊，與所述單片機模塊連接，所述數據包括生理狀況記錄、醫療記錄、用藥記錄、鍛煉記錄、飲食記錄、活動記錄、睡覺記錄中的任意一種或多種。
[0031]優選地，所述顯示模塊包括:防護鏡、背光源和顯示設備。
[0032]優選地，所述動態監測模塊包括:三軸角速度傳感器、三軸加速度傳感器和三軸羅盤。
[0033]優選地，所述智能健康手表還包括:用于與外置的監測設備連接的連接器模塊，所述連接器模塊與所述單片機模塊連接。
[0034]同樣，本發明還提供一種智能健康系統，包括:依次連接的外置數據收集模塊、智能健康手表和健康數據管理模塊，其中所述智能健康手表包括:
[0035]用于控制所述智能健康手表運行的單片機模塊；
[0036]顯示模塊，與所述單片機模塊連接；
[0037]用于多維度的運動跟蹤的動態監測模塊，與所述單片機模塊連接；
[0038]用于獲取使用者的生理和非生理數據的數據獲取模塊，與所述單片機模塊連接。
[0039]優選地，所述數據獲取模塊包括:氣囊模塊、氣壓力傳感模塊、空氣泵模塊和空氣閥模塊，當使用者啟動血壓測量功能后，所述單片機模塊通過監測所述氣壓力傳感模塊的數據而調整發送到所述空氣泵模塊的功率脈沖寬度，當取得所需的脈沖后，所述空氣閥模塊將被激活，將所述氣囊模塊放氣以減少所述氣囊模塊壓力。[0040]優選地，所述外置數據收集模塊包括生理數據采集模塊，所述生理數據采集模塊包括:心率監測胸帶、血糖儀、心電圖和心電圖監視器、脈搏血氧飽和度、血壓監測儀、體脂肪率監視器、體重秤中的任意一種或多種。
[0041]優選地，所述健康數據管理模塊包括硬件設備，所述硬件設備包括:計算機、智能手機、平板計算機、PC機、計算機服務器、網絡應用服務器、移動應用服務器中的任意一種或多種。
[0042]優選地，所述智能健康手表、所述外置數據收集模塊和所述健康數據管理模塊之間的通信方式采用有線傳輸和/或無線傳輸。
[0043]在本發明的實施例中，該智能健康手表不僅能夠輸出時間信息，也能輸出生理數據(如心率，血壓等)，以及環境條件(如溫度，濕度和存儲等)，記錄日常活動和鍛煉信息，通過上述數據與存儲的用藥史，將提供最有效的健康管理，以及在緊急情況下披露的重要信息(如過敏物質)。
[0044]在本發明的實施例中，該智能健康手表作為一個時間片設備(可能是最廣泛開展設備與移動電話相媲美)提供了最方便的方法，集中所有的健康監測功能，為使用者所需要的。該智能健康手表具有連接到外部健康監測設備(如胸心率帶，血氧飽和度血氧飽和度儀，血糖儀等)和遠程固件更新能力，使該智能健康手表能夠滿足日常健康管理的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1為本發明的實施例中智能健康手表的主視圖；
[0046]圖2為本發明的另一實施例中智能健康手表的主視圖；
[0047]圖3為本發明的實施例中智能健康手表的左視圖；
[0048]圖4為本發明的實施例中智能健康手表與氣囊連接的示意圖；
[0049]圖5為本發明的實施例中使用者穿戴智能健康手表的右視圖；
[0050]圖6為本發明的實施例中使用者穿戴智能健康手表的另一右視圖；
[0051]圖7為本發明的實施例中使用者觸發智能健康手表去測量心電圖的示意圖；
[0052]圖8為本發明的實施例中智能健康手表背面的示意圖；
[0053]圖9為本發明的實施例中智能健康手表另一個背面的不意圖；
[0054]圖10為本發明的實施例中智能健康手表另一個背面的不意圖；
[0055]圖11為本發明的實施例中智能健康手表另一個背面的不意圖；
[0056]圖12為本發明的實施例中智能健康系統的結構示意圖；
[0057]圖13為本發明的實施例中智能健康手表的結構框圖；
[0058]圖14為本發明的實施例中智能健康系統的功能框圖；
[0059]圖15為本發明的實施例中單片機模塊的智能動態偵測的流程圖；
[0060]圖16為本發明的實施例中健康檢查流程圖；
[0061]圖17為本發明的實施例中智能健康手表的坐標系統的原理圖；
[0062]圖18為本發明的實施例中智能健康手表在緊急狀況下數據顯示的示意圖；
[0063]圖19為本發明的實施例中智能健康手表在警示狀況下顯示的示意圖；
[0064]圖20為本發明的實施例中智能健康手表中的健康數據管理模塊的結構示意圖。【具體實施方式】
[0065]圖1示出了本發明實施例提供的智能健康手表100的外觀其中一個例子的主視圖。101表示智能健康手表100的外殼。102表示智能健康手表100的手腕帶。103表示智能健康手表100的顯示。顯示103可配備觸摸屏感應，以方便使用者使用。
[0066]如圖1所示，顯示103顯示了本發明的主屏幕顯示圖的一個樣本，例如顯示時間，天氣，溫度，下次預約時間表等。
[0067]104表示對智能健康手表100使用的硬按鍵，例如為本發明智能健康手表100提供的一些主要功能，如心率監視，血壓監視，緊急報警等提供觸式控制。如圖1所示，在本實施例中，該硬按鍵104快速按鈕可位于智能健康手表100的正面，以方便使用者快速運用。
[0068]圖2示出了本發明實施例提供的智能健康手表100的外觀其中另一個例子的主視圖，其中，103表示智能健康手表100的觸摸屏顯示屏。105表示顯示在觸摸屏顯示屏103上可觸摸的軟按鍵，允許使用者快速運用一些經常使用的功能，如心率監視，血壓監視，緊急報警等。
[0069]如圖2所示，觸摸屏顯示屏103顯示了本發明的主屏幕顯示圖的另一個樣本，顯示的基本信息如時間，天氣，溫度等。
[0070]雖然圖2中該觸摸屏顯示屏103是矩形形狀，當然可以理解的是，在本實施例中該智能健康手表100可以有不同的形式和形狀。例如，當使用柔性的OLED (OrganicLight-Emitting Diode，有機發光二極管)，薄膜的彎曲形狀可根據實際情況進行調整。
[0071]圖3示出了本發明實施例提供的智能健康手表100的其中一個例子的左視圖，其中，140表示用于控制智能健康手表100的輔助硬按鍵。在本實施例中，該智能健康手表100的配置包括:力傳感模塊106，電極107，氣囊模塊108等，其中氣囊模塊108表示己放氣的可拆卸及可充氣的氣囊。氣囊模塊108有個增厚區域覆蓋在力傳感模塊106上，形成一個凸出區域，該凸出區域轉移使用者動脈壓力到力傳感模塊106上。142表示鎖定裝置和隱蔽的外置連接器。隱蔽的外置連接器142可采用USB結構，或MicroUSB結構等。
[0072]在本發明的另一實施例中，可安裝額外的力傳感模塊106到外置連接142里。隨著額外安裝的力傳感模塊106，智能健康手表100就能測量動脈血壓，該智能健康手表100可穿戴在使用者的手腕或手腕背面上。
[0073]圖4示出了本發明智能健康手表的配置的右視圖，其中，141表示可拆卸的部件(如記憶卡，電池，移動網絡接入卡及連接口)等的取掩蓋。
[0074]圖5示出了使用者穿戴本發明智能健康手表的右視圖，其中801表示使用者手臂的主要動脈血管。在圖5中氣囊模塊108正處于放氣狀態。800表示使用者手臂的交叉剖視圖。
[0075]圖6示出了使用者穿戴本發明智能健康手表的另一個右視圖。在圖6中充了氣的氣囊模塊108貼到使用者的手臂執行測量血壓功能。
[0076]圖7示出了本發明中使用者觸發智能健康手表去測量心電圖的示意圖。
[0077]圖8示出了本發明智能健康手表背面的示意圖。圖中與智能健康手表100分離的氣囊模塊108露出了力傳感模塊106，出風口 110及進風口 111。出風口 110和進風口 111與氣囊模塊108的連接口 113接上后，可以讓氣囊模塊108內的氣室充氣膨脹及放氣收縮。112表示膠粘部件例如魔術貼等，膠粘部件112用于將氣囊模塊108固定在智能健康手表100內。109表示匹配近區紅外線收發器、用于測量生理數據包括心率，血糖，血氧飽和度等。114表示智能健康手表100的可拆卸的后蓋，后蓋114可用螺釘其他方法固定。115表示氣囊模塊108上的多個條紋。條紋115的設置能讓空氣通過，提高穿戴智能健康手表100的使用者的舒適度。氣囊模塊108是可拆卸的，以便清洗及更換。由于經常膨脹及收縮會縮短氣囊模塊108的壽命，所以可通過拆卸結構提升更換氣囊模塊108的便利性。
[0078]圖9示出本發明智能健康手表100背面的另一個示意圖。圖9中示出局部附著于智能健康手表100的氣囊模塊108、展露了氣囊模塊108背面的連接口 113及膠粘部件112。通過膠粘部件112、可把手腕帶102和氣囊模塊108連接在一起。
[0079]圖10示出本發明智能健康手表100背面的另一個示意圖。圖10中示出全部附著于智能健康手表100的氣囊模塊108。圖10中的氣囊模塊108正處于完全放氣的狀態。
[0080]圖11示出本發明智能健康手表100背面的另一個示意圖。圖11中示出全部附著于智能健康手表100的氣囊模塊108。圖11中的氣囊模塊108正處于完全充氣的狀態。
[0081]圖12示出本發明的智能健康系統的結構示意圖，該智能健康系統包括:智能健康手表100、外置數據收集模塊200和健康數據管理模塊300，其中外置數據收集模塊200包括:生理數據采集模塊，該生理數據采集模塊包括:心率監測胸帶、血糖儀、心電圖和心電圖監視器、脈搏血氧飽和度、血壓監測儀、體脂肪率監視器和體重秤等。
[0082]外置數據收集模塊200還包括從鍛煉的數據，環境數據和非生理數據中采集數據的采集模塊。例如從設備，例如計步器、游泳跟蹤器、自行車和健身器材中采集鍛煉的數據。其中健身器材包括跑步機、交叉訓練機、劃船機等。環境數據包括:GPS監控數據，溫度監控數據和天氣監測數據。
[0083]健康數據管理模塊300包括硬件設備和軟件框架，其中硬件設備包括:計算機、智能手機、平板計算機、PC機、計算機服務器、網絡應用服務器和移動應用服務器等。硬件設備可以讀取，存儲，顯示和分析收集到的數據。軟件框架包括基于PC的應用軟件，基于網絡的應用軟件，移動設備的應用。除了接收、存儲、顯示和分析收集到的數據，健康數據管理模塊300還可以存儲包括:x射線圖像、手術報告和更復雜的信息，如事先病史。這些信息可輸出至智能健康手表100，從而為使用者提供全面的健康信息記錄。
[0084]智能健康手表100，外置數據收集模塊200和健康數據管理模塊300之間的通信方式可米用有線傳輸和/或無線傳輸的方式。有線傳輸的方式包括MicroUSB傳輸,USB傳輸等。無線傳輸的方式包括:藍牙，W1-Fi，移動網絡(3G，4G等)傳輸等。此外，收集的數據可以存儲上的MicroSD卡，SD卡或者其他類如移動存儲器中。可移動存儲器允許從智能健康手表100和外置數據收集模塊200之間建立任何連接，而接受健康數據管理模塊300檢索。
[0085]智能健康手表100可與多個外置數據采集模塊200連接收集數據。連同智能健康手表100內部的多個收集數據的模塊，智能健康手表100可作為一種便攜式和方便的集中式數據采集和記錄中心。數據采集功能可以由使用者手動激活或自動根據預設的調度。
[0086]在本發明的實施例中，該智能健康手表100除了收集健康數據的功能之外，智能健康手表100還可配置有其他功能，如運動教練功能，私人助理功能和保健護士功能等。運動教練功能包括運動動機和目標設定了鍛煉預防。個人助理功能包括預約提醒、日常活動記錄和記錄備忘錄等。保健護士的功能包括用藥提醒、緊急檢測、健康狀態監測和睡眠模式監控等。[0087]圖13示出本發明的實施例中智能健康手表100結構框圖。該智能健康手表100包括單片機模塊120，顯示模塊103，氣囊模塊108，天線136及下面列出的組件等，其中
[0088]103表示智能健康手表100的顯示模塊。顯示模塊103包括防護鏡如強化玻璃觸摸屏，背光源和顯示設備等。顯示設備包括:液晶顯示器(IXD)、光二極管(LED)、有機發光二極管(OLED)、柔性有機發光二極管(flexible 0LED)等。當使用柔性有機發光二極管，智能健康手表100的表面可以是曲率形狀。
[0089]121表示用于多維度的運動跟蹤的動態檢測模塊。動態檢測模塊121包括三軸角速度傳感器(陀螺儀)、三軸加速度傳感器和三軸羅盤等。動態檢測模塊121可配置為具有以下功能包括:計步、位置比較、跌倒偵測、睡眠模式監控、自動顯示縮放、消除噪音，以及其他運動模式識別等。三軸角速度傳感器和三軸加速度傳感器可用于測量爬樓梯的步數。三軸角速度傳感器和指南針傳感器可用于調整生理信號的測量，如測量血壓時調整智能健康手表的位置。由于手臂和心臟的相對位置影響血壓測量，準確的檢測血壓變化，需要大約相同的手臂撐的位置。角位置和三維磁場結合，將確保更準確的健康數據讀取。
[0090]三軸加速度傳感器能偵測用戶跌倒時的突然加速度，讓智能健康手表100啟動緊急程序，加快應急人員到用戶的救助。另外所有九度傳感器也將智能健康手表100來區分使用者在睡覺時的滾動運動，或清醒時步行到廁所的運動，從而得到一個真正的睡眠模式記錄。
[0091]三軸羅盤也允許為了提高可讀性的文本在顯示器上顯示，該智能健康手表100自動放大。此外，結合閱讀和生理閱讀，智能健康手表100將能夠消除由于運動時產生的噪聲信號的準確測量。此外，通過激活行駛模式識別，數據從所有九個度傳感器將能夠登錄非步行鍛煉，如打乒乓球，跳舞，耍太極拳等。
[0092]122表示溫度傳感模塊，溫度傳感模塊122檢測的溫度包括連接到智能健康手表110的后蓋114和套管101來衡量外部溫度以及使用者的溫度。單片機模塊120將檢測溫度突然變化或異常炎熱和寒冷的日子里，增加中暑低溫傷害的健康數據記錄，避免使用者過度鍛煉等。
[0093]109表示紅外線收發模塊，紅外線收發模塊109包括配套近場紅外發射器和接收器。紅外線收發模塊109可通過可編程增益電路133與單片機模塊120連接。單片機模塊120將調整功率和增益為紅外線收發模塊109來衡量各種生理數據，如心率、血液中的氧分消耗量，血液中含量變化如血糖水平等。
[0094]107表示電極端模塊。電極端模塊107連接高增益放大器的濾波增益器134的多路復用器。由于人類的生理信號往往十分微弱，有時在毫伏范圍。因此，要準確地解釋信號，單片機模塊120需要放大信號。由于相關的生理信號如心臟的跳動或運動的頻率是比較低的、切斷預設頻率范圍的多階段低通濾波器能有效地過濾掉不需要的信號，如電源線引起的干擾在50赫茲或60赫茲。濾波增益器134連接到仿真數字轉換器135把通濾及放大的信息轉成數碼讓單片機模塊120收集，分析，并執行各種功能。
[0095]106表示力傳感模塊。單片機模塊120收集的數據來自力傳感模塊106，尤其是當使用者處于睡眠狀態進行動態血壓監測(ABPM)。單片機模塊120會自動調整數據收集的頻率和提供的數據進行比較。
[0096]123表不氣壓力傳感模塊。124表不空氣泵模塊。125表不空氣閥模塊。使用者啟動血壓測量功能后，單片機模塊120通過監測氣壓力傳感模塊123的數據而調整發送到空氣泵模塊124的功率脈沖寬度。當取得所需的脈沖，測量完成后，空氣閥模塊125將被激活，將氣囊模塊108放氣以減少氣囊模塊108壓力。單片機模塊120在校準動態血壓監測過程中也將激活空氣泵模塊124膨脹氣囊模塊108，以確保正在睡覺當中的使用者動態血壓測量是準確的。
[0097]126表示射頻模塊，用于與其他設備建立通信。射頻模塊126采用的通信協議包括:藍牙協議、ZigBee協議、W1-Fi協議和其他類似的協議。
[0098]127表示移動通訊模塊，包括使用者身份模塊SM卡的MicroSM，發送和接收模塊允許智能健康手表100連接的移動網絡，如GSM、3G、4G、HSPA等。移動通訊模塊127可用于在緊急情況下自動撥打呼救電話，例如監測到用戶跌倒，或者監測到使用者處于生病狀態時(例如通過生理數據判斷)該移動通訊模塊127可自動撥打呼救電話。移動通訊模塊127還負責收集時間，天氣條件等信息。
[0099]128表示定位模塊。安裝后，定位模塊128能增加由智能健康手表100收集的一些數據的準確性。例如實際步行及騎自行車距離，更進一步增加熱量消耗估計準確度。此夕卜，在緊急事件發生時能通過移動通訊模塊127發送位置數據有助于快速找到使用者減少等待緊急治療的時間。
[0100]129表示記憶模塊，記憶模塊129包括內部存儲器和外部存儲器。內部存儲器存儲所有數據，包括關鍵數據，如固件、設置等。外部存儲器提供延長監測期間所需的存儲空間。此外，外部存儲器提供數據共享的另一方法。能讓其他人，如使用者的家人或家庭醫師等用個人計算機等設備讀取長時間收集的數據，數據包括生理狀況記錄、醫療記錄、用藥記錄、鍛煉記錄、飲食記錄、活動記錄、睡覺記錄中的任意一種或多種。
[0101]130表示連接器模塊，連接器模塊130包括隱藏在鎖定裝置142連接頭和隱藏在外殼101的連接口，電子靜電放電ESD保護電路等，連接器模塊130可以連接到外置的監測設備的連接端口，如通用串行總線USB接口，MicroUSB等。連接器模塊130可用于對智能健康手表100進行充電及數據傳輸等。
[0102]131表示電源模塊，電源模塊131包括:電壓調節電路、可充電電池和電池盒等。其中可充電電池包括:鎳鎘電池、鋰電池等。
[0103]132表示電源充電模塊，電源充電模塊132包括:ESD保護電路、有線充電電路和無線電感式充電電路。
[0104]參見圖14，為本發明的實施例中智能健康系統的功能框圖。本發明智能健康手表100的功能包括:時間501、心跳監測502、血壓計503、計步器504、熱量計505、溫度計506、外部傳感器模塊507，提示508，外部鏈接509，健康保護510，緊急情況511，服藥記錄512，健康報告513，定值514，連續健康監測515，日常活動記錄516，動態血壓監測517，睡眠監測518，天氣519，其他520。
[0105]如圖15所示，為單片機模塊120的智能動態偵測程序600的流程圖。
[0106]當智能健康手表被移動時，動態監測模塊121會對單片機模塊120初始動態中斷指令(步驟601)。然后單片機模塊120將開始獲取動態監測模塊121的數據并啟動跌倒確認比較程序，確認使用者是否已經跌倒(步驟602)。
[0107]如果確定使用者已跌倒，單片機模塊120會啟動步驟617和步驟609。步驟程序617要求使用者回應，當等待響應程序(步驟618)，在等待之后仍沒有接收到使用者回應，單片機模塊120將啟動緊急事故511。然后自動啟動緊急信息顯示程序(步驟615)。步驟615顯示的信息包括:使用者的姓名、緊急聯絡人和家庭醫生的信息、關鍵數據(如血型，目前服用的藥物，物質的過敏等)，以便響應急診醫師能對使用者提供更適當和更快治理。同時蜂鳴器會被啟動，以提醒周圍的人。此外求救程序(步驟616)將撥出求救電話給應急單位并發送其他信息如的位置等用于加快拯救使用者行動的速度，從而減低受傷程度。
[0108]與此同時，單片機模塊120會啟動心率測量程序(步驟609)及血壓測量程序(步驟611)。如數據比較程序檢測數據和之前記錄的平均值有異，單片機模塊120會啟動請求確認程序(步驟613)。當等待程序(步驟614)在等待之后仍沒有接收到使用者回應單片機模塊120將自動啟動緊急事故511及緊急信息顯示(步驟615)。這樣能有效地擔任第二道防線，在即使等待響應程序(步驟618)不觸發緊急事故511的情況下保護使用者，避免使用者跌倒導致的休克，暈厥或抽搐等。
[0109]如果跌倒確認比較程序(步驟602)已經確定使用者沒有跌倒，單片機模塊120會啟動睡眠模式比較程序(步驟603)。結合時間記錄，使用者激活的睡眠標識及睡眠記錄程序(步驟619)，智能健康手表100能準確地記錄使用者的睡眠狀態以便更進一步了解使用者的心理及生理狀態及稍后將用于睡眠模式分析。
[0110]隨后，單片機模塊120將檢查動態血壓監測定時器(步驟620)，以確定它是否是一個合適的時間進行動態血壓監測程序(步驟621)。
[0111]記錄程序(步驟608)負責記錄從心率測量(步驟609)、血壓測量(步驟611)、動態血壓(步驟621)所收集的心率、血壓、動態血壓數據一起存儲。
[0112]如果單片機模塊120已確定使用者亦不是在睡覺中，那步行確認比較程序(步驟604)將被激活。當確定使用者在步行時，計步程序(步驟606)將被激活并通過計步記錄程序(步驟607)記錄步行數據。
[0113]如果單片機模塊120已確定使用者亦不是跌倒、在睡覺中、步行中，單片機模塊120將開始模式識別程序(步驟605)，用于測量其他動作。
[0114]這種采用多個傳感器的組合將準確地存儲生理數據，同時在緊急事件中幫助使用者求救。
[0115]參見圖16，為本發明的實施例中健康檢查流程圖及提醒功能700。當健康檢查功能，如心率監測502、血壓監測503、外置數據監測507及其他等功能已經完成后，單片機模塊120將存儲的數據與先前記錄的數據進行比較(步驟701)。如果新記錄的數據是在正常的范圍內(步驟702)，然后單片機模塊120將運行常規主程序(步驟705)。
[0116]如果比較過程檢測到異常數據(步驟702)，單片機模塊120會啟動警示過程提醒使用者(步驟707 )。步驟708代表由健康檢查定時器激活中斷指令，用于將啟動自動連續健康檢查(步驟517)。
[0117]506代表溫度計功能，504代表計步器功能，516代表活動記錄器功能，519代表天氣監測器功能。這些功能及步驟517所記錄的數據，將被存儲過程(步驟703)相比以前數據的過程(步驟704)。如果數據是正常的，然后單片機模塊120將運行主程序常規(步驟705)。單片機模塊120確認檢測到異常后，如溫度比正常溫度高，運動過多，記錄活動的變化(如喝太多啤酒)，在睡眠過程中動態異常等，單片機模塊120將自動增加健康檢查頻率過程(步驟706)，減少健康檢查定時器708的等待時間。這將增加健康檢查定時器708持續健康檢查定時器中斷的發生頻率。完成健康檢測頻率(步驟706)后，單片機模塊120會提醒使用者(步驟707)。
[0118]警示過程可產生的例子之一是:接近室外約會的時間時，提醒使用者在雨天帶雨傘。
[0119]警示過程可產生的另一個例子是:當使用者已經步行了很久，而室外溫度又高于正常值，智能健康手表將顯示消息提醒使用者狀況，并建議使用者到室內休息。
[0120]警示過程可產生的又另一個例子是，當一段長時間內(例如超過一個星期的時間)，使用者睡眠時有過多的移動，不能好好的休息時，可提醒使用者可能需要改變一下生活習慣。
[0121]除了顯示警示消息，警示過程功能也將啟動內部蜂鳴器，提醒使用者注意警示。此夕卜，在使用者沒有注意顯示的報警消息和聲音的情況下，警示功能還會啟動內部振動器確保使用者注意警示。
[0122]這些實施例說明本發明智能健康手表披露的創新個人保健護士的功能。
[0123]參見圖17,為本發明的實施例中智能健康手表的坐標系統的原理圖。811表不與地球表面平行的X軸參考坐標值X。812表示與地球表面垂直的y軸參考坐標值Y。813表示與地球表面平行及同時與X軸和y軸垂成直角的z軸參考坐標值Z。
[0124]在工廠安裝時，單片機模塊120使用三軸羅盤傳感器模塊121去量度并存儲這些坐標值的相對磁場數據。單片機模塊120也可以讓使用者在設置過程中校正。周圍移動智能健康手表100，會改變三軸羅盤傳感器模塊121的測量值。
[0125]如圖17所示，使用者彎曲上肢，讓智能健康手表100與心臟位置高度基本相同。這就是通常建議得到準確的測量血壓。醫學界認為這位置能更準確地量度血壓數據。在這位置中，814表不與智能健康手表100表面平行的X軸的相應坐標值XI。815表不與智能健康手表100表面垂直的Y軸的相應坐標值H。816表不與智能健康手表100表面平行及同時與X軸和I軸垂成直角的z軸的相應坐標值Z1。坐標值811和坐標值814之間的差異代表了位置變化所帶的X軸坐標變化值delta χ0坐標值812和坐標值815之間的差異代表了位置變化所帶的y軸坐標變化值delta y。坐標值813和坐標值816之間的差異代表了位置變化所帶的z軸坐標變化值delta z。
[0126]在設置的過程中單片機模塊120將為不同的生理測量功能，存儲各坐標變化值，delta X, delta y及delta z組合作為相應的位置默認值參數。每次智能健康手表100執行健康數據測量時，都會將新的位置參數與使用者的位置默認值比較。如果新的參數與默認值的差異超過臨界值，此時單片機模塊120會建議使用者滾動，俯仰或傾斜智能健康手表100以回到初始默認值。相同的身體姿勢制能提高生理測量精確度，因為身體姿勢與生理狀態測量有直接的關系。因為上肢關節和眼睛的位置是固定的，所以閱讀和控制衛生手表的位置不會相差太遠，通過使用三軸羅盤測量的變化值，可以確認的相對位置是相同的。
[0127]參見圖18，為本發明的實施例中智能健康手表在緊急狀況下數據顯示的示意圖。圖18中，在緊急狀況下，智能健康手表100顯示:使用者的名稱、使用者家人電話、使用者年齡及血型、使用者會過敏的藥物及使用者家庭醫生電話等。同時也激活其他功能按鍵讓救護人員能翻查使用者服藥記錄及其他聯絡人資料等。[0128]參見圖19，為本發明的實施例中智能健康手表在警示狀況下顯示的示意圖。圖19中，智能健康手表100偵測了天氣，心率及步行量有異于平常。于是警示使用者，要求確認。在顯示提出要求使用者休息的同時也啟動了全檢及緊急按鍵方使使用者使用。
[0129]參見圖20，為本發明的實施例中智能健康手表的健康數據管理模塊300的示例圖。此樣品圖是前面提到的健康數據管理模塊300的部分功能。401表示顯示和編輯個人信息，包括:姓名，年齡，聯系信息等。402表示存儲的醫療信息，包括:病史，醫療報告，藥物的報告等。403表示顯示日常活動日志。404表示其他日志顯示。405表示綜合報告顯示。406表不獨立報告顯不。407表不多個其他功能。
[0130]在圖20中，可以通過激活選擇功能按鈕424選擇多個生理或非生理數據測量數據顯不O
[0131]在圖20中，410表示顯示數據的數量軸。411表示不同尺度的軸的數量，提高報告的可讀性。412表示步行的步數。413表示平均收縮壓測量。414表示平均舒張壓測量。415表示平均心率。416表示平均睡眠時間。417表示平均血糖測量值。418表示平均每天消耗啤酒罐數。419表示藥物I的平均采取劑量。420表示用藥2的平均采取劑量。421表示年的選擇按鈕。422表示月的選擇按鈕。423表示天的選擇按鈕。
[0132]從此圖可以通過結合生理和非生理數據，研究各種活動及藥物對健康狀況的影響。例如，當使用者開始服藥I如指標430表示，使用者血壓開始相應下降如指標431表示。因此，可以得出結論，用藥I有效地降低使用者的血壓。
[0133]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于自動測錄健康數據的智能健康手表，其特征在于，包括: 一用于控制所述智能健康手表運行的單片機模塊； 一顯示模塊，與所述單片機模塊連接； 一用于多維度的運動跟蹤的動態監測模塊，與所述單片機模塊連接； 一用于獲取使用者的生理和非生理數據的數據獲取模塊，與所述單片機模塊連接。
2.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括: 用于在緊急情況下自動撥打呼救電話的移動通訊模塊，與所述單片機模塊連接。
3.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述數據獲取模塊包括:氣囊模塊、氣壓力傳感模塊、空氣泵模塊和空氣閥模塊，當使用者啟動血壓測量功能后，所述單片機模塊通過監測所述氣壓力傳感模塊的數據而調整發送到所述空氣泵模塊的功率脈沖寬度，當取得所需的脈沖后，所述空氣閥模塊將被激活，將所述氣囊模塊放氣以減少氣囊模塊壓力。
4.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:用于檢測外部溫度以及使用者的溫度的溫度傳感器模塊，與所述單片機模塊連接。
5.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:紅外線收發模塊和可編程增益電路，所述紅外線收發模塊通過所述可編程增益電路與所述單片機模塊連接。
6.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:電極端模塊、濾波增益器、仿真數 字轉換器，所述電極端模塊通過所述濾波增益器和所述仿真數字轉換器與所述單片機模塊連接。
7.根據權利要求6所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:力傳感模塊，通過所述濾波增益器和所述仿真數字轉換器與所述單片機模塊連接。
8.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:用于與其他設備建立通信連接的射頻模塊，所述射頻模塊與所述單片機模塊連接。
9.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:用于獲取所述智能健康手表的地理位置信息的定位模塊，與所述單片機模塊連接。
10.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:用于存儲數據的記憶模塊，與所述單片機模塊連接，所述數據包括生理狀況記錄、醫療記錄、用藥記錄、鍛煉記錄、飲食記錄、活動記錄、睡覺記錄中的任意一種或多種。
11.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述顯示模塊包括:防護鏡、背光源和顯示設備。
12.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述動態監測模塊包括:三軸角速度傳感器、三軸加速度傳感器和三軸羅盤。
13.根據權利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表還包括:用于與外置的監測設備連接的連接器模塊，所述連接器模塊與所述單片機模塊連接。
14.一種智能健康系統，其特征在于，包括:依次連接的外置數據收集模塊、智能健康手表和健康數據管理模塊，其中所述智能健康手表包括: 用于控制所述智能健康手表運行的單片機模塊； 顯示模塊，與所述單片機模塊連接；用于多維度的運動跟蹤的動態監測模塊，與所述單片機模塊連接； 用于獲取使用者的生理和非生理數據的數據獲取模塊，與所述單片機模塊連接。
15.根據權利要求14所述的智能健康系統，其特征在于，所述數據獲取模塊包括:氣囊模塊、氣壓力傳感模塊、空氣泵模塊和空氣閥模塊，當使用者啟動血壓測量功能后，所述單片機模塊通過監測所述氣壓力傳感模塊的數據而調整發送到所述空氣泵模塊的功率脈沖寬度，當取得所需的脈沖后，所述空氣閥模塊將被激活，將所述氣囊模塊放氣以減少所述氣囊模塊壓力。
16.根據權利要求14所述的智能健康系統，其特征在于，所述外置數據收集模塊包括生理數據采集模塊，所述生理數據采集模塊包括:心率監測胸帶、血糖儀、心電圖和心電圖監視器、脈搏血氧飽和度、血壓監測儀、體脂肪率監視器、體重秤中的任意一種或多種。
17.根據權利要求14所述的智能健康系統，其特征在于，所述健康數據管理模塊包括硬件設備，所述硬件設備包括:計算機、智能手機、平板計算機、PC機、計算機服務器、網絡應用服務器、移動應用服務器中的任意一種或多種。
18.根據權利要求14所述的智能健康系統，其特征在于，所述智能健康手表、所述外置數據收集模塊和所述健康`數據管理模塊之間的通信方式采用有線傳輸和/或無線傳輸。
【文檔編號】A61B5/021GK103529684SQ201210227392
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月3日 優先權日:2012年7月3日
【發明者】袁仕杰 申請人:好爸爸高科技集團有限公司