可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标

 

　　摘 要：脉搏波的波形特征与心血管疾病密切相关，为此用户需要一种简单、实时的便携装置。通过安装在正常使用鼠标时大拇指触摸到的鼠标位置的反射式脉搏波光电传感器采集脉搏波信号，信号经过滤波、放大和A/D转换后，利用单片机对脉搏波信号处理并得出心率数据，最后通过USB接口连接电脑端软件显示。将鼠标和反射式光电传感器结合制成成品之后，经过实际测试，传感器能够很好的测得手指脉搏波并输出。这种可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标可以在用户使用鼠标的不经意状态时检测并记录脉搏波及心率。

　　人体脉搏波中蕴藏着丰富的生理病理信息，大量的临床实测结果证实，脉搏波的特征与心血管疾病有着密切的关系。脉搏波所表现出来的形态、强度、速率与节律等方面的综合信息的确在相当程度上反映出人体心血管系统的许多生理和病理特征。因此采用简单易懂的方法获得人体脉搏波就显得很重要。

　　文献［2］描述的脉搏波计测装置，具有脉搏波采集功能，但是测量之前需要用户利用袖带将压力传感器按压在动脉上，袖带给用户带来较大不便；文献［3］描述的脉搏波检出装置和脉搏波检出方法，具有脉搏波采集功能，但是需要使用多个压力传感器，仪器较大，不便于用户测量；文献［4］描述的脉搏波测定装置，具有脉搏波采集功能，但是传感器被按压到患者的手腕上，同时需要袖带固定，不便于用户测量；文献［5］描述的一种光电检测频谱分析高分辨率指端脉搏波检测系统，具有无创脉搏波检测功能，但是仅为单一检测装置，不能与生活物品结合方便用户测量等不足；文献［6］描述的监测使用者生理讯息的鼠标，具有正常鼠标功能及脉搏波采集功能，但是需要用户将手指移动到特定位置测量，测量的同时无法正常使用鼠标等不足。

　　1 系统结构图

　　本文提出了一种可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标的设计方法，其系统内部结构共分为九个部分：反射式脉搏波光电传感器、脉搏波信号滤波电路、脉搏波信号放大模块、鼠标数据采集模块、鼠标控制模块、鼠标数据与脉搏波数据采集处理共用的单片机控制模块、数据转换传输模块、电压转换模块以及Micro USB接口。如图1所示。

　　

　　图1　系统结构图

　　通过反射式脉搏波光电传感器采集到包含人体多种生理参数的信号，然后由脉搏波信号滤波电路与脉搏波信号放大模块对信号进行滤波和放大，并和鼠标数据采集模块采集的数据在鼠标数据与脉搏波数据采集处理共用的单片机控制模块汇集，经过进一步处理之后传输到数据转换传输模块形成适合传输到电脑端的信号形式，再经由Micro USB接口传输到电脑端进行进一步的信号处理和显示。