用于测量血压的传感器模块及使用其的手腕佩戴式便携式血压测量装置的制作方法

1.本发明涉及一种血压测量装置，具体涉及用于测量血压的传感器模块及使用其的手腕佩戴式血压测量装置。


背景技术：

2.最近，人们对保健的关注日益增长，并随着高血压及低血压患者的增加，可以简便地检测自己血压的血压测量用可穿戴设备的研究也在积极进行。
3.尤其，为了提高血压装置的便携性，正在开发通过使用光传感器、压力传感器来测量血压的血压测量用可穿戴设备。
4.现有的使用压力传感器的血压测量用可穿戴设备在佩戴在手腕上的腕带包括用于检测血压的气泵，通过使用腕带的气泵压迫手腕来测量血压，由此具有在测量血压的压迫过程中给使用人员带来不便的问题。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本发明用于解决上述现有技术的问题，其目的在于，提供一种如下的传感器模块，使用多个位于彼此不同的高度的压力传感器在各压力传感器所在位置测量动脉的相对压力，并使用所测量的压力的差来计算压力传感器到动脉为止的距离后，使用该距离来计算更精确的血压。
7.并且，本发明的另一目的在于，使用这种血压测量用传感器模块来提供一种手腕佩戴式便携式血压装置。
8.但是，本实施例所要实现的技术问题并不限定于如上所述的技术问题，还可能存在其他技术问题。
9.技术方案
10.作为解决上述技术问题的技术方案，本公开第一方面的用于测量血压的传感器模块包括：基材部；以及第一压力传感部及第二压力传感部，结合在基材部，从基材部的基准面突出彼此不同的距离且彼此相邻地配置。
11.本公开第一方面的用于测量血压的传感器模块可包括：控制部，用于控制第一压力传感部和第二压力传感部的操作，基于第一压力传感部检测的第一压力、第二压力传感部检测的第二压力来测量血压测量对象血管中的血压。在此情况下，第一压力传感部的基准面与第二压力传感部的基准面可具有第一距离的阶梯差，控制部可基于第一压力、第二压力及第一距离来推算表示从第一压力传感部的基准面到血压测量对象血管为止的距离的第二距离，并可基于第二距离乘以第一压力的值或第一距离与第二距离之和乘以第二压力的值来计算对象血管中的血压值。
12.另一方面，本公开第二方面的手腕佩戴式便携式血压测量装置包括：本体部，内置
显示单元、电源部及控制部，上述显示单元显示血压信息；腕带，结合在本体部；以及传感器模块，结合在本体部或腕带，用于测量血压。在此情况下，传感器模块包括：第一压力传感部及第二压力传感器，结合在基材部，从基材部的基准面突出彼此不同的距离且彼此相邻地配置。
13.并且，本公开第二方面的手腕佩戴式便携式血压测量装置的控制部可基于第一压力、第二压力及第一距离来推算表示从第一压力传感部的基准面到血压测量对象血管为止的距离的第二距离，并可基于第二距离乘以第一压力的值或第一距离与第二距离之和乘以第二压力的值来计算对象血管中的血压值，并可通过显示单元输出所计算的血压。在此情况下，第一压力传感部的基准面与第二压力传感部的基准面具有第一距离的阶梯差。
14.发明的效果
15.根据上述本技术的技术方案，在本发明一实施例的使用压力传感器的血压测量装置中，可在测量血压的过程中仅使用压力传感器来测量血压，而无需使用气泵对对象位置进行加压的步骤，使得使用人员可以随时舒适地测量血压。
16.并且，在本发明一实施例的使用压力传感器的血压测量装置中，由于不使用为了测量血压而加压的气泵，可以简化制造工艺、降低成本，可将血压测量装置制作成小型，从而增强使用人员的便携性及便利性。
17.并且，本发明一实施例的用于测量血压的传感器模块除了手腕穿戴形式之外，能够以如服装等多种类型的可穿戴设备形式附着在对象位置并用于测量血压。
附图说明
18.图1为示出本发明一实施例的用于测量血压的传感器模块的结构的框图。
19.图2a至图2e为用于说明本发明一实施例的用于测量血压的传感器模块测量血压的原理的图。
20.图3a至图3f为用于说明本发明一实施例的传感器模块的结构的立体图。
21.图4a及图4b为示出本发明一实施例的手腕佩戴式便携式血压装置的结构的剖视图。
22.图5为示出本发明一实施例的手腕佩戴式便携式血压测量装置的本体部的结构的框图。
23.图6为本发明一实施例的使用压力传感器的血压测量方法的流程图。
24.图7为示出动脉血压随时间变化的图表。
25.附图标记的说明
26.10：使用压力传感器的便携式血压测量装置
27.100：用于测量血压的传感器模块
28.110：第一压力传感部
29.120：第二压力传感部
30.130：控制部
31.140：通信模块
32.150：基材部
33.160：支撑部(或由硬质结构物组成的支撑部)
34.200：本体部
35.210：电源部
36.220：控制部
37.230：显示单元
38.240：通信模块
39.300：腕带
具体实施方式
40.以下，参照附图详细说明本技术的实施例，使得本技术所属技术领域的普通技术人员可以容易实施。但是，本技术可以由多种不同的实施方式实现，并不限定于在此说明的实施例。而且，在附图中，为了明确说明本技术，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对相似的部分赋予相同的附图标记。
41.在本技术的说明书全文中，当提及一个部分与另一部分“相连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括在中间隔着其他元件“电连接”的情况。
42.在本技术的说明书全文中，当提及一个部件位于另一部件“上”时，部件包括一个部件与另一部件相接触的情况，还包括在两个部件之间存在其他部件的情况。
43.以下，参照附图详细说明本发明的一实施例。
44.图1为示出本发明一实施例的用于测量血压的传感器模块的结构的框图，图2为用于说明本发明一实施例的用于测量血压的传感器模块测量血压的原理的图。
45.如图所示，用于测量血压的传感器模块100可包括第一压力传感部110、第二压力传感部120、控制部130、通信模块140以及基材部150。
46.传感器模块100所包括的第一压力传感部110及第二压力传感部120从基材部150的基准面突出彼此不同的距离且彼此相邻地配置。
47.在此情况下，第一压力传感部110及第二压力传感部120可以为基于应变计的半导体薄膜传感器、用于检测电容随压力变化的电容型薄膜传感器、使用压阻效应的压阻传感器或者其他各种压力传感器。
48.其中，在基于应变计的薄膜传感器中，四个电阻器以惠斯通电桥形式排列在隔板上，因此具有只需控制电阻变化的优点。电容型薄膜传感器具有耐热性、内腐蚀性强，当测量压力时可实现高精准度测量的优点。压阻传感器具有测量压力时的灵敏度高、线性度、再现性优秀、易于批量生产的优点。
49.控制部130可基于在第一压力传感部110及第二压力传感部120中所测量的压力以及第一压力传感部110与第二压力传感部120之间的距离差，计算第一压力传感部110与动脉a之间的距离以及动脉a的血压。
50.通信模块140可通过分别设置的通信格式与本体部200的通信模块240及各种外部装置(服务器或终端)通信来发送或接收数据。
51.在基材部150配置有第一压力传感部110、第二压力传感部120。在此情况下，第一压力传感部110和第二压力传感部120从基材部150的基准面突出彼此不同的距离且彼此相邻地配置。另一方面，控制部130和通信模块140可结合在基材部150或基材部150的背面，或者能够以包括在结合有基材部150的单独的外壳的方式配置。
52.支撑部160位于第一压力传感部110与基材部150之间，以便在第一压力传感部110与第二压力传感部120之间形成阶梯差。如图2所示，可由支撑部160的高度来维持第一压力传感部110与第二压力传感部120之间的阶梯差。在此情况下，支撑部160可以与第一压力传感部110形成为一体，也可以为单独的结构要素。可以参考图2及图3的传感器模块100内的第一压力传感部110、支撑部160、第二压力传感部120的位置。
53.传感器模块100可以与智能手表、手腕佩戴式便携式血压测量装置等结合来使用。并且，使用人员可以使用带等固定单元来将传感器模块附着在手腕或插入到衣服等并使其紧贴在身体也可以测量血压。
54.参照图2a及图2b，要测量实际血压的动脉a的血压为p
b
，第一压力传感部110测量的压力为p1，第二压力传感部120测量的压力为p2，从第一压力传感部110到第二压力传感部120为止的距离为a，从第一压力传感部110到动脉a为止的距离为b。在此情况下，距离a为规定的常数值，p1及p2为在传感器模块100中所测量的压力，距离b和血压p
b
为由计算算出的值。由于距离b是从第一压力传感部110到手腕内部血管为止的距离，根据不同的人所测量的值不同。
55.在传感器模块100中所测量的压力和血管与传感部110、120之间的距离成反比。因此，从第一压力传感部110到动脉a为止的距离b可以使用以下数学式1算出。
56.数学式1：
[0057][0058]
算出从第一压力传感部110到动脉a为止的距离b后，可以使用以下数学式2算出血压p
b
。
[0059]
数学式2：
[0060]
p
b
∝
b*p1或p
b
∝
(a b)*p2[0061]
另一方面，图2c为示出本发明一实施例的传感器模块100中测量的压力p1及p2的图表。
[0062]
作为追加实施例，如图2d及图2e所示，支撑部160可以结合在第一压力传感部110的上部。支撑部160由硬质结构物组成，使接触部的压力直接传递给第一压力传感部110。由于支撑部160结合在第一压力传感部110的上部，可在支撑部160的上部与第二压力传感部120的上部之间形成第一距离的阶梯差。如上所述，在传感器配置为具有相同高度的情况下，当任一传感器的上部配置由硬质结构物组成的支撑部160时，也可以如图2a的实施例相同，使用传感器之间的阶梯差测量血压。
[0063]
控制部130可基于在第一压力传感部110及第二压力传感部120中所测量的压力以及由硬质结构物组成的支撑部160的上部与第二压力传感部120的上部之间的距离差，计算第一压力传感部110与动脉之间的距离以及动脉的血压。上述上部可以为图2d及图2e的6点方向。
[0064]
参照图2d及图2e，要测量实际血压的动脉的血压为p
b
，第一压力传感部110测量的压力为p1，第二压力传感部120测量的压力为p2，从由硬质结构物组成的支撑部160的上部到第二压力传感部120的上部为止的距离为a，从支撑部160的上部到动脉为止的距离为b。在此情况下，距离a为规定的常数值，p1及p2为在传感器模块100中所测量的压力，距离b和血压
p
b
为由计算算出的值。由于距离b为从支撑部160的上部到手腕内部血管为止的距离，根据不同的人所测量的值不同。
[0065]
在传感器模块100中测量的压力和血管与第二压力传感部120之间的距离以及血管与支撑部160之间的距离成反比。因此，从支撑部160到动脉为止的距离b可以使用上述数学式1算出。
[0066]
算出从支撑部160的上部到动脉为止的距离b后，可以使用上述数学式2算出血压p
b
。
[0067]
图3a至图3c为用于说明本发明一实施例的传感器模块的结构的立体图。
[0068]
第一压力传感部110与第二压力传感部120彼此相邻地配置，且在基材部150的基准面突出彼此不同的距离而布置。如图3a所示，第二压力传感部120位于基材部150的基准面，第一压力传感部110位于从基材部150突出的面，因此，当传感器模块100附着于手腕上来测量血压时，第一压力传感部110可以位于更靠近血管的位置。
[0069]
并且，如图3b所示，第一压力传感部110可位于从基材部150中心突出的面，第二压力传感部120能够以包围其的形式位于基材部150的基准面。在此情况下，如图所示，第二压力传感部120可形成为围绕第一压力传感部110的圆形带状。但是，第二压力传感部120并不限定于圆形形状，还可以形成为其他形状。
[0070]
并且，如图3c所示，第一压力传感部110及第二压力传感部120可分别包括以阵列形式配置的多个传感器，第一压力传感部110可位于从基材部150的基准面突出的面，且第二压力传感部120可位于基材部150的基准面。在此情况下，图3c的阵列配置形式还可适用于图3b的实施例。即，图3b的第一压力传感部110和第二压力传感部120可分别包括以阵列形式配置的多个传感器。
[0071]
在第一压力传感部110及第二压力传感部120中，分别由多个传感器测量压力，因此，当计算血压时，将各压力传感部110、120中包括的多个传感器所检测的压力中的最大值、最小值、众数(最大频数值)或平均值分别特定为第一压力和第二压力来使用。
[0072]
这种压力传感部110、120的配置并不限定于上述实施例，能够以各种形式配置
[0073]
作为追加实施例，图3d至图3f为用于说明本发明一实施例的传感器模块的结构的立体图。
[0074]
第一压力传感部110与第二压力传感部120彼此相邻地配置，由硬质结构物组成的支撑部160位于第一压力传感部110的上部。如图3d所示，第一压力传感部110及第二压力传感部120位于基材部150的基准面，支撑部160位于第一压力传感部110的上部，因此，当传感器模块100附着于手腕来测量血压时，第一压力传感部110可以测量更靠近血管的压力。
[0075]
并且，如图3e所示，第一压力传感部110位于基材部150中心，第二压力传感部120能够以包围其的形式位于基材部150的基准面。并且，支撑部160可位于第一压力传感部110的上部。在此情况下，如图所示，第二压力传感部120可形成为围绕第一压力传感部110的圆形带状。但是，第二压力传感部120并不限定于圆形形状，还可以形成为其他形状。
[0076]
并且，如图3f所示，第一压力传感部110及第二压力传感部120可分别包括以阵列形式配置的多个传感器，第一压力传感部110及第二压力传感部120可位于基材部150的基准面。支撑部160可分别位于多个第一压力传感部110的上部。在此情况下，图3f的阵列配置形式还可适用于图3e的实施例。即，图3e的第一压力传感部110和第二压力传感部120可分
别包括以阵列形式配置的多个传感器。
[0077]
在第一压力传感部110及第二压力传感部120中，分别由多个传感器测量压力，因此，当计算血压时，将各压力传感部110、120中包括的多个传感器所检测的压力中的最大值、最小值、众数(最大频数值)或平均值分别特定为第一压力和第二压力来使用。
[0078]
这种压力传感部110、120的配置并不限定于上述实施例，能够以各种形式配置
[0079]
图4a为示出本发明一实施例的手腕佩戴式便携式血压装置的结构的剖视图。
[0080]
手腕佩戴式便携式血压测量装置10包括传感器模块100、本体部200、腕带300。本体部200连接到腕带300的中心来可穿戴在使用人员的手腕上。显示单元230位于腕带300的外侧面，使得使用人员容易读取所显示的信息。
[0081]
如上所述，使用压力传感器的便携式血压测量装置10能够以穿戴在使用人员的手腕上的可穿戴设备形式提供，并且可以由各种形式组成，如用于穿戴在手腕上的手表、智能手环或手饰等。
[0082]
电源部210可以由内置在本体部200或腕带300的形式构成，还可以由可更换的单独电池构成。
[0083]
手腕内的a部分为动脉a，是测量血压时需要考虑的位置。在使用人员穿戴便携式血压装置的情况下，传感器模块100形成在腕带300中靠近动脉a的对应位置。
[0084]
传感器模块100可通过结合在腕带300或本体部200来使用。在附图中，示出传感器模块100结合在腕带300的一端。在另一实施例中，可通过在本体部200的下部面结合传感器模块100的形式来实现。
[0085]
在使用人员穿戴便携式血压装置的情况下，传感器模块100可以与本体部200分开来使用，以便形成在腕带300中靠近动脉a的对应位置。支撑部160位于传感器模块100内基材部150上，因此存在阶梯差，第一压力传感部110位于支撑部160上，第二压力传感部120位于基材部150的基准面。因此，产生从各压力传感部110、120到动脉为止的距离差，传感器模块100可通过使用该距离差来测量血压。
[0086]
作为追加实施例，如图4b所示，在使用人员穿戴便携式血压装置的情况下，传感器模块100可以与本体部200分开来使用，以便形成在腕带300中靠近动脉的对应位置。第一压力传感部110和第二压力传感部120可位于基材部150的基准面，由硬质结构物组成的支撑部160可位于第一压力传感部110的上部。因此，产生从支撑部160的上部与第二压力传感部120的上部到动脉为止的距离差，传感器模块100可通过使用该距离差来测量血压。
[0087]
图5为示出本发明一实施例的便携式血压装置的本体部200的框图。
[0088]
本体部200可包括电源部210、控制部220、显示单元230、通信模块240。
[0089]
电源部210向传感器模块100及本体部200提供电源。例如，当测量血压时，电源部210可以向传感器模块100提供电源，除此之外可以切断电源。
[0090]
当需要测量血压时，控制部220可通过通信模块240控制传感器模块100来使传感器模块100测量血压，并将这样测量的信息显示在显示单元230。例如，以时间单位测量血压并将所测量的信息显示在显示单元230，在测量到超出预设范围的血压的情况下，可以发出警报或使用通信模块240将信息传送给所设定的使用人员。当发出警报时，使用人员可以即时检测高血压或低血压状态。
[0091]
显示单元230可以实现为各种形式的显示器，如液晶显示器、反射型显示器、有机
发光二极管(oled)显示器等。显示单元230可以显示由控制部220计算出的血压或其他信息。
[0092]
通信模块240可通过分别设置的通信格式与传感器模块100的通信模块140及各种外部装置(服务器或终端)进行通信来发送或接收数据。
[0093]
图6为用于说明本发明一实施例的使用压力传感器的血压测量方法的流程图。
[0094]
首先，第一压力传感部110和第二压力传感部120在各位置测量压力(步骤s110)。所测量的压力为与动脉a的距离成反比而变化的相对血压。
[0095]
控制部130接收第一压力传感部110和第二压力传感部120中测量的第一压力p1及第二压力p2，并使用第一压力p1及第二压力p2计算从第一压力传感部110到动脉a为止的距离b(步骤s120)。
[0096]
在此情况下，距离b通过使用上述说明的数学式1来算出。
[0097]
控制部130通过使用第一压力p1及第二压力p2和从第一压力传感部110到动脉a为止的距离b来计算实际血压p
b
(步骤s130)。
[0098]
在此情况下，血压通过使用上述数学式2来算出。
[0099]
为了分别测量舒张压和收缩压，可进一步进行多次测量血压的步骤(步骤s140)。例如，以10ms间隔测量10秒后，可以将上位10个测量值的平均值判断为收缩压、下位10个测量值的平均值判断为舒张压。为了更准确地测量血压，测量间隔可设置为1ms。
[0100]
在控制部220中，显示单元230显示包含舒张压及收缩压的信息(步骤s150)。在此情况下，当血压超出预设的正常范围时，可以产生用于提示高血压或低血压等的警报，也可以向预先设定的手机等其他设备发送警报信息。
[0101]
图7为显示动脉血压随时间变化的图表，可在确定用于测量舒张压和收缩压的测量间隔时作为参考。
[0102]
本发明的一实施例也可以实现为包括由计算机可执行的指令的记录介质的形式，例如由计算机执行的程序模块。计算机可读介质可以为可被计算机访问的任一可用介质，包括易失性和非易失性介质、分离型和非分离型介质。并且，计算机可读介质可以包括计算机存储介质。计算机存储介质包括用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的以任一方法或技术实现的易失性和非易失性介质、分离型和非分离型介质。
[0103]
本发明的方法及系统通过与特定实施例关联来说明，但它们的部分或全部结构要素或操作可以使用具有通用硬件构架的计算机系统来实现。
[0104]
本技术的上述说明仅用于例示，本技术所属技术领域的普通技术人员可以理解在不改变本技术的技术思想或本质特征的情况下，可以轻松地将其改为其他具体形式。因此，应理解为以上表述的多个实施例在所有方面都是例示性的，而不是限制性的。例如，描述为单一型的各结构要素也能够以分散的形式实施，同样，描述为分散的结构要素也能够以结合的形式实施。
[0105]
本技术的范围应由权利要求来表示，而不是上述详细说明，权利要求的含义和范围以及从其等同概念导出的所有变更或改变的形式应解释为包含在本技术的范围内。