[实用新型]一种基于Arduino的睡眠心脏监测床垫

说明书

本实用新型涉及医疗器械技术，具体涉及一种基于Arduino的睡眠心脏监测床垫，包括床垫本体，包括控制模块、监测系统、报警系统和通信系统；控制模块采用Arduino单片机；监测系统包括分别与控制模块连接的心震监测模块、心电检测模块和体重检测模块，心电检测模块和体重检测模块置于床垫本体内；报警系统包括发声模块和LED模块，发声模块和LED模块的一端与控制模块的GPIO口相连，另一端与GND相连；通信系统包括蓝牙模块和GSM通信模块，蓝牙模块和GSM通信模块一端与控制模块GPIO口连接，另一端与GND口连接。该监测床垫结构简单、功能丰富，一个床垫则可实时检查身体多项指标，不仅能保证使用者的舒适睡眠，还能实时监测并通报。

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于Arduino的睡眠心脏监测床垫。

背景技术

首先，心脏是人体一切活动的动力中心，心脏健康的重要性不言而喻。近年以来，与心脏相关的疾病因其发病快、后果严重的特点，已经成为威胁人类生命的头号杀手。而医学数据表明，夜间是疾病的高发期，急性心肌梗塞在夜间的发病率约占全天总发病率的一半，心功能不全等疾病夜间发病率也较白天有了提高。因此，对睡眠时心脏状态的实时监控已经成为一项重要的需求。

其次，当前，临床医学主要使用两种方法进行检测，一种是有创性的心脏功能检测，如血管穿刺等方式。一种是无创性检测，常见的如心电图(ECG)等。有创性手段虽然能获得精确数据，但会对人体造成一定的损伤，有一定的危险性；无创性手段则很难反映出轻微强度水平的异常；并且，这种方式只能测量心脏电信号，无法反应心脏机械活动状态，例如心脏瓣膜运动状态，心室血液循环状态，心室壁的状态等。并且当前没有充分的证据证明心电监测能够为患有冠心病的人群提供准确的诊断。综上所述，这两种方法均有一定的局限性，并不能满足当前对于心脏状态监测的需求。而心震信号(SCG)的监测正好可以满足这一需求，并且其可行性已经被最近的实验所证明。

因此，我们采用检测心震信号及心电信号结合的方法来获取使用者心脏状态。心震信号是由心脏泵血时引起的微弱的机械震动经过采集处理而来，具有较高的临床研究价值。相比心电信号而言，心震信号的采集更为便捷，而心电信号则从而能实时对佩戴者进行监测。并且，心震信号由多个矢量构成，所得数据能包含更多有关心脏状态的信息。通过蓝牙等方式，能将收集到的心震信号在移动设备上可视化，并给出相关建议，从而能让佩戴者实时了解自身身体状态。如果能使病人配备便携式的心震信号检测装置，就能在出现发病征兆时及时提醒患者和家属，做到早发现早治疗,及时挽回病人的生命。

本心脏监测床垫通过对使用者进行实时的心脏健康程度进行检测，在使用者心脏出现异常时及时发出警报并通知紧急联系人，有效保障心脏功能缺陷患者睡眠时的生命安全。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可靠有效的、实时监控心脏状态的睡眠心脏监测床垫。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于Arduino的睡眠心脏监测床垫，包括床垫本体，包括控制模块、监测系统、报警系统和通信系统；控制模块采用Arduino单片机；监测系统包括分别与控制模块连接的心震监测模块、心电检测模块和体重检测模块，心电检测模块和体重检测模块置于床垫本体内；报警系统包括发声模块和LED模块，发声模块和LED模块的一端与控制模块的GPIO口相连，另一端与GND相连；通信系统包括蓝牙模块和GSM通信模块，蓝牙模块和GSM通信模块一端与控制模块GPIO口连接，另一端与GND口连接。

在上述的基于Arduino的睡眠心脏监测床垫中，心电检测模块采用非接触型心电传感器，体重检测模块采用压力传感器HX711；非接触型心电传感器、压力传感器HX711均与Arduino单片机连接。

在上述的基于Arduino的睡眠心脏监测床垫中，心震监测模块采用六轴加速器MPU6050，六轴加速器MPU6050与Arduino单片机SPI接口连接。