一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置及系統(tǒng)，該裝置包括：主控制器、設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)的化學(xué)生物傳感器和顯示元件；化學(xué)生物傳感器檢測(cè)被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，將生理生化數(shù)據(jù)發(fā)送至主控制器；主控制器接收生理生化數(shù)據(jù)，根據(jù)生理生化數(shù)據(jù)確定被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，將體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度發(fā)送至顯示元件；顯示元件接收并顯示生理生化數(shù)據(jù)、以及體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度。本實(shí)用新型實(shí)施例利用化學(xué)生物傳感器采用化學(xué)手段檢測(cè)被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)來監(jiān)測(cè)體內(nèi)水分和人體疲勞程度，能夠準(zhǔn)確地反映被測(cè)者的當(dāng)前身體狀況，避免因水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，而危害運(yùn)動(dòng)者的身體健康。
【專利說明】
一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)員體能監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著近期因運(yùn)動(dòng)員過量運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致出現(xiàn)生命危險(xiǎn)的事故頻發(fā)，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和比賽過程中機(jī)體過度缺水和疲勞現(xiàn)象受到行業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，研究表明，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽過程中需要補(bǔ)充大量的水和電解質(zhì)，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)間隙或完成后需要充足的休息，否則會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)和體液的電解質(zhì)濃度不平衡，造成細(xì)胞乃至組織脫水，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不可逆的損害。輕度的訓(xùn)練疲勞可使運(yùn)動(dòng)員較快的恢復(fù)并在下次訓(xùn)練中達(dá)到更高的競技水平，但過度疲勞會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生機(jī)體和精神、心理的負(fù)面影響，如果不減輕初期的運(yùn)動(dòng)疲勞和損傷，會(huì)帶來機(jī)體的免疫學(xué)性異常，使肌肉和身體損傷更加嚴(yán)重，因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在訓(xùn)練和比賽過程中運(yùn)動(dòng)員的當(dāng)前身體狀況越來越重要。
[0003]當(dāng)前，相關(guān)技術(shù)中提供了一種運(yùn)動(dòng)智能便攜裝置，該智能便攜裝置采用了GPSJS螺儀、加速度計(jì)、溫度計(jì)等元件對(duì)使用者的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、距離、消耗卡路里、體溫、心率等運(yùn)動(dòng)體征進(jìn)行檢測(cè)，其中，利用運(yùn)動(dòng)智能便攜裝置來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)量的工作原理是，通過三軸加速器根據(jù)人體不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的不同加速度變化來繪制出一條正弦曲線，以垂直方向加速度正弦波為例，從波谷到波峰再到波谷就是正常人一個(gè)步伐的過程，如此推算出用戶行進(jìn)的步數(shù)。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中至少存在以下問題:利用相關(guān)技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)智能便攜裝置只能監(jiān)測(cè)人體的心率、運(yùn)動(dòng)量等身體狀況指標(biāo)，而人體的心率、運(yùn)動(dòng)量等身體狀況指標(biāo)不能有效地反映運(yùn)動(dòng)員當(dāng)前身體的缺水程度和疲勞程度，容易引起水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危害運(yùn)動(dòng)員的身體健康。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置及系統(tǒng)，以準(zhǔn)確地反映被測(cè)者的當(dāng)前身體狀況，避免因水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，而危害運(yùn)動(dòng)者的身體健康。
[0006]第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，該裝置包括:主控制器、分別與該主控制器電連接的化學(xué)生物傳感器和顯示元件，上述化學(xué)生物傳感器設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)；
[0007]上述化學(xué)生物傳感器用于檢測(cè)上述被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，將上述生理生化數(shù)據(jù)發(fā)送至上述主控制器，其中，該生理生化數(shù)據(jù)至少包括:上述被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)；
[0008]上述主控制器用于接收上述生理生化數(shù)據(jù)，根據(jù)上述生理生化數(shù)據(jù)確定上述被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，將上述體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度發(fā)送至上述顯示元件；
[0009]上述顯示元件用于接收并顯示上述生理生化數(shù)據(jù)、以及上述體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度。
[0010]結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，上述化學(xué)生物傳感器包括:電阻抗檢測(cè)元件、電化學(xué)傳感器和化學(xué)電極；
[0011]上述電阻抗檢測(cè)元件用于檢測(cè)上述被測(cè)者的生物電阻抗，并將上述生物電阻抗發(fā)送至上述主控制器；
[0012]上述電化學(xué)傳感器用于檢測(cè)所被測(cè)者的體表的汗液中電解質(zhì)的電信號(hào)，并將上述電解質(zhì)的電信號(hào)發(fā)送至上述主控制器，其中，上述電解質(zhì)的電信號(hào)包括以下中的一種或多種:鈉離子的電信號(hào)、鉀離子的電信號(hào)和氯離子的電信號(hào)；
[0013]上述化學(xué)電極用于檢測(cè)上述被測(cè)者的體表的汗液中葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)，并將上述葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)發(fā)送至上述主控制器。
[0014]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，上述電阻抗檢測(cè)元件包括:第一微控制器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字濾波器、壓控恒流源、參考電阻、第一放大電路、第二放大電路、幅值相位檢測(cè)電路、以及信號(hào)輸出電路；
[0015]上述第一微控制器與上述信號(hào)發(fā)生器相連接，用于控制上述信號(hào)發(fā)生器輸出不同頻率的正弦波電壓信號(hào)；
[0016]上述信號(hào)發(fā)生器與上述數(shù)字濾波器相連接，用于生成不同頻率的正弦波電壓信號(hào)，并將上述正弦波電壓信號(hào)傳輸至上述數(shù)字濾波器；
[0017]上述數(shù)字濾波器與上述壓控恒流源相連接，用于對(duì)上述正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的正弦波電壓信號(hào)傳輸至上述壓控恒流源；
[0018]上述壓控恒流源與設(shè)置于被測(cè)者的體表的激勵(lì)電極相連接，用于將濾波處理后的正弦波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為峰值小于ImA的電流信號(hào)，并通過上述激勵(lì)電極將上述電流信號(hào)導(dǎo)入上述被測(cè)者的體表，以使上述電流信號(hào)從上述激勵(lì)電極流入，流經(jīng)上述被測(cè)者的人體細(xì)胞，并從設(shè)置于被測(cè)者的體表的測(cè)量電極流出；
[0019]上述參考電阻的輸入端與上述測(cè)量電極相連接、輸出端與上述第一放大電路相連接，用于接收從上述測(cè)量電極流出的電流信號(hào)；
[0020]上述第一放大電路與上述幅值相位檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)上述測(cè)量電極端的電壓進(jìn)行放大處理，將放大后的測(cè)量電極端的電壓傳輸至上述幅值相位檢測(cè)電路；
[0021]上述第二放大電路的輸入端與上述激勵(lì)電極相連接、輸出端與上述幅值相位檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)上述激勵(lì)電極端的電壓進(jìn)行放大處理，將放大后的激勵(lì)電極端的電壓傳輸至上述幅值相位檢測(cè)電路；
[0022]上述幅值相位檢測(cè)電路與上述微控制器相連接，用于檢測(cè)放大后的激勵(lì)電極端的電壓與放大后的測(cè)量電極端的電壓間的幅值差和相位差；
[0023]上述第一微控制器，還用于根據(jù)上述幅值差和相位差計(jì)算在上述信號(hào)發(fā)生器輸出的頻率下的生物電阻抗，并通過上述信號(hào)輸出電路將上述生物電阻抗傳輸至上述主控制器。
[0024]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，上述電化學(xué)傳感器包括:電解質(zhì)中各個(gè)離子的多個(gè)選擇性電極、參考電極、多個(gè)電壓緩沖器、多個(gè)微分放大器、多個(gè)低通濾波器；
[0025]上述各個(gè)離子的選擇性電極分別設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于檢測(cè)上述被測(cè)者的體表的汗液中各個(gè)尚子與上述參考電極之間的各個(gè)尚子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，其中，上述各個(gè)尚子的選擇性電極包括:鈉離子選擇性電極、鉀離子選擇性電極和氯離子選擇性電極；
[0026]上述電壓緩沖器分別與上述各個(gè)離子的選擇性電極和上述微分放大器相連接，用于對(duì)上述各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行電壓緩沖處理，并將緩沖處理后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至上述微分放大器；
[0027]上述微分放大器與上述低通濾波器相連接，用于對(duì)緩沖處理后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，并將放大后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至上述低通濾波器；
[0028]上述低通濾波器與上述主控制器相連接，用于對(duì)放大后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的上述各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至上述主控制器。
[0029]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，上述化學(xué)電極包括:葡萄糖檢測(cè)電極單元、乳酸檢測(cè)電極單元、分別與葡萄糖檢測(cè)電極單元和上述乳酸檢測(cè)電極單元相連接的氯化銀電極單元、第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一逆變器、第二逆變器、第一低通濾波器、第二低通濾波器；
[0030]上述葡萄糖檢測(cè)電極單元設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于使用葡萄糖氧化酶與上述被測(cè)者的體表的汗液中的葡萄糖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與上述氯化銀電極單元之間產(chǎn)生第一電流信號(hào)；
[0031]上述乳酸檢測(cè)電極單元設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于使用乳酸氧化酶與上述被測(cè)者的體表的汗液中的乳酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與上述氯化銀電極單元之間產(chǎn)生第二電流信號(hào)；
[0032]上述第一跨阻放大器分別與上述葡萄糖檢測(cè)電極單元和上述第一逆變器相連接，用于接收上述第一電流信號(hào)，并將上述第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)；
[0033]上述第二跨阻放大器分別與上述乳酸檢測(cè)電極單元和上述第二逆變器相連接，用于接收上述第二電流信號(hào)，并將上述第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓信號(hào)；
[0034]上述第一逆變器分別與上述第一跨阻放大器和上述第一低通濾波器相連接，用于將上述第一電壓信號(hào)由負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值，并將上述轉(zhuǎn)換后的第一電壓信號(hào)傳輸至上述第一低通濾波器；
[0035]上述第二逆變器分別與上述第二跨阻放大器和上述第二低通濾波器相連接，用于將上述第二電壓信號(hào)由負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值，并將上述轉(zhuǎn)換后的第二電壓信號(hào)傳輸至上述第二低通濾波器；
[0036]上述第一低通濾波器與上述主控制器相連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的第一電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的上述第一電壓信號(hào)傳輸至上述主控制器；
[0037]上述第二低通濾波器與上述主控制器相連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的第二電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的上述第二電壓信號(hào)傳輸至上述主控制器。
[0038]結(jié)合第一方面至第一方面的第四種可能的實(shí)施方式中的任一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，上述主控制器包括:數(shù)據(jù)異常判斷單元和報(bào)警信號(hào)生成器;上述裝置還包括:與上述主控制器連接的報(bào)警器；
[0039]上述數(shù)據(jù)異常判斷單元用于根據(jù)上述生理生化數(shù)據(jù)判斷上述體內(nèi)水分狀況和/或上述人體疲勞程度是否處于異常情況；當(dāng)上述生物電阻抗小于50，和/或上述電解質(zhì)中各個(gè)尚子的含量滿足以下一種或多種:鈉尚子含量〈58.4mg/L，鉀尚子含量〈10mg/L，氯尚子含量〈45.4mg/L時(shí)，判斷上述體內(nèi)水分狀況為體內(nèi)水分缺乏狀態(tài)，和/或當(dāng)上述葡萄糖的含量〉
0.5mmol/L或者上述乳酸的含量>2.5mmol/L時(shí)，判斷上述人體疲勞程度為人體疲勞過度；
[0040]上述報(bào)警信號(hào)生成器用于當(dāng)上述數(shù)據(jù)異常判斷單元判斷出上述體內(nèi)水分狀況和/或上述人體疲勞程度為異常情況時(shí)，生成與上述異常情況相對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)；
[0041]上述主控制器還用于將上述報(bào)警信號(hào)發(fā)送至上述報(bào)警器，和/或?qū)⑸鲜鰣?bào)警信號(hào)發(fā)送至與上述主控制器以無線通訊方式連接的遠(yuǎn)端設(shè)備；
[0042]上述報(bào)警器用于接收上述主控制器發(fā)送的報(bào)警信號(hào)，并進(jìn)行報(bào)警，以提醒上述被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息，其中上述報(bào)警器包括語音報(bào)警器、振動(dòng)器或者燈光報(bào)警器。
[0043]結(jié)合第一方面至第一方面的第四種可能的實(shí)施方式中的任一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，上述主控制器還用于根據(jù)上述乳酸的含量確定上述被測(cè)者的運(yùn)動(dòng)耐力極限，根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)耐力極限設(shè)置上述被測(cè)者的疲勞程度等級(jí)的閾值。
[0044]結(jié)合第一方面至第一方面的第四種可能的實(shí)施方式中的任一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，上述主控制器還包括:無線網(wǎng)絡(luò)接口；
[0045]上述無線網(wǎng)絡(luò)接口與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收移動(dòng)終端發(fā)送的用于升級(jí)上述主控制器的升級(jí)信息。
[0046]第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種監(jiān)測(cè)身體狀況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上述監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置和遠(yuǎn)端設(shè)備，其中該遠(yuǎn)端設(shè)備包括:遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器和/或指定的用戶終端；
[0047]上述主控制器通過無線通信電路與上述遠(yuǎn)端設(shè)備通訊連接，用于將接收到的上述生理生化數(shù)據(jù)，和/或?qū)⒋_定出的上述體內(nèi)水分狀況、以及上述人體疲勞程度上傳至上述遠(yuǎn)端設(shè)備。
[0048]結(jié)合第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，上述指定的用戶終端通過無線通信電路與上述主控制器無線通信，向上述主控制器發(fā)送提醒控制指令，以提醒上述被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息。
[0049]上述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器用于接收并保存上述生理生化數(shù)據(jù)，和/或確定出的上述體內(nèi)水分狀況、以及上述人體疲勞程度。
[0050]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置及系統(tǒng)中，利用設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)的化學(xué)生物傳感器采用化學(xué)手段檢測(cè)被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，其中，該生理生化數(shù)據(jù)至少包括:被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)，再根據(jù)檢測(cè)到的生理生化數(shù)據(jù)確定被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，能夠準(zhǔn)確地反映被測(cè)者的當(dāng)前身體狀況，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠，避免出現(xiàn)因水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，而危害運(yùn)動(dòng)者的身體健康的現(xiàn)象，而且采用便攜式裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)被測(cè)者的身體狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有不受地點(diǎn)、時(shí)間和條件因素的限制、簡單、經(jīng)濟(jì)、快速、靈敏度高、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0051]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0052]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0053]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的電阻抗檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的化學(xué)電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種監(jiān)測(cè)身體狀況的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0059]考慮到利用相關(guān)技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)智能便攜裝置只能監(jiān)測(cè)人體的心率、運(yùn)動(dòng)量等身體狀況指標(biāo)，而人體的心率、運(yùn)動(dòng)量等身體狀況指標(biāo)不能有效地反映運(yùn)動(dòng)員當(dāng)前身體的缺水程度和疲勞程度，容易引起水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危害運(yùn)動(dòng)員的身體健康?；诖?，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，下面通過實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0060]如圖1所示的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括:主控制器20、分別與該主控制器20電連接的化學(xué)生物傳感器10和顯示元件30，上述化學(xué)生物傳感器10設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)；
[0061]上述化學(xué)生物傳感器10用于檢測(cè)上述被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，將上述生理生化數(shù)據(jù)發(fā)送至上述主控制器20，其中，該生理生化數(shù)據(jù)至少包括:上述被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)；
[0062]上述主控制器20用于接收上述生理生化數(shù)據(jù)，根據(jù)上述生理生化數(shù)據(jù)確定上述被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，將上述體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度發(fā)送至上述顯示元件30;
[0063]上述顯示元件30用于接收并顯示上述生理生化數(shù)據(jù)、以及上述體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度。
[0064]具體的，上述主控制器20接收生物電阻抗、電解質(zhì)的電信號(hào)、葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)，根據(jù)電解質(zhì)的電信號(hào)確定電解質(zhì)的含量、以及根據(jù)葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)確定葡萄糖的含量和乳酸的含量，并根據(jù)生物電阻抗和電解質(zhì)的含量確定被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況、以及根據(jù)葡萄糖的含量和乳酸的含量確定被測(cè)者的人體疲勞程度，并將生物電阻抗、電解質(zhì)的含量、葡萄糖的含量和乳酸的含量、體內(nèi)水分狀況、以及人體疲勞程度發(fā)送至顯示元件30;并采用生物電阻抗和電解質(zhì)來綜合評(píng)估被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況，其中，生物電阻抗作為宏觀因素，汗液中的電解質(zhì)的含量作為微觀因素。
[0065]其中，上述主控制器20可以控制顯示元件30實(shí)時(shí)以數(shù)字的形式顯示生物電阻抗、電解質(zhì)的含量、葡萄糖的含量和乳酸的含量，也可以以模擬信號(hào)的形式實(shí)時(shí)顯示上述生理生化數(shù)據(jù)，并控制顯示元件30以顏色標(biāo)識(shí)被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，分別使用不同的顏色條標(biāo)識(shí)體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度的當(dāng)前狀態(tài)，如藍(lán)色標(biāo)識(shí)體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度處于正常狀態(tài)，黃色標(biāo)識(shí)體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度處于預(yù)警狀態(tài)，紅色標(biāo)識(shí)體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度處于警告狀態(tài)，標(biāo)識(shí)體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度的當(dāng)前狀態(tài)的顏色條的顏色隨生理生化數(shù)據(jù)的變化而變化，其中，顏色條的顏色與生理生化數(shù)據(jù)數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以進(jìn)行設(shè)置。
[0066]其中，上述便攜裝置可以是運(yùn)動(dòng)手環(huán)，被測(cè)者(運(yùn)動(dòng)員)將該便攜裝置佩戴在人體腕部，實(shí)現(xiàn)對(duì)腕部的生物電阻抗進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)腕部的汗液中的電解質(zhì)的含量、所述葡萄糖的含量和乳酸的含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)而分析得到該運(yùn)動(dòng)員的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度。
[0067]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置中，利用設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)的化學(xué)生物傳感器10采用化學(xué)手段檢測(cè)被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，其中，該生理生化數(shù)據(jù)至少包括:被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)，再根據(jù)檢測(cè)到的生理生化數(shù)據(jù)確定被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，能夠準(zhǔn)確地反映被測(cè)者的當(dāng)前身體狀況，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠，避免出現(xiàn)因水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，而危害運(yùn)動(dòng)者的身體健康的現(xiàn)象，而且采用便攜式裝置(多種傳感器集成制作而成的可穿戴設(shè)備)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)被測(cè)者(如運(yùn)動(dòng)員)的身體狀況(體內(nèi)疲勞和缺水程度)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有不受地點(diǎn)、時(shí)間和條件因素的限制、簡單、經(jīng)濟(jì)、快速、靈敏度高、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0068]進(jìn)一步的，上述化學(xué)生物傳感器10包括:電阻抗檢測(cè)元件、電化學(xué)傳感器和化學(xué)電極；
[0069]上述電阻抗檢測(cè)元件用于檢測(cè)上述被測(cè)者的生物電阻抗，并將上述生物電阻抗發(fā)送至上述主控制器20;
[0070]上述電化學(xué)傳感器用于檢測(cè)所被測(cè)者的體表的汗液中電解質(zhì)的電信號(hào)，并將上述電解質(zhì)的電信號(hào)發(fā)送至上述主控制器20，其中，上述電解質(zhì)的電信號(hào)包括以下中的一種或多種:鈉離子的電信號(hào)、鉀離子的電信號(hào)和氯離子的電信號(hào)；
[0071]上述化學(xué)電極用于檢測(cè)上述被測(cè)者的體表的汗液中葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)，并將上述葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)發(fā)送至上述主控制器20。
[0072]具體的，如圖2所示，上述電阻抗檢測(cè)元件包括:第一微控制器1011、信號(hào)發(fā)生器1012、數(shù)字濾波器1013、壓控恒流源1014、參考電阻1015、第一放大電路1016、第二放大電路1017、幅值相位檢測(cè)電路1018、以及信號(hào)輸出電路1019;
[0073]上述第一微控制器1011與上述信號(hào)發(fā)生器1012相連接，用于控制上述信號(hào)發(fā)生器1012輸出不同頻率的正弦波電壓信號(hào)；
[0074]上述信號(hào)發(fā)生器1012與上述數(shù)字濾波器1013相連接，用于生成不同頻率的正弦波電壓信號(hào)，并將上述正弦波電壓信號(hào)傳輸至上述數(shù)字濾波器1013;
[0075]上述數(shù)字濾波器1013與上述壓控恒流源1014相連接，用于對(duì)上述正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的正弦波電壓信號(hào)傳輸至上述壓控恒流源1014;
[0076]上述壓控恒流源1014與設(shè)置于被測(cè)者的體表的激勵(lì)電極111相連接，用于將濾波處理后的正弦波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為峰值小于ImA的電流信號(hào)，并通過上述激勵(lì)電極111將上述電流信號(hào)導(dǎo)入上述被測(cè)者的體表，以使上述電流信號(hào)從上述激勵(lì)電極111流入，流經(jīng)上述被測(cè)者的人體細(xì)胞，并從設(shè)置于被測(cè)者的體表的測(cè)量電極112流出；
[0077]上述參考電阻1015的輸入端與上述測(cè)量電極112相連接、輸出端與上述第一放大電路1016相連接，用于接收從上述測(cè)量電極112流出的電流信號(hào)，其中參考電阻1015可以提尚幅值相位檢測(cè)電路1018的彳g號(hào)輸入范圍；
[0078]上述第一放大電路1016與上述幅值相位檢測(cè)電路1018相連接，用于對(duì)上述測(cè)量電極112端的電壓進(jìn)行放大處理，將放大后的測(cè)量電極112端的電壓傳輸至上述幅值相位檢測(cè)電路1018;
[0079]上述第二放大電路1017的輸入端與上述激勵(lì)電極111相連接、輸出端與上述幅值相位檢測(cè)電路1018相連接，用于對(duì)上述激勵(lì)電極111端的電壓進(jìn)行放大處理，將放大后的激勵(lì)電極111端的電壓傳輸至上述幅值相位檢測(cè)電路1018;
[0080]上述幅值相位檢測(cè)電路1018與上述微控制器相連接，用于檢測(cè)放大后的激勵(lì)電極111端的電壓與放大后的測(cè)量電極112端的電壓間的幅值差和相位差；
[0081]上述第一微控制器1011，還用于根據(jù)上述幅值差和相位差計(jì)算在上述信號(hào)發(fā)生器1012輸出的頻率下的生物電阻抗，并通過上述信號(hào)輸出電路1019將上述生物電阻抗傳輸至上述主控制器20。
[0082]其中，優(yōu)選的，將測(cè)量電極112設(shè)置于被測(cè)者的體表的近心端一側(cè)，將激勵(lì)電極111設(shè)置于被測(cè)者的體表的遠(yuǎn)心端一側(cè)，另外，由于隨著體內(nèi)水分含量變化，生物電阻抗也隨之改變，因此先測(cè)量出生物電阻抗再利用人體水分體積相對(duì)于生物電阻抗成反比，相對(duì)于身高成正比的相關(guān)關(guān)系來測(cè)量出人體水分體積，克服了體成分分析儀用細(xì)胞內(nèi)外水分的比例來計(jì)算身體水分的不準(zhǔn)確性，大大提高了測(cè)量得出的生物電阻抗的準(zhǔn)確性。
[0083]具體的，如圖3所示，上述電化學(xué)傳感器包括:電解質(zhì)中各個(gè)離子的多個(gè)選擇性電極1021、參考電極1025、多個(gè)電壓緩沖器1022、多個(gè)微分放大器1023、多個(gè)低通濾波器1024;
[0084]上述各個(gè)離子的選擇性電極1021分別設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于檢測(cè)上述被測(cè)者的體表的汗液中各個(gè)離子與上述參考電極1025之間的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，其中，上述各個(gè)離子的選擇性電極1021包括:鈉離子選擇性電極、鉀離子選擇性電極和氯離子選擇性電極；
[0085]上述電壓緩沖器1022分別與上述各個(gè)離子的選擇性電極1021和上述微分放大器1023相連接，用于對(duì)上述各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行電壓緩沖處理，并將緩沖處理后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至上述微分放大器1023;
[0086]上述微分放大器1023與上述低通濾波器1024相連接，用于對(duì)緩沖處理后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，并將放大后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至上述低通濾波器1024;
[0087]上述低通濾波器1024與上述主控制器20相連接，用于對(duì)放大后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的上述各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至上述主控制器
20 ο
[0088]其中，上述參考電極1025使用PVB包裹，用于保證電位的穩(wěn)定性，電壓信號(hào)調(diào)整需要電壓緩沖器1022和參考電極1025共同作用才能使微分放大器1023得到正確的電壓信號(hào)，汗液的主要成分是水，還有鈉、鉀、氯、鎂、鈣、磷等礦物質(zhì)。當(dāng)健身者大量出汗后，隨水分的喪失，體內(nèi)的電解質(zhì)因此而失去平衡，在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)汗液中微量的鈉離子、鉀離子、氯離子含量變化，以使當(dāng)降低到預(yù)設(shè)閾值時(shí)進(jìn)行警示提醒，提醒運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充電解質(zhì)和水;另外，電解質(zhì)中不同的離子均選用相應(yīng)的選擇性電極1021(如，對(duì)于鈉離子選用鈉離子選擇性電極、鉀離子選用鉀離子選擇性電極和氯離子選用氯離子選擇性電極)，電化學(xué)傳感器中包含多條離子選擇通道，每條通道均包含依次連接的選擇性電極1021、電壓緩沖器1022、微分放大器1023、低通濾波器1024，最終將各個(gè)通道對(duì)應(yīng)的各個(gè)離子的電壓信號(hào)傳輸至主控制器20。
[0089]具體的，如圖4所示，上述化學(xué)電極包括:葡萄糖檢測(cè)電極單元1031、乳酸檢測(cè)電極單元1035、分別與葡萄糖檢測(cè)電極單元1031和上述乳酸檢測(cè)電極單元1035相連接的氯化銀電極單元1039、第一跨阻放大器1032、第二跨阻放大器1036、第一逆變器1033、第二逆變器1037、第一低通濾波器1034、第二低通濾波器1038;
[0090]上述葡萄糖檢測(cè)電極單元1031設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于使用葡萄糖氧化酶與上述被測(cè)者的體表的汗液中的葡萄糖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與上述氯化銀電極單元1039之間產(chǎn)生第一電流信號(hào)；
[0091]上述乳酸檢測(cè)電極單元1035設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于使用乳酸氧化酶與上述被測(cè)者的體表的汗液中的乳酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與上述氯化銀電極單元1039之間產(chǎn)生第二電流信號(hào)；
[0092]上述第一跨阻放大器1032分別與上述葡萄糖檢測(cè)電極單元1031和上述第一逆變器1033相連接，用于接收上述第一電流信號(hào)，并將上述第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)；
[0093]上述第二跨阻放大器1036分別與上述乳酸檢測(cè)電極單元1035和上述第二逆變器1037相連接，用于接收上述第二電流信號(hào)，并將上述第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓信號(hào)；
[0094]上述第一逆變器1033分別與上述第一跨阻放大器1032和上述第一低通濾波器1034相連接，用于將上述第一電壓信號(hào)由負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值，并將上述轉(zhuǎn)換后的第一電壓信號(hào)傳輸至上述第一低通濾波器1034;
[0095]上述第二逆變器1037分別與上述第二跨阻放大器1036和上述第二低通濾波器1038相連接，用于將上述第二電壓信號(hào)由負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值，并將上述轉(zhuǎn)換后的第二電壓信號(hào)傳輸至上述第二低通濾波器1038;
[0096]上述第一低通濾波器1034與上述主控制器20相連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的第一電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的上述第一電壓信號(hào)傳輸至上述主控制器20;
[0097]上述第二低通濾波器1038與上述主控制器20相連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的第二電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的上述第二電壓信號(hào)傳輸至上述主控制器20。
[0098]其中，將氯化銀電極單元1039作為參考電極，用于保證電位的穩(wěn)定性，乳酸檢測(cè)電極單元1035均系基于乳酸在乳酸脫氫酶(LDH)作用下可被一些試劑所氧化。將LDH與NAD+覆于鉑電極表面，不用任何其他化學(xué)試劑，直接使反應(yīng)的產(chǎn)物NADH在鉑電極上氧化并再生，測(cè)得的穩(wěn)態(tài)電流值與乳酸濃度成正;測(cè)量葡萄糖在汗液中的含量的葡萄糖檢測(cè)電極單元1031均系基于其還原性，在葡萄糖氧化酶的催化作用下葡萄糖與一些具氧化性的物質(zhì)反應(yīng)，由離子選擇性電極測(cè)定反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度變化(用穩(wěn)態(tài)法或動(dòng)態(tài)法)計(jì)測(cè)葡萄糖含量。
[0099]考慮到當(dāng)監(jiān)測(cè)到的生理生化數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值將導(dǎo)致被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況或者人體疲勞程度出現(xiàn)異常情況，為了實(shí)現(xiàn)及時(shí)對(duì)被測(cè)者進(jìn)行警示并提醒，以使被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息，基于此，上述主控制器20包括:數(shù)據(jù)異常判斷單元和報(bào)警信號(hào)生成器;上述裝置還包括:與上述主控制器20連接的報(bào)警器；
[0100]上述數(shù)據(jù)異常判斷單元用于根據(jù)上述生理生化數(shù)據(jù)判斷上述體內(nèi)水分狀況和/或上述人體疲勞程度是否處于異常情況；當(dāng)上述生物電阻抗小于50，和/或上述電解質(zhì)中各個(gè)尚子的含量滿足以下一種或多種:鈉尚子含量〈58.4mg/L，鉀尚子含量〈10mg/L，氯尚子含量〈45.4mg/L時(shí)，判斷上述體內(nèi)水分狀況為體內(nèi)水分缺乏狀態(tài)，和/或當(dāng)上述葡萄糖的含量〉
0.5mmol/L或者上述乳酸的含量>2.5mmol/L時(shí)，判斷上述人體疲勞程度為人體疲勞過度；
[0101]上述報(bào)警信號(hào)生成器用于當(dāng)上述數(shù)據(jù)異常判斷單元判斷出上述體內(nèi)水分狀況和/或上述人體疲勞程度為異常情況時(shí)，生成與上述異常情況相對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)；
[0102]上述主控制器20還用于將上述報(bào)警信號(hào)發(fā)送至上述報(bào)警器，和/或?qū)⑸鲜鰣?bào)警信號(hào)發(fā)送至與上述主控制器20以無線通訊方式連接的遠(yuǎn)端設(shè)備；
[0103]上述報(bào)警器用于接收上述主控制器20發(fā)送的報(bào)警信號(hào)，并進(jìn)行報(bào)警，以提醒上述被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息，其中上述報(bào)警器包括語音報(bào)警器、振動(dòng)器或者燈光報(bào)警器，其中，還可以將多個(gè)LED燈與主控制器20相連接，每個(gè)LED燈表示一個(gè)生理生化參數(shù)的數(shù)值是否達(dá)到閾值，當(dāng)LED燈對(duì)應(yīng)的參數(shù)的數(shù)值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，主控制器20控制該LED燈閃爍報(bào)警。
[0104]考慮到不同運(yùn)動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)耐力極限存在一定的差異，且運(yùn)動(dòng)耐力極限與乳酸的含量密切相關(guān)，基于此，上述主控制器20還用于根據(jù)上述乳酸的含量確定上述被測(cè)者的運(yùn)動(dòng)耐力極限，根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)耐力極限設(shè)置上述被測(cè)者的疲勞程度等級(jí)的閾值。
[0105]其中，通過檢測(cè)汗液乳酸含量，可以了解自身的耐力極限。乳酸是肌肉儲(chǔ)存能源物質(zhì)，并在訓(xùn)練過程中自然釋放，但其過度積累會(huì)掩蓋疲憊感覺。耐力運(yùn)動(dòng)員更容易在訓(xùn)練過程中導(dǎo)致疲勞或損傷。血液乳酸閾值測(cè)試，裝置可準(zhǔn)確地識(shí)別和分析在皮膚表面汗液的乳酸濃度，并計(jì)算分析汗液血乳酸濃度，通過了解自己的汗液乳酸濃度和乳酸閾值，可以最大限度地提高能量儲(chǔ)備，在力竭之前儲(chǔ)備好能量。
[0106]進(jìn)一步的，上述主控制器20還包括:無線網(wǎng)絡(luò)接口 ；
[0107]上述無線網(wǎng)絡(luò)接口與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收移動(dòng)終端發(fā)送的用于升級(jí)上述主控制器20的升級(jí)信息。
[0108]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置中，利用設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)的化學(xué)生物傳感器10采用化學(xué)手段檢測(cè)被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，其中，該生理生化數(shù)據(jù)至少包括:被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)，再根據(jù)檢測(cè)到的生理生化數(shù)據(jù)確定被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，能夠準(zhǔn)確地反映被測(cè)者的當(dāng)前身體狀況，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠，避免出現(xiàn)因水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，而危害運(yùn)動(dòng)者的身體健康的現(xiàn)象，而且采用便攜式裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)被測(cè)者的身體狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有不受地點(diǎn)、時(shí)間和條件因素的限制、簡單、經(jīng)濟(jì)、快速、靈敏度高、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0109]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種監(jiān)測(cè)身體狀況的系統(tǒng)，其中，如圖5所示，該系統(tǒng)包括上述監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置和遠(yuǎn)端設(shè)備40，其中該遠(yuǎn)端設(shè)備40包括:遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器和/或指定的用戶終端；
[0110]上述主控制器20通過無線通信電路與上述遠(yuǎn)端設(shè)備40通訊連接，用于將接收到的上述生理生化數(shù)據(jù)，和/或?qū)⒋_定出的上述體內(nèi)水分狀況、以及上述人體疲勞程度上傳至上述遠(yuǎn)端設(shè)備40。
[0111]其中，指定的用戶終端可以是運(yùn)動(dòng)員的教練的移動(dòng)終端(如，手機(jī))，也可以是運(yùn)動(dòng)員的家長的移動(dòng)終端(如，手機(jī))，在移動(dòng)終端上裝有相應(yīng)的APP軟件，以使運(yùn)動(dòng)員的教練或者家長可以實(shí)時(shí)查看被測(cè)者的生理生化數(shù)據(jù)、和/或該被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度。
[0112]進(jìn)一步的，上述指定的用戶終端通過無線通信電路與上述主控制器20無線通信，向上述主控制器20發(fā)送提醒控制指令，以提醒上述被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息。
[0113]上述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器用于接收并保存上述生理生化數(shù)據(jù)，和/或確定出的上述體內(nèi)水分狀況、以及上述人體疲勞程度。
[0114]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的系統(tǒng)中，利用設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)的化學(xué)生物傳感器10采用化學(xué)手段檢測(cè)被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，其中，該生理生化數(shù)據(jù)至少包括:被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)，再根據(jù)檢測(cè)到的生理生化數(shù)據(jù)確定被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，能夠準(zhǔn)確地反映被測(cè)者的當(dāng)前身體狀況，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠，避免出現(xiàn)因水分補(bǔ)充不及時(shí)和疲勞緩解不及時(shí)，而危害運(yùn)動(dòng)者的身體健康的現(xiàn)象，而且采用便攜式裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)被測(cè)者的身體狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有不受地點(diǎn)、時(shí)間和條件因素的限制、簡單、經(jīng)濟(jì)、快速、靈敏度高、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0115]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
[0116]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0117]在本實(shí)用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0118]最后應(yīng)說明的是:以上所述實(shí)施例，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述裝置包括:主控制器、分別與所述主控制器電連接的化學(xué)生物傳感器和顯示元件，所述化學(xué)生物傳感器設(shè)置于靠近被測(cè)者的體表側(cè)； 所述化學(xué)生物傳感器用于檢測(cè)所述被測(cè)者體內(nèi)的生理生化數(shù)據(jù)，將所述生理生化數(shù)據(jù)發(fā)送至所述主控制器，其中，所述生理生化數(shù)據(jù)至少包括:所述被測(cè)者的生物電阻抗、電解質(zhì)、乳酸、葡萄糖數(shù)據(jù)； 所述主控制器用于接收所述生理生化數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生理生化數(shù)據(jù)確定所述被測(cè)者的體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度，將所述體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度發(fā)送至所述顯示元件； 所述顯示元件用于接收并顯示所述生理生化數(shù)據(jù)、以及所述體內(nèi)水分狀況和人體疲勞程度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述化學(xué)生物傳感器包括:電阻抗檢測(cè)元件、電化學(xué)傳感器和化學(xué)電極； 所述電阻抗檢測(cè)元件用于檢測(cè)所述被測(cè)者的生物電阻抗，并將所述生物電阻抗發(fā)送至所述主控制器； 所述電化學(xué)傳感器用于檢測(cè)所被測(cè)者的體表的汗液中電解質(zhì)的電信號(hào)，并將所述電解質(zhì)的電信號(hào)發(fā)送至所述主控制器，其中，所述電解質(zhì)的電信號(hào)包括以下中的一種或多種:鈉離子的電信號(hào)、鉀離子的電信號(hào)和氯離子的電信號(hào)； 所述化學(xué)電極用于檢測(cè)所述被測(cè)者的體表的汗液中葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)，并將所述葡萄糖的電信號(hào)和乳酸的電信號(hào)發(fā)送至所述主控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述電阻抗檢測(cè)元件包括:第一微控制器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字濾波器、壓控恒流源、參考電阻、第一放大電路、第二放大電路、幅值相位檢測(cè)電路、以及信號(hào)輸出電路； 所述第一微控制器與所述信號(hào)發(fā)生器相連接，用于控制所述信號(hào)發(fā)生器輸出不同頻率的正弦波電壓信號(hào)； 所述信號(hào)發(fā)生器與所述數(shù)字濾波器相連接，用于生成不同頻率的正弦波電壓信號(hào)，并將所述正弦波電壓信號(hào)傳輸至所述數(shù)字濾波器； 所述數(shù)字濾波器與所述壓控恒流源相連接，用于對(duì)所述正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的正弦波電壓信號(hào)傳輸至所述壓控恒流源； 所述壓控恒流源與設(shè)置于被測(cè)者的體表的激勵(lì)電極相連接，用于將濾波處理后的正弦波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為峰值小于ImA的電流信號(hào)，并通過所述激勵(lì)電極將所述電流信號(hào)導(dǎo)入所述被測(cè)者的體表，以使所述電流信號(hào)從所述激勵(lì)電極流入，流經(jīng)所述被測(cè)者的人體細(xì)胞，并從設(shè)置于被測(cè)者的體表的測(cè)量電極流出； 所述參考電阻的輸入端與所述測(cè)量電極相連接、輸出端與所述第一放大電路相連接，用于接收從所述測(cè)量電極流出的電流信號(hào)； 所述第一放大電路與所述幅值相位檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)所述測(cè)量電極端的電壓進(jìn)行放大處理，將放大后的測(cè)量電極端的電壓傳輸至所述幅值相位檢測(cè)電路； 所述第二放大電路的輸入端與所述激勵(lì)電極相連接、輸出端與所述幅值相位檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)所述激勵(lì)電極端的電壓進(jìn)行放大處理，將放大后的激勵(lì)電極端的電壓傳輸至所述幅值相位檢測(cè)電路； 所述幅值相位檢測(cè)電路與所述微控制器相連接，用于檢測(cè)放大后的激勵(lì)電極端的電壓與放大后的測(cè)量電極端的電壓間的幅值差和相位差； 所述第一微控制器，還用于根據(jù)所述幅值差和相位差計(jì)算在所述信號(hào)發(fā)生器輸出的頻率下的生物電阻抗，并通過所述信號(hào)輸出電路將所述生物電阻抗傳輸至所述主控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述電化學(xué)傳感器包括:電解質(zhì)中各個(gè)離子的多個(gè)選擇性電極、參考電極、多個(gè)電壓緩沖器、多個(gè)微分放大器、多個(gè)低通濾波器； 各個(gè)離子的選擇性電極分別設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于檢測(cè)所述被測(cè)者的體表的汗液中各個(gè)離子與所述參考電極之間的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，其中，所述各個(gè)離子的選擇性電極包括:鈉離子選擇性電極、鉀離子選擇性電極和氯離子選擇性電極； 所述電壓緩沖器分別與所述各個(gè)離子的選擇性電極和所述微分放大器相連接，用于對(duì)所述各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行電壓緩沖處理，并將緩沖處理后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至所述微分放大器； 所述微分放大器與所述低通濾波器相連接，用于對(duì)緩沖處理后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，并將放大后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至所述低通濾波器； 所述低通濾波器與所述主控制器相連接，用于對(duì)放大后的各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的所述各個(gè)離子對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)傳輸至所述主控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述化學(xué)電極包括:葡萄糖檢測(cè)電極單元、乳酸檢測(cè)電極單元、分別與葡萄糖檢測(cè)電極單元和所述乳酸檢測(cè)電極單元相連接的氯化銀電極單元、第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一逆變器、第二逆變器、第一低通濾波器、第二低通濾波器； 所述葡萄糖檢測(cè)電極單元設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于使用葡萄糖氧化酶與所述被測(cè)者的體表的汗液中的葡萄糖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與所述氯化銀電極單元之間產(chǎn)生第一電流信號(hào)；所述乳酸檢測(cè)電極單元設(shè)置于被測(cè)者的體表，用于使用乳酸氧化酶與所述被測(cè)者的體表的汗液中的乳酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與所述氯化銀電極單元之間產(chǎn)生第二電流信號(hào)； 所述第一跨阻放大器分別與所述葡萄糖檢測(cè)電極單元和所述第一逆變器相連接，用于接收所述第一電流信號(hào)，并將所述第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)； 所述第二跨阻放大器分別與所述乳酸檢測(cè)電極單元和所述第二逆變器相連接，用于接收所述第二電流信號(hào)，并將所述第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓信號(hào)； 所述第一逆變器分別與所述第一跨阻放大器和所述第一低通濾波器相連接，用于將所述第一電壓信號(hào)由負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值，并將所述轉(zhuǎn)換后的第一電壓信號(hào)傳輸至所述第一低通濾波器； 所述第二逆變器分別與所述第二跨阻放大器和所述第二低通濾波器相連接，用于將所述第二電壓信號(hào)由負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值，并將所述轉(zhuǎn)換后的第二電壓信號(hào)傳輸至所述第二低通濾波器； 所述第一低通濾波器與所述主控制器相連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的第一電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的所述第一電壓信號(hào)傳輸至所述主控制器； 所述第二低通濾波器與所述主控制器相連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的第二電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的所述第二電壓信號(hào)傳輸至所述主控制器。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述主控制器包括:數(shù)據(jù)異常判斷單元和報(bào)警信號(hào)生成器;所述裝置還包括:與所述主控制器連接的報(bào)警器； 所述數(shù)據(jù)異常判斷單元用于根據(jù)所述生理生化數(shù)據(jù)判斷所述體內(nèi)水分狀況和/或所述人體疲勞程度是否處于異常情況；當(dāng)所述生物電阻抗小于50，和/或所述電解質(zhì)中各個(gè)離子的含量滿足以下一種或多種:鈉尚子含量〈58.4mg/L，鉀尚子含量〈10mg/L，氯尚子含量〈45.4mg/L時(shí)，判斷所述體內(nèi)水分狀況為體內(nèi)水分缺乏狀態(tài)，和/或當(dāng)所述葡萄糖的含量〉0.5mmol/L或者所述乳酸的含量>2.5mmol/L時(shí)，判斷所述人體疲勞程度為人體疲勞過度； 所述報(bào)警信號(hào)生成器用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)異常判斷單元判斷出所述體內(nèi)水分狀況和/或所述人體疲勞程度為異常情況時(shí)，生成與所述異常情況相對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)； 所述主控制器還用于將所述報(bào)警信號(hào)發(fā)送至所述報(bào)警器，和/或?qū)⑺鰣?bào)警信號(hào)發(fā)送至與所述主控制器以無線通訊方式連接的遠(yuǎn)端設(shè)備； 所述報(bào)警器用于接收所述主控制器發(fā)送的報(bào)警信號(hào)，并進(jìn)行報(bào)警，以提醒所述被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息，其中所述報(bào)警器包括語音報(bào)警器、振動(dòng)器或者燈光報(bào)警器。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述主控制器還用于根據(jù)所述乳酸的含量確定所述被測(cè)者的運(yùn)動(dòng)耐力極限，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)耐力極限設(shè)置所述被測(cè)者的疲勞程度等級(jí)的閾值。8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置，其特征在于，所述主控制器還包括:無線網(wǎng)絡(luò)接口； 所述無線網(wǎng)絡(luò)接口與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收移動(dòng)終端發(fā)送的用于升級(jí)所述主控制器的升級(jí)信息。9.一種監(jiān)測(cè)身體狀況的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的便攜裝置和遠(yuǎn)端設(shè)備，其中所述遠(yuǎn)端設(shè)備包括:遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器和/或指定的用戶終端； 所述主控制器通過無線通信電路與所述遠(yuǎn)端設(shè)備通訊連接，用于將接收到的所述生理生化數(shù)據(jù)，和/或?qū)⒋_定出的所述體內(nèi)水分狀況、以及所述人體疲勞程度上傳至所述遠(yuǎn)端設(shè)備。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)測(cè)身體狀況的系統(tǒng)，其特征在于，所述指定的用戶終端通過無線通信電路與所述主控制器無線通信，向所述主控制器發(fā)送提醒控制指令，以提醒所述被測(cè)者及時(shí)補(bǔ)充水分及電解質(zhì)，和/或進(jìn)行休息； 所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器用于接收并保存所述生理生化數(shù)據(jù)，和/或確定出的所述體內(nèi)水分狀況、以及所述人體疲勞程度。
【文檔編號(hào)】A61B5/05GK205568946SQ201620172300
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月7日
【發(fā)明人】王清, 張棟, 邢麗麗, 史東林, 柴建中
【申請(qǐng)人】河北省體育科學(xué)研究所