基于压电陶瓷传感器的智能枕头非侵入式生命体征监测

在家中睡眠期间对人体生命体征进行实时监测对于实现及时检测和救援至关重要。然而，现有的用于监测人类生命体征的智能设备存在高复杂性、高成本、侵入性或低准确性的缺点。因此，迫切需要开发一种简化、无干扰、舒适、低成本的睡眠实时监测系统。在本研究中，基于低成本的压电陶瓷传感器开发了一种新型智能枕头。它是通过将智能系统（由传感单元即压电陶瓷传感器、数据处理单元和GPRS通信模块组成）放置在形状记忆泡沫制成的枕头的空腔中来制造的。智能枕头的采样频率设置为1000 Hz，以更准确地捕捉信号，通过一系列成熟的算法推导出包括心率、呼吸频率和身体运动在内的生命体征，并将其发送到用户的应用程序中。验证实验结果表明，使用该智能枕头可获得较高的心率检测准确率（即99.18%）。此外，还通过在家中检测六名老年参与者的生命体征进行了人体测试，结果表明，检测到的生命体征可以很好地预测他们的健康状况。此外，参与者没有报告接触不适。随着智能枕头有效性的进一步研究和大规模人体试验，所提出的智能枕头有望在日常睡眠监测中发挥重要作用。