專(zhuān)利名稱(chēng)：智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及健康監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有被動(dòng)監(jiān)護(hù)功能的智能健康監(jiān)護(hù) 系統(tǒng)。
二背景技術(shù)：
家庭生活空間的智能化和以人為本的理念是主導(dǎo)人們從事智能家居研究的源動(dòng) 力，當(dāng)今人口的高齡化是一種全球性的發(fā)展趨勢(shì)。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，中國(guó)已經(jīng)步入高齡 化社會(huì)，而且在今后幾十年其高齡化趨勢(shì)將愈加明顯。近些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居 住方式的變化，家庭結(jié)構(gòu)的小型化，以及人口流動(dòng)的加速，子女?dāng)?shù)的減少，代際居住的分離 傾向，人口預(yù)期壽命的延長(zhǎng)等因素導(dǎo)致老年人家庭空巢率正在不斷的加大。通用電氣公司曾經(jīng)對(duì)21個(gè)照顧過(guò)獨(dú)居老年人或者是有早期老年癡呆癥狀的病人 的社區(qū)服務(wù)人員做過(guò)調(diào)查，他們提出了 125種可能引起這些人注意的活動(dòng)事件，其中排名 最靠前的事件包括老年人跌倒、忘記吃藥、迷路、廚房失火及其他緊急事件等。以往的智能 監(jiān)控系統(tǒng)通常是將攝像機(jī)的輸出結(jié)果普通地保存記錄下來(lái)，如老年人出現(xiàn)跌倒等異常情況 時(shí)，相關(guān)人員必須通過(guò)瀏覽全部記錄的結(jié)果來(lái)觀察發(fā)生的事實(shí)，這對(duì)防止或避免異常情況 的發(fā)生沒(méi)有時(shí)效上的意義，實(shí)時(shí)監(jiān)督和反饋?zhàn)饔貌?。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)如何能夠主動(dòng)連續(xù)地向監(jiān)護(hù) 人和居住者準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)出警報(bào)，從而避免災(zāi)難性和緊急事件的發(fā)生，是智能健康監(jiān)護(hù)研 究亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。實(shí)用新型200920056659. 3公開(kāi)了一種移動(dòng)式老年人求救包的裝置，該裝置將現(xiàn) 下流行的GPS導(dǎo)航裝置與GSM無(wú)線技術(shù)相結(jié)合提供了一種老年人應(yīng)急求救的方案。但該裝 置的缺點(diǎn)是，在使用時(shí)需要老年人主動(dòng)發(fā)出求救信號(hào)，然而在發(fā)生如休克等緊急情況時(shí)，就 會(huì)因?yàn)槔夏耆瞬荒茏约喊聪虑缶孺I而失效。實(shí)用新型200920300291. 0公開(kāi)了一種多功能 健康監(jiān)護(hù)要帶裝置，該裝置將GPS定位技術(shù)與心率、體溫、計(jì)步器等信息及GSM無(wú)線技術(shù)相 結(jié)合，使被監(jiān)護(hù)人能隨時(shí)隨地了解到自己的狀態(tài)，并在危急時(shí)通過(guò)GPS報(bào)警。該裝置將健康 參數(shù)與GPS技術(shù)相結(jié)合是很好的突破，但在使用時(shí)還是需要通過(guò)被監(jiān)護(hù)人主動(dòng)發(fā)出求救的 信號(hào)來(lái)啟動(dòng)的。
三、發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，由終端設(shè) 備、監(jiān)護(hù)人手機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、以及主機(jī)服務(wù)器四部分組成。終端設(shè)備的作用是監(jiān)控被監(jiān)護(hù)對(duì) 象的生理參數(shù)，如心電、血氧、血壓以及運(yùn)動(dòng)信息，并將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)上 網(wǎng)，通過(guò)Internet發(fā)送給主機(jī)服務(wù)器；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是公共的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)如GSM/GPRS/3G等；主 機(jī)服務(wù)器是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家系統(tǒng)，將分析好的結(jié)果通過(guò)Internet經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān) 護(hù)人手機(jī)。具體來(lái)說(shuō)，在本技術(shù)方案中，終端設(shè)備可以集成各種健康監(jiān)護(hù)參數(shù)模塊，如心電、 血壓、血氧、血糖等，然后在備用電池的支持下對(duì)各種健康參數(shù)實(shí)時(shí)掃描監(jiān)控，有異常情況時(shí)，如心律失常、心律不齊、房顫、血壓過(guò)高、血氧飽和度不足、血糖偏高/低等，會(huì)被自動(dòng)掃 描。終端設(shè)備中含有高速、低功耗的微處理器，能夠?qū)Σ杉降母黜?xiàng)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單地計(jì)算和 對(duì)比，將異常的數(shù)據(jù)片段存儲(chǔ)起來(lái)，通過(guò)GSM撥號(hào)上網(wǎng)將異常信息通過(guò)Internet發(fā)送給主 機(jī)服務(wù)器。主機(jī)服務(wù)器是一個(gè)基于Internet的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，該服務(wù)器上集成了數(shù)據(jù)庫(kù)系 統(tǒng)，每個(gè)用戶都有一個(gè)賬戶，每個(gè)接收到的數(shù)據(jù)放到各自的賬戶中，服務(wù)器算法程序?qū)邮?到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定病情。數(shù)據(jù)庫(kù)的作用在于能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而得出更 精確的判斷以及給出預(yù)測(cè)結(jié)果。主機(jī)的診斷結(jié)果可以通過(guò)Internet發(fā)送給監(jiān)護(hù)人手機(jī)或 者信箱。本終端設(shè)備還集成了重力加速度傳感器以及GPS模塊，重力加速度傳感器可以用 于跌倒檢測(cè)以及日常運(yùn)動(dòng)量的檢測(cè)，GPS模塊提供被監(jiān)護(hù)人的位置信息，這些信息都可通過(guò) GSM傳輸。主機(jī)服務(wù)器端包括四個(gè)模塊，即Internet收/發(fā)模塊、輸入/輸出模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)以 及專(zhuān)家系統(tǒng)。Internet收發(fā)模塊將接收到的信號(hào)傳遞給輸入/輸出模塊，并將輸入/輸出 模塊的輸出通過(guò)Internet發(fā)送出去。輸入\輸出模塊主要負(fù)責(zé)將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信息轉(zhuǎn)換成 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)定格式或?qū)?zhuān)家系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)換成無(wú)線數(shù)據(jù)包格式。數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)數(shù)據(jù) 的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)，能夠記錄很多人的大量歷史數(shù)據(jù)。專(zhuān)家系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫(kù)工作的，專(zhuān)家系統(tǒng) 針對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出有效結(jié)論，并將結(jié)果輸出至輸入輸出模塊，通過(guò) Internet收/發(fā)模塊發(fā)送出去。本系統(tǒng)對(duì)被監(jiān)護(hù)人來(lái)說(shuō)是一種被動(dòng)監(jiān)護(hù)的概念，即被監(jiān)護(hù)人的生理參數(shù)被實(shí)時(shí)監(jiān) 護(hù)、分析，微處理器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)健康參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)、分析，一旦發(fā)現(xiàn)異?；蚴菂?shù)超過(guò)預(yù) 設(shè)的指標(biāo)，裝置可以自動(dòng)報(bào)警并發(fā)送異常數(shù)據(jù)給主機(jī)服務(wù)器做進(jìn)一步的診斷。本系統(tǒng)通過(guò)GSM撥號(hào)上網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)Internet數(shù)據(jù)傳輸，使大批量的數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí) 傳輸。因?yàn)椴∪说慕】禂?shù)據(jù)是被實(shí)時(shí)采樣的，異常數(shù)據(jù)通常只有幾秒種的片段，具有診斷意 義的心電數(shù)據(jù)通常大于IOKB每次，簡(jiǎn)單的GSM傳輸技術(shù)如短信只能傳輸大約140B每次，而 且延時(shí)較大，實(shí)時(shí)性不好，GSM撥號(hào)上網(wǎng)的方法解決了這個(gè)問(wèn)題。更重要的是GSM撥號(hào)上網(wǎng) 后可以通過(guò)Internet與基于PC的主機(jī)服務(wù)器相連，服務(wù)器可以做進(jìn)一步的算法處理。這一 技術(shù)提高了本裝置的擴(kuò)展性，也降低了裝置的成本和功耗，因?yàn)閺?fù)雜的工作由服務(wù)器做了。 更進(jìn)一步，本系統(tǒng)也不僅限于使用GSM技術(shù)，現(xiàn)有的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)如GPRS/CDMA/3G都具有類(lèi)似 的功能。作為改進(jìn)，本系統(tǒng)還集成了具有臨床診斷意義的健康參數(shù)模塊，采集到的數(shù)據(jù)可 以用于醫(yī)生的診斷參考。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)的有益效果是具有低功耗、低成本、方便實(shí)用的特點(diǎn)。在 老年人遇到突發(fā)情況時(shí)系統(tǒng)可以自動(dòng)報(bào)警，醫(yī)護(hù)人員可以在遠(yuǎn)端的監(jiān)護(hù)中心觀察老年人的 健康狀況并為老年人的監(jiān)護(hù)者提供實(shí)時(shí)的信息。
四
圖1為系統(tǒng)原理框圖；圖2為服務(wù)器的結(jié)構(gòu)圖；圖3為終端設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；圖4為GSM模塊原理4[0016]圖5為心電傳感器模塊原理圖。 五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的具體實(shí)施進(jìn)行說(shuō)明。終端設(shè)備如圖3所示主要包含傳感器11、采樣濾波電路12、微處理器13、GSM模塊 14、鍵盤(pán)顯示模塊15、存儲(chǔ)模塊16、加速度傳感器器模塊17、GPS模塊18、以及電源19。傳感器11將采集到的被監(jiān)護(hù)人10的生理信號(hào)如心電、血氧飽和度等信息，轉(zhuǎn)換成 模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)經(jīng)采樣、濾波電路12進(jìn)行處理。濾波電路12先對(duì)信號(hào)采用采樣保持， 然后用帶通濾波器獲取感興趣的信號(hào)帶寬。將采樣濾波電路的輸出是模擬信號(hào)，因此需要 模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，為了節(jié)約成本我們選擇內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的微處理 13，微處理器13將采樣濾波電路輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。加速度傳感器模塊17和GPS模塊18各自通過(guò)串口與微處理器13相連。微處理 器13可以定時(shí)通過(guò)串口查詢當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及位置信息。微處理器13的查詢間隔時(shí)間可以由鍵盤(pán)、顯示模塊15來(lái)設(shè)置，用戶可以根據(jù)自己 的需要設(shè)置查詢的頻率，以及設(shè)置報(bào)警。報(bào)警的選項(xiàng)有心律不齊、摔倒、運(yùn)動(dòng)量不夠、血氧飽 和度低(供血不足)等。微處理器13定時(shí)查詢各項(xiàng)參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)超過(guò)設(shè)置警戒線的情況 就立即通過(guò)GSM模塊14向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。GSM模塊14在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不是直接使用GSM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的互傳，而是先利用撥號(hào)上網(wǎng)的方式接入Internet，利用TCP/IP協(xié)議，模 塊可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的大批來(lái)那個(gè)數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型還配有存儲(chǔ)模塊16，微處理器13可以將少量的監(jiān)護(hù)信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 模塊中。如圖4所示的GSM模塊原理圖，是對(duì)圖3中GSM模塊14的實(shí)施。GSM模塊U3采用 SIMCOM公司的模塊產(chǎn)品SIM900，該模塊具有體積小、低成本、低功耗、支持TCP/IP協(xié)議棧的 特點(diǎn)。該模塊支持兩個(gè)UART接口(見(jiàn)圖4中的信號(hào)UARTO、DB_XX)，UARTO是與CPU的數(shù)據(jù) 接口，數(shù)據(jù)的發(fā)送以及狀態(tài)的讀取都是通過(guò)此口完成的，模塊支持同步或者異步的接口模 式。DB_XX是調(diào)試接口，模塊的調(diào)試信息通過(guò)此口輸出至調(diào)試設(shè)備上以方便用戶查看調(diào)試的 狀態(tài)和信息。為實(shí)現(xiàn)撥號(hào)上網(wǎng)的功能，本系統(tǒng)還集成了 SIM卡電路，見(jiàn)由C0N2、R9 R12、Cl 組成的SIM卡電路，Ul為此電路提供ESD保護(hù)功能，SIM卡可以從通訊服務(wù)商那里辦理(但 要開(kāi)通GPRS上網(wǎng)服務(wù)功能)。C0N1、Rl、R2組成了 GSM的天線電路，這是一個(gè)RF的阻容網(wǎng) 絡(luò)，提供收發(fā)功能。具體的工作方式分為幾步第一步，CPU初始化端口模式，準(zhǔn)備撥號(hào)；第 二步，CPU發(fā)送撥號(hào)的AT命令給模塊，建立通訊鏈接；第三步，CPU將帶要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò) UARTO傳送給GSM模塊SIM900 ；第四步，SIM900將接收到的數(shù)據(jù)調(diào)制成天線的電磁波發(fā)射 出去。接收的的過(guò)程與發(fā)送過(guò)程類(lèi)似，只是信號(hào)流的方向是相反的。圖5所示的心電傳感器模塊原理圖是對(duì)圖3中的傳感器11和采樣濾波電路12的 細(xì)化，這里以心電傳感器為例。R72、C39、D3和R73、C40、D4共同組成了 ESD/RF濾波電路， 主要為醫(yī)用儀器提供抗高頻干擾的能力，主要體現(xiàn)在抗醫(yī)用除顫儀、手術(shù)室高頻電刀等高 頻干擾源的作用。U4組成的跟隨電路起到了增大輸入阻抗的作用，同時(shí)運(yùn)放輸入的高阻抗 性也減小了人體接入電阻不匹配而引起的輸入阻抗不匹配問(wèn)題，從而有利于系統(tǒng)共模抑制 比CMRR的提高(增益是7. 99)。TO是一個(gè)儀表放大器，儀表放大器可以有效地抑制共模信號(hào)，具有極高的共模抑制比。U6的兩個(gè)運(yùn)放組成了帶通濾波器，帶通范圍是0. 05Hz 265Hz， U6A以及R68，R85以及C41構(gòu)成了反相放大及低通濾波電路，放大倍數(shù)是15. 4，低通濾波頻 率是265Hz。U6B以及R91、R92、C42、C43構(gòu)成了積分器，與儀表放大器TO共同構(gòu)成了高通 濾波電路，濾波頻率是0. 05Hz。這樣，系統(tǒng)的總增益=儀表放大器增益*反相放大器增益= 7. 99*15. 4 = 123. 046，在12位ADC的分辨率下，ECG的信號(hào)是5uV/LSB。非常符合醫(yī)療診 斷。上述心電傳感器模塊，其最小可分辨信號(hào)可達(dá)5uV，具備臨床診斷價(jià)值。
權(quán)利要求一種智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征是，由終端設(shè)備、監(jiān)護(hù)人手機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、以及主機(jī)服務(wù)器四部分組成，終端設(shè)備監(jiān)控被監(jiān)護(hù)對(duì)象的生理參數(shù)，并將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)上網(wǎng)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給主機(jī)服務(wù)器。
2.如權(quán)利要求1所述的智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為公共的手機(jī)網(wǎng) 絡(luò)，包括 GSM、GPRS、3G 等。
3.如權(quán)利要求1或2所述的智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述終端設(shè)備中含有高速、低 功耗的微處理器，能夠?qū)Σ杉降母黜?xiàng)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單地計(jì)算和對(duì)比，將異常的數(shù)據(jù)片段存 儲(chǔ)起來(lái)，終端設(shè)備還集成了重力加速度傳感器以及GPS模塊。
4.如權(quán)利要求1至3所述的任一項(xiàng)智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述主機(jī)服務(wù)器是一 個(gè)基于Internet的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，該服務(wù)器集成了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，每個(gè)用戶都有一個(gè)賬戶。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，由終端設(shè)備、監(jiān)護(hù)人手機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、以及主機(jī)服務(wù)器四部分組成。終端設(shè)備的作用是監(jiān)控被監(jiān)護(hù)對(duì)象的生理參數(shù)，如心電、血氧、血壓以及運(yùn)動(dòng)信息，并將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)上網(wǎng)，通過(guò)Internet發(fā)送給主機(jī)服務(wù)器；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是公共的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)如GSM/GPRS/3G等；主機(jī)服務(wù)器是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家系統(tǒng)，將分析好的結(jié)果通過(guò)Internet經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)護(hù)人手機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)的有益效果是具有低功耗、低成本、方便實(shí)用的特點(diǎn)。在老年人遇到突發(fā)情況時(shí)系統(tǒng)可以自動(dòng)報(bào)警，醫(yī)護(hù)人員可以在遠(yuǎn)端的監(jiān)護(hù)中心觀察老年人的健康狀況并為老年人的監(jiān)護(hù)者提供實(shí)時(shí)的信息。
文檔編號(hào)A61B19/00GK201710473SQ201020249450
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者羅倩倩 申請(qǐng)人:羅倩倩