透明傳感模式的健康監(jiān)控系統(tǒng)及其用戶端系統(tǒng)和云端系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于透明傳感模式的健康監(jiān)控系統(tǒng)及其用戶端系統(tǒng)和云端系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]心腦血管疾病是一種嚴(yán)重威脅人類，特別是50歲以上中老年人健康的常見病，即使應(yīng)用目前最先進(jìn)、完善的治療手段，仍可有50%以上的腦血管意外幸存者生活不能完全自理！全世界每年死于心腦血管疾病的人數(shù)高達(dá)1500萬人，居各種死因首位。心腦血管疾病已成為人類死亡病因最高的頭號(hào)殺手！
同時(shí)，由阻塞型、中樞型或混合型呼吸暫停引發(fā)的睡眠呼吸障礙也一直嚴(yán)重干擾著人們正常的工作和生活，引起睡眠質(zhì)量下降、日間極度嗜睡和疲勞。長(zhǎng)時(shí)間的睡眠呼吸障礙甚至?xí)l(fā)一系列的心腦血管系統(tǒng)及其它相關(guān)系統(tǒng)疾病。睡眠呼吸暫停是一組有潛在危險(xiǎn)的睡眠呼吸障礙疾病，易并發(fā)心律失常、高血壓、甚至呼吸衰竭或猝死，有人估計(jì)全世界每天有3000人死于本病。
[0003]減小心腦血管疾病和睡眠呼吸暫停的死亡率的重要手段是早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早治療，因此心跳和呼吸的即時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)就顯得越來越重要。
[0004]傳統(tǒng)的呼吸和心跳監(jiān)測(cè)手段主要是多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀(PSG)和心電圖儀。這種檢查方式詳細(xì)而具體，而且準(zhǔn)確度高。但是，多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀和心電圖儀需要固定許多電極，檢查不方便，同時(shí)它們極其昂貴且笨重，不能用便攜式和家用式。
[0005]隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的快速發(fā)展，傳統(tǒng)產(chǎn)品通過引入新技術(shù)為用戶帶來優(yōu)質(zhì)用戶體驗(yàn)已經(jīng)成為可能。同時(shí)，用戶每天都在睡眠過程中產(chǎn)生大量的心腦血管生理及睡眠行為等數(shù)據(jù)。這些多維度的數(shù)據(jù)對(duì)于感知和改善用戶的心腦血管健康狀況和睡眠質(zhì)量有著重要的意義。但由于這些數(shù)據(jù)的多維、廣域、交叉等復(fù)雜因素，僅僅依賴傳感器和嵌入式處理器的簡(jiǎn)單邏輯數(shù)據(jù)運(yùn)算處理模式，在現(xiàn)實(shí)層面并無法全面準(zhǔn)確了解、預(yù)測(cè)、智慧監(jiān)控用戶的心腦血管健康狀況和睡眠質(zhì)量。事實(shí)上，由于個(gè)性化心腦血管健康狀況和睡眠體驗(yàn)的復(fù)雜性和特殊性，對(duì)高精準(zhǔn)度低成本的智慧健康睡眠監(jiān)控系統(tǒng)提出了很高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控健康監(jiān)控系統(tǒng)，具體地涉及智慧健康監(jiān)控系統(tǒng)及其用戶端系統(tǒng)和云端系統(tǒng)。針對(duì)現(xiàn)有健康與睡眠監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)中的缺陷與不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于透明傳感模式的智慧健康睡眠系統(tǒng)。它包括用戶端系統(tǒng)和云端系統(tǒng)。該智慧健康與睡眠系統(tǒng)采用軟硬件結(jié)合和云計(jì)算數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)和模塊，對(duì)各種用戶心腦血管健康狀況及睡眠數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、發(fā)送、管理、挖掘、預(yù)測(cè)、推送、交互評(píng)價(jià)及應(yīng)用，從而提供面向用戶的智慧化心血管健康狀況預(yù)測(cè)與睡眠產(chǎn)品服務(wù)及其他衍生產(chǎn)品和服務(wù)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的智慧健康系統(tǒng)的用戶端系統(tǒng)，包括:多維數(shù)據(jù)采集模塊101、本地信號(hào)轉(zhuǎn)換放大壓縮模塊102、用戶端系統(tǒng)通信模塊103、電源與驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊104。
[0008]多維數(shù)據(jù)采集模塊101，用于通過非介入式多模態(tài)傳感器集群，采集用戶心血管健康狀況數(shù)據(jù)和睡眠活動(dòng)相關(guān)的人機(jī)環(huán)境信息，將并將采集信息發(fā)送給本地信號(hào)轉(zhuǎn)換放大壓縮模塊102。其中采集數(shù)據(jù)信息包括用戶的心血管生理數(shù)據(jù)及睡眠行為數(shù)據(jù)和睡眠環(huán)境信號(hào)數(shù)據(jù)；
本地信號(hào)轉(zhuǎn)換放大壓縮模塊102，用于將采集數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理。其控制芯片電路包括電荷放大單元、電壓放大單元、工頻陷波單元和A/D轉(zhuǎn)換單元。該處理電路先通過模擬電路單元對(duì)壓電傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，再以數(shù)字方式完成對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理與壓縮。通過用戶端系統(tǒng)通信模塊(103)發(fā)送給與所述用戶端系統(tǒng)端的智能手機(jī)，個(gè)人電腦或網(wǎng)絡(luò)路由器，再傳輸至云端系統(tǒng)2;
用戶端系統(tǒng)通信模塊103，用于實(shí)現(xiàn)所述用戶端系統(tǒng)I與云端系統(tǒng)2之間的數(shù)據(jù)傳輸；電源與驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊，用于提供系統(tǒng)供電與根據(jù)睡眠數(shù)據(jù)和人機(jī)環(huán)境信息執(zhí)行承托動(dòng)作。其操作系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)及系統(tǒng)軟件管理存儲(chǔ)模塊203獲取。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供的智慧健康及睡眠系統(tǒng)的云端系統(tǒng)，包括:云端通信模塊201、數(shù)據(jù)分析處理與人工智能模塊202、數(shù)據(jù)管理存儲(chǔ)模塊203、心血管健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)分析模塊(數(shù)據(jù)挖掘比較模塊)204和健康數(shù)據(jù)結(jié)果核實(shí)反饋與健康方案推送信息模塊205 ;
云端通信模塊201，用于實(shí)現(xiàn)所述云端系統(tǒng)2與所述云端相對(duì)應(yīng)用戶端系統(tǒng)I之間的數(shù)據(jù)傳輸；
數(shù)據(jù)分析處理與人工智能模塊202，用于根據(jù)各用戶端系統(tǒng)I采集的多變量多通道的信息數(shù)據(jù)，以云平臺(tái)及先機(jī)人工智能數(shù)據(jù)處理方式，獲得各類的用戶全時(shí)域心血管生理數(shù)據(jù)及睡眠行為數(shù)據(jù)譜，以支持心血管生理健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)分析模塊(數(shù)據(jù)挖掘模塊)204獲得用戶心血管生理及睡眠行為的統(tǒng)計(jì)信息和用戶心血管健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)；
數(shù)據(jù)及系統(tǒng)軟件管理存儲(chǔ)模塊203，用于管理存儲(chǔ)獲得各類的用戶心血管生理及睡眠行為數(shù)據(jù)譜和系統(tǒng)軟件，如用戶端系統(tǒng)中一些模塊的操作系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)及系統(tǒng)軟件管理存儲(chǔ)模塊203中直接調(diào)用。
[0010]心血管生理健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)分析模塊(數(shù)據(jù)挖掘模塊)204，用于對(duì)心血管生理及用戶睡眠行為數(shù)據(jù)集采用模式識(shí)別方式進(jìn)行分析，獲得用戶心血管生理健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)及用戶健康特征知識(shí)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防心血管疾病提高用戶睡眠質(zhì)量；
用戶健康數(shù)據(jù)結(jié)果核實(shí)反饋與健康方案推送信息模塊205，用于核實(shí)，反饋及推送用戶心血管生理健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)及用戶健康特征知識(shí)。對(duì)于用戶異常心血管生理及睡眠行為數(shù)據(jù)，專業(yè)人員將進(jìn)行健康數(shù)據(jù)結(jié)果核實(shí)與反饋；
優(yōu)選地，所述用戶心血管生理與睡眠行為數(shù)據(jù)集包括用戶端系統(tǒng)I所采集到的基于時(shí)間序列的用戶心血管生理及睡眠活動(dòng)的物理數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的生理指征數(shù)據(jù)和環(huán)境指征數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選地，所述的智慧健康睡眠系統(tǒng)的云端系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)用戶心血管生理和睡眠行為數(shù)據(jù)集的分析，具體為:對(duì)用戶在有效時(shí)間段內(nèi)心血管生理數(shù)據(jù)和睡眠質(zhì)量測(cè)量，所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)將成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模塊202中新的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并通過與先前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，獲得心血管生理數(shù)據(jù)及睡眠特征知識(shí)與用戶健康之間的關(guān)聯(lián)，以生成加權(quán)的總體健康評(píng)估與預(yù)測(cè)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提供的智慧健康與睡眠系統(tǒng)，包括上述的用戶端系統(tǒng)I以及上述的云端系統(tǒng)2，用戶端系統(tǒng)I與云端系統(tǒng)2之間無線或有線連接。
[0013]所述云端系統(tǒng)2相對(duì)應(yīng)用戶端系統(tǒng)I之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過用戶端系統(tǒng)通信模塊103，云端通信模塊201和智能手機(jī)或個(gè)人電腦及網(wǎng)絡(luò)路由器等無線有線傳輸器件。用戶端系統(tǒng)通信模塊103可配置藍(lán)牙或WiFi及或其他近場(chǎng)無線通訊器件。
[0014]所述的智慧健康睡眠系統(tǒng)，其特征之一在于，用于通過智能手機(jī)或筆記本電腦/臺(tái)式計(jì)算機(jī)中的APP的支持獲取用戶對(duì)心血管生理及睡眠質(zhì)量測(cè)量數(shù)據(jù)以及獲得用戶心血管生理健康與睡眠質(zhì)量評(píng)價(jià)及用戶健康特征知識(shí)。
[0015]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所述智慧健康睡眠系統(tǒng)，除了應(yīng)用于床墊之外，還可以應(yīng)用于人體接觸環(huán)境智能調(diào)節(jié)領(lǐng)域中的睡枕、沙發(fā)，輪椅，座椅、靠墊等用品。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
本發(fā)明其特征之一是中央云端系統(tǒng)的服務(wù)器上配置了各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)信號(hào)處理與分析系統(tǒng)，支撐服務(wù)軟件系統(tǒng)、先進(jìn)的高速并行計(jì)算操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、人工智能模塊，軟硬件系統(tǒng)等資源，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠大大提高系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度與人工智能分析功能。
[0017]本發(fā)明另特征之一是用戶傳感系統(tǒng)無大容量存儲(chǔ)芯片，也不裝配任何復(fù)雜數(shù)據(jù)信號(hào)處理芯片因此用戶端傳感系統(tǒng)的成本大大將低。
[0018]用戶端系統(tǒng)I中一些模塊的操作系統(tǒng)和控制軟件可以從中央云端系統(tǒng)的服務(wù)器中數(shù)據(jù)及系統(tǒng)軟件管理存儲(chǔ)模塊203直接獲取。
[0019]同時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)處理與分析系統(tǒng)的更新?lián)Q代無需改變用戶端系統(tǒng)。這樣不僅降低用戶端系統(tǒng)的成本，新舊數(shù)據(jù)信號(hào)處理與分析系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的兼容性得到保證，可靠實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期人體心血管生理健康監(jiān)測(cè)功能與長(zhǎng)期觀察對(duì)比人體心跳，血壓變化，呼吸生理參數(shù)和睡眠參數(shù)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)，可以精確分離心跳和呼吸信號(hào)，