應用於糖尿病康復的運動監護與管理系統的製作方法

2023-07-24 02:59:46 1

應用於糖尿病康復的運動監護與管理系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種應用於糖尿病康復的運動監護與管理系統，能夠實時的獲取糖尿病患者運動過程中的生理參數和環境參數，並對數據進行實時的處理和反饋。包括：前端監測設備，用於實時的獲取糖尿病患者在運動過程中的生理參數以及環境參數，然後通過低功耗藍牙模塊將數據上傳至手機客戶端；手機客戶端對數據進行本地存儲以及初步的處理，並將結果顯示在交互界面上，然後通過移動通信網絡將監測信息實時發送至遠程的健康管理系統；健康管理系統基於糖尿病的運動管理理論進行綜合的分析，將分析結果反饋給醫生和患者，避免患者在運動中出現運動過量而危險，而且便於對患者的運動康復情況長期進行監控和統計。
【專利說明】應用於糖尿病康復的運動監護與管理系統

【技術領域】
[0001]本發明屬於糖尿病運動康復監護與管理領域，更具體的講，涉及一種人體生命參數監測、數據通信以及病人信息管理系統。

【背景技術】
[0002]糖尿病運動療法的機理是提高胰島素的敏感性，從而控制血糖水平，降低糖尿病及其併發症的發病機率。由於糖尿病的病因和發病機理不盡相同，雖然運動療法對糖尿病治療的重要性和有效性已經得到了廣泛的認可，但是實際操作中依然存在著許多的困難，在臨床上並未廣泛的應用，困難主要包括醫生和患者相關知識匱乏、患者個體差異性強、運動強度難以量化、監護困難、日常教育和指導困難等。
[0003]近年來信息化技術日新月異，智慧型手機、平板電腦等可攜式移動終端已經成為人們生活中不可缺少的一部分。藉助智能網際網路技術，醫生和患者可以通過網際網路更為方便的獲取醫療信息，這有助於提高醫生的診斷水平、改善整體的醫患關係。智能網際網路技術在醫療領域應用已經十分廣泛，其中最具代表性的就是可穿戴醫療設備。通過可穿戴智能醫療設備跟蹤患者後續生理狀態，醫生可以動態評價藥物的療效，及時跟蹤患者的康復情況，發現潛在的危險因素等。同時，攜帶傳感器的可穿戴式醫療設備可以實時的監測患者的生理信息，便於醫生制定較為詳盡的康複方案。
[0004]從糖尿病治療的現狀來看，有必要在糖尿病康復運動中引入健康管理的理念，研發智能化運動信息採集和指導產品，建立家庭、社區、醫院三級信息管理系統和人工智慧數據平臺，為糖尿病及其併發症患者提供個性化康復運動指導系統。系統能夠在患者運動康復的過程中實時的採集生理參數，並進行智能的處理和系統的管理，可以幫助進一步提高我國糖尿病運動康復治療的精細化與系統化。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種能夠對糖尿病康復過程進行監護與管理的系統，實時的獲取糖尿病患者運動過程中的生理參數和環境參數，並對數據進行實時的處理和反饋，對患者的健康檔案進行定時的更新，提升運動療法的實用性，避免患者在運動過程中出現危險。
[0006]為實現以上目的，本發明採取的技術方案是:
[0007]一種應用於糖尿病康復的運動監護與管理系統，包括:
[0008]前端監測設備，用於實時的獲取糖尿病患者在運動過程中的生理參數以及環境參數，然後通過低功耗藍牙模塊將數據上傳至手機客戶端；
[0009]手機客戶端對數據進行本地存儲以及初步的處理，並將結果顯示在交互界面上，然後通過移動通信網絡將監測信息實時發送至遠程的健康管理系統；
[0010]健康管理系統基於糖尿病的運動管理理論進行綜合的分析，將分析結果反饋給醫生和患者，避免患者在運動中出現運動過量而危險，而且便於對患者的運動康復情況長期進行監控和統計。
[0011]其中前端監測設備為可穿戴式的傳感設備，患者在運動過程中需要配戴監測設備並隨身攜帶智慧型手機，健康管理系統為遠程的雲端數據管理平臺。
[0012]所述的前端監測設備包括生命參數採集模塊、片上系統、LED指示模塊以及低功耗藍牙傳輸模塊；其中生命參數採集模塊包含對人體生命體徵進行採集的傳感器，分別為心率傳感器、溫度傳感器、血壓傳感器；監測信息通過片上系統、控制傳感器晶片進行採集，並將數據通過低功耗藍牙模塊發送至手機客戶端；
[0013]片上系統是前端監測設備的控制中心，對生命參數採集模塊和LED指示模塊以及低功耗藍牙傳輸模塊進行管理和控制，建立多參數採集的傳感器網絡；對採集到的生命參數的模擬信號進行ADC轉換，並通過數據處理計算出患者的各項生理指標；
[0014]LED指示模塊負責對當前設備的運行狀態進行指示；
[0015]低功耗藍牙通信模塊負責監測數據的收發，實現統手機客戶端的短距離無線通信。
[0016]所述的手機客戶端接收監測終端上傳的患者生命參數數據，並進行存儲和處理；手機客戶端提供與用戶交互的界面，用戶通過APP建立健康檔案、進行身份認證、選擇測量模式、控制數據採集和上傳。
[0017]手機客戶端根據事先設定的糖尿病康復的運動方案對患者的運動過程進行跟蹤監控，並在患者運動過量或者出現不適時，通過手機向患者發出警告，而且通過行動網路將患者當前的生理狀況和位置信息發送至遠程醫療中心，保證患者運動的安全性。
[0018]所述的健康管理系統包括數據管理中心、醫療中心，用於將接收到的監測信息進行綜合的分析，對患者健康狀況進行監控並整理，建立糖尿病運動康復健康檔案，醫生可以隨時掌握患者的身體狀況以及康復情況，以便對康複方案進行動態的評價和改進；
[0019]數據管理中心包括資料庫和資料庫伺服器，負責建立相關資料庫，定義存儲協議，接收手機客戶端發送過來的監測信息和處理後的信息；對接收到的監測數據進行分析，基於糖尿病運動康復理論，對患者當前的健康狀況和康復情況進行整體評估，並將結果計入檔案，方便患者和醫生查詢；
[0020]醫療中心基於網絡伺服器針對不同用戶群提供多樣的接口，針對不同的授權用戶數據管理中心針對查詢請求會分別提供不同的患者信息，並進行圖形化的顯示。
[0021]所述的數據管理中心包括:PC機、通信模塊、權限管理模塊、數據分析模塊、資料庫系統、報警模塊；
[0022]PC機是整個系統的伺服器，通過軟、硬體對整個健康管理系統的運作進行管理；
[0023]通信模塊實現了 PC機與智慧型手機的無線通信，包括接收手機客戶端通過行動網路發送過來的監測信息以及發出指揮、報警以及刷新信息給手機客戶端；
[0024]權限管理模塊用於對手機客戶端或者瀏覽器客戶端對伺服器數據訪問權限的控制，可以對不同用戶群進行差異化的管理；
[0025]數據分析模塊用於對接收到的監測信息進行系統的分析，包括患者當前的心肺功能、血壓狀況，通過與長期監測到的數據進行對比評估患者當前的康復情況，並更新患者的健康檔案；
[0026]報警模塊用於在患者生命體徵超出設定範圍或者正常範圍的時候，通過客戶端向患者發送報警信息，並向醫療中心提供患者當前的位置信息。
[0027]本發明與現有技術相比較，具有如下實質性特點和優點:
[0028]1.本發明穿戴式前端監測設備為緊貼手腕手環狀結構，方便在患者運動過程中穿戴，實時的測量患者的心率信息，通過電子血壓計患者可以方便的隨時自己測量當前的血壓值，而且都可以通過藍牙模塊將監測數據發送至智慧型手機終端，兼容性與拓展性好。
[0029]2.本發明的近距離無線傳輸都採用低功耗藍牙技術，相對傳統藍牙技術，大大節省了數據傳輸過程中消耗的電量，使前端檢測設備能夠長時間續航，持續檢測患者的生理信息。
[0030]3.本發明的前端檢測設備採用高度集成的片上系統，使設備體積微小但是功能複雜，能夠完成數據採集的控制、傳輸並實現部分處理功能。
[0031]4.本發明的健康管理系統針對糖尿病運動康復理論，制定一整套糖尿病康復運動處方，並通過運動監測實時的掌握患者運動過程中的心率、運動強度等生理信息，結合其他環境參數如位置、加速度等，對患者當前的運動狀態進行評估，預防患者運動過程中出現危險。
[0032]5.本發明的健康管理系統針對糖尿病患者心血管併發症易發的特點，對患者的血壓狀況進行系統的監控，每天定時提醒患者進行血壓測量，掌握患者的動態血壓，預防急性心血管疾病的發生。
[0033]6.本發明的健康管理系統形成聯網結構，智慧型手機終端和遠端伺服器都可以對患者生理數據進行處理，並評估患者的生理狀態，在患者身體狀況出現異常時能夠快速的做出響應，及時向急救中心通報。
[0034]7.本發明的健康管理系統針對每一位患者建立了糖尿病運動康復健康檔案，方便醫生對某一位患者進行康復情況的查詢，幫助醫生對患者運動康複方案進行動態的評估與修正。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發明實施方式結構示意圖。
[0036]圖2是前端監測設備手環狀心率監測設備示意圖。
[0037]圖3是模塊之間通/[目關係不意圖。
[0038]圖4是手機客戶端功能流程圖。
[0039]圖5是Web瀏覽器功能流程圖。

【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便患者和醫生能夠更好的理解本發明的應用方法。
[0041]在本實施例中，如圖1所示，本發明主要由三個子系統構成，包括前端監測設備1，智能終端2以及健康管理系統3。各系統之間通過無線網絡有機的結合在一起，協同完成生理參數的採集、處理、傳輸、存儲、分析和反饋等過程。電子監測系統通過心率傳感器101和血壓傳感器102測量人體的心跳和血壓信號，通過處理晶片106進行模數轉換，微處理晶片將數據進行處理和打包通過藍牙模塊105發送至智慧型手機終端，電源模塊103負責給整個前端監測設備供電，LED模塊104負責顯示設備當前工作狀態；智慧型手機終端通過內置的藍牙4.0模塊201接收檢測模塊上傳的數據包，然後經過處理和分析通過交互顯示模塊202與患者進行交互。由於絕大多數的智慧型手機集成了加速度傳感器、重力傳感器以及位置傳感器203等，患者的加速度信息和位置信息可以直接通過智能終端獲得。此外還需要對數據通過存儲模塊204進行本地的存儲，並將結果通過無線通信模塊205上傳到伺服器，更新資料庫保證數據的同步；健康管理系統負責與客戶端(可攜式智能終端和瀏覽器端303)進行數據交換，為客戶端提供與資料庫305交互的接口，並且允許手機客戶端和瀏覽器通過應用伺服器302和Web伺服器301對系統進行訪問，當患者身體狀況出現異常時，管理系統可以通過行動網路或者網絡向客戶端和醫療中心304發送警報。
[0042]在本實施例中，如圖2所示，前端心率監測設備為手環狀，手環107可緊貼患者手腕，手環上集成有光電式脈搏傳感器101、處理晶片106、電源模塊103和天線108，所述的光電式脈搏傳感器101在手環底部，緊貼患者脈搏，模擬心率信號的輸出端經過放大電路與晶片的模擬信號輸入端連接；所述的處理晶片106、電源模塊103、天線108集成在手環外部，位於患者手腕的正面；電源模塊包括電池和電源管理電路，與處理晶片的電源埠連接；天線108的輸入口與處理晶片106的射頻輸出口連接。
[0043]本實施例中，如圖3所示，系統通信主要實現前端監測設備1、智慧型手機終端2和Web客戶端303以及伺服器模塊301/302之間的信息交互功能。前端監測設備I與手機終端2通過低功耗的藍牙4.0技術進行數據通信，監測設備與手機終端建立藍牙連接後將採集到的生理數據上傳；手機客戶端2對數據進行實時的處理與顯示後，將數據通過行動網路或者無線W1-Fi發送至伺服器端3，伺服器端對數據進行分析後，對手機客戶端2反饋相應指令，並對資料庫305進行更新；用戶通過Web瀏覽器303可以對伺服器進行訪問，查詢最新的生理信息，並且可以通過對網頁進行操作更改個人數據。
[0044]本實施例中，如圖4所示，通過手機客戶端2患者可以搜索周圍的藍牙設備105，並與手機藍牙設備201配對綁定。患者可以通過Π操作選擇監測模式，包括運動監測模式和血壓檢測模式:運動監測模式下系統會採集患者當前的心率、位置、加速度等信息，並計算出患者實時的運動強度、運動量、運動距離等參數；血壓監測模式下系統可以通過電子血壓計102自動的監測患者的血壓信息。患者還可以對系統和個人信息進行設定，以及對歷史運動數據進行查詢。
[0045]本實施例中，如圖5所示，本發明將用戶群分為三類，普通用戶、糖尿病患者以及醫生，普通用戶進入網站可以自由瀏覽公共網頁，患者註冊並登錄以後可以對密碼或者資料進行修改，還可以對自己的個人信息和運動信息進行查詢，醫生在登錄網站以後可以對某位患者指定時間的運動信息進行查詢，並對患者的健康和恢復狀況進行評估，用戶對資料庫訪問的差異性是通過權限設置實現的。
【權利要求】
1.一種應用於糖尿病康復的監測與管理系統，其特徵在於，包括: 前端監測設備，用於實時的獲取糖尿病患者在運動過程中的生理參數以及環境參數，然後通過低功耗藍牙模塊將數據上傳至手機客戶端； 手機客戶端對數據進行本地存儲以及初步的處理，並將結果顯示在交互界面上，然後通過移動通信網絡將監測信息實時發送至遠程的健康管理系統； 健康管理系統基於糖尿病的運動管理理論進行綜合的分析，將分析結果反饋給醫生和患者，避免患者在運動中出現運動過量而危險，而且便於對患者的運動康復情況長期進行監控和統計。 其中前端監測設備為可穿戴式的傳感設備，患者在運動過程中需要配戴監測設備並隨身攜帶智慧型手機，健康管理系統為遠程的雲端數據管理平臺。
2.根據權利要求1所述的一種應用於糖尿病康復的監測與管理系統，其特徵在於，所述的前端監測設備包括生命參數採集模塊、片上系統、LED指示模塊以及低功耗藍牙傳輸模塊；其中生命參數採集模塊包含對人體生命體徵進行採集的傳感器，分別為心率傳感器、溫度傳感器、血壓傳感器；監測信息通過片上系統、控制傳感器晶片進行採集，並將數據通過低功耗藍牙模塊發送至手機客戶端； 片上系統是前端監測設備的控制中心，對生命參數採集模塊和LED指示模塊以及低功耗藍牙傳輸模塊進行管理和控制，建立多參數採集的傳感器網絡；對採集到的生命參數的模擬信號進行ADC轉換，並通過數據處理計算出患者的各項生理指標； LED指示模塊負責對當前設備的運行狀態進行指示； 低功耗藍牙通信模塊負責監測數據的收發，實現統手機客戶端的短距離無線通信。
3.根據權利要求1所述的一種應用於糖尿病康復的監測與管理系統，其特徵在於，所述的手機客戶端接收監測終端上傳的患者生命參數數據，並進行存儲和處理；手機客戶端提供與用戶交互的界面，用戶通過APP建立健康檔案、進行身份認證、選擇測量模式、控制數據採集和上傳。 手機客戶端根據事先設定的糖尿病康復的運動方案對患者的運動過程進行跟蹤監控，並在患者運動過量或者出現不適時，通過手機向患者發出警告，而且通過行動網路將患者當前的生理狀況和位置信息發送至遠程醫療中心，保證患者運動的安全性。
4.根據權利要求1所述的一種應用於糖尿病康復的監測與管理系統，其特徵在於，所述的健康管理系統包括數據管理中心、醫療中心，用於將接收到的監測信息進行綜合的分析，對患者健康狀況進行監控並整理，建立糖尿病運動康復健康檔案，醫生可以隨時掌握患者的身體狀況以及康復情況，以便對康複方案進行動態的評價和改進； 數據管理中心包括資料庫和資料庫伺服器，負責建立相關資料庫，定義存儲協議，接收手機客戶端發送過來的監測信息和處理後的信息；對接收到的監測數據進行分析，基於糖尿病運動康復理論，對患者當前的健康狀況和康復情況進行整體評估，並將結果計入檔案，方便患者和醫生查詢； 醫療中心基於網絡伺服器針對不同用戶群提供多樣的接口，針對不同的授權用戶數據管理中心針對查詢請求會分別提供不同的患者信息，並進行圖形化的顯示。
5.根據權利要求1所述的一種應用於糖尿病康復的監測與管理系統，其特徵在於，所述的數據管理中心包括:PC機、通信模塊、權限管理模塊、數據分析模塊、資料庫系統、報警模塊； PC機是整個系統的伺服器，通過軟、硬體對整個健康管理系統的運作進行管理； 通信模塊實現了 PC機與智慧型手機的無線通信，包括接收手機客戶端通過行動網路發送過來的監測信息以及發出指揮、報警以及刷新信息給手機客戶端； 權限管理模塊用於對手機客戶端或者瀏覽器客戶端對伺服器數據訪問權限的控制，可以對不同用戶群進行差異化的管理； 數據分析模塊用於對接收到的監測信息進行系統的分析，包括患者當前的心肺功能、血壓狀況，通過與長期監測到的數據進行對比評估患者當前的康復情況，並更新患者的健康檔案； 報警模塊用於在患者生命體徵超出設定範圍或者正常範圍的時候，通過客戶端向患者發送報警信息，並向醫療中心提供患者當前的位置信息。
【文檔編號】A61B5/0205GK104305977SQ201410545131
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】楊健, 王湧天, 艾丹妮, 劉越, 艾長濱 申請人:北京理工大學