智慧型手機插件式個人保健醫療監護平臺的製作方法

2023-05-28 03:34:51 4

專利名稱：智慧型手機插件式個人保健醫療監護平臺的製作方法
技術領域：
本發明同無線通信系統和保健醫療網絡系統相關，是一種智慧型手機上的個人保健醫療監護平臺。
背景技術：
現有醫療監護主要是依賴專業醫療機構的臨床監護，個人保健要求和社會老齡化對院外特別是多參數個人日常監護提出了巨大的需求，Internet和行動電話，以及其它移動通信系統的發展為其在日常監護中的應用提供了技術的可能，然而現有的行動電話並未提供有效的接入和接口，近來，智慧型手機技術已經成為無線Internet技術的一個新主流方向，智慧型手機作業系統是智慧型手機的核心，適用於2G，2.5G，3G的行動電話，其多任務內核，集成的話務支持，短程和遠程通信協議，數據管理，增強圖形支持，高端的圖形用戶界面框架和一系列多元化的應用程式支持等使得智慧型手機可以作為功能強大的隨身平臺應用於個人保健醫療監護，同時，智慧型手機還可以實現個人保健醫療檢測設備和遠程監護、救援中心的無縫連接，這個問題的解決將極大地提高遠程保健醫療監護系統的發展。

發明內容
本發明提供一個智慧型手機上的軟體平臺，該平臺提供了一種同時對一個或多個保健醫療監護的管理方法。通過智慧型手機上的監護平臺，提供一種多個保健醫療檢測傳感器終端和監護應用軟體任意插入的機制。
本發明的平臺提供了一個統一的公共編程接口，新的保健監護測試應用模塊可以使用該接口。這使得保健和醫療監護的開發商和個人開發者能夠在本發明的平臺上開發他們自己特定的監護軟體應用模塊而無須知道傳感器終端製造商的產品。因此，本發明的平臺提供了應用程式開發的強大靈活性。該平臺提供了讓應用軟體對各種通信信道/傳輸/傳感終端的強大兼容性。換言之，監護軟體開發人無須知道通信協議模塊和傳感終端的細節。
同時本發明的平臺能夠產生並將報警信息通過即插的或用戶指定的通信協議傳給遠端監護中心。該平臺提供了一種初始化，連接和註冊通信協議的功能，使得其上層應用軟體可以平滑地實現從一個通信手段到另一個的轉換。這個功能由中心管理模塊實現。
對於監護軟體開發者，本發明提供的平臺是全透明的。監護軟體的開發者無須知道通信協議，也無須知道測試終端提供商的詳細信息。同樣，傳感器終端提供商也無須知道應用程式的開發細節。
本發明的其中一個實施例採用基於Symbian作業系統(Symbian OS)的智慧型電話。Symbian作業系統(Symbian OS)是專門為手持式電池供電的智慧型手機設置的，其一些關鍵的特點包括靈活的基於客戶端的結構、編程系統等使得Symbian作業系統適合於在無線信息裝置上開發小型而功能強大的保健醫療監護軟體。
本發明的一個實施例提供了一個保健醫療監護平臺伺服器(MD Server)，此處的Server不是傳統意義上的伺服器，而是Symbian作業系統(Symbian OS)中的一種特殊模塊，本文將用Server(伺服器)來代表此模塊。本發明實施例的MD Server(保健醫療監護平臺伺服器)可以用來管理所有的保健醫療監護應用模塊，是一個運行在多種保健醫療監護應用上，可以使用智慧型手機本身功能和移動網際網路結構的獨立的伺服器，MD Server能夠管理傳輸連接、網絡連接、告警控制和醫療檢測管理。此外，該保健醫療測試應用架構可以為所有保健醫療監測提供相關的服務。該Server模塊提供上下兩層軟體插件模式上層的應用軟體插件界面和下層通信協議軟體的插件界面。所以，不同的醫療保健監護傳感器終端及其相應信號處理及應用軟體能夠在不影響原有軟硬體的情況下任意插入。同時，智慧型手機自有的軟體模塊和通信手段也能被選用插入並被Server所使用。
本發明實施例利用了在Symbian作業系統的短距通信組件(藍牙)，信息組件(包括簡訊SMS，彩信MMS等)、話務組件、多媒體組件和TCP/IP(移動IP)組件。在智慧型手機內軟體框架基礎上擴展了智慧型手機上保健醫療監護功能模塊。
需要申明的是，雖然本發明一實施例採用的是Symbian作業系統環境，但本發明並不局限於特定的作業系統，其他作業系統環境，特別是針對無線終端裝置使用的作業系統，都可以採用本發明提供的方法。


下面接結合相應的附圖對本發明的具體的實施例進行詳細描述，其中圖1、是本發明實施例的系統概述。
圖2、是本發明實施例中的智慧型手機模塊圖。
圖3、是本發明實施例的框架結構總體模塊圖。
圖4、是本發明實施例中的MD Server(智慧型手機保健醫療監護平臺伺服器)組件模塊圖。
圖5、是本發明實施例中的MD Server的編程類框圖，包括傳輸，網絡和監護應用模塊的插件接口。
圖6、是本發明實施例中保健醫療監護的應用模塊的框架示意圖。
圖7、是本發明的UML使用範例的示意圖。
圖8、是本發明傳感器終端接入過程序列示意圖。
圖9、是遠程監護事件和緊急情況處理過程的一個實例。
具體實施例方式圖1顯示了本發明實施例平臺的應用、示範以及外部連接情況。安裝了保健醫療監護平臺140以及安裝有該平臺的智慧型手機100可以通過藍牙(Bluetooth)、紅外無線(IrDA)、USB、RS232或其他短程有線或無線連接標準協議連接配備有線或無線保健醫療傳感器終端120，傳感器終端120能夠採集使用者的腦電，心電、血壓、心率、體溫、無創血糖、血氧等人體體徵數據，智慧型手機100能夠對測試的這些數據進行顯示和分析，同時，還可以通過無線網絡或其他數據通信網絡將數據或結果傳送到遠端的醫療監護中心160，例如醫院150、家庭醫生診所，急救中心等地，實現廣泛範圍內的對使用者的全面監護。
如果採集數據顯示使用者情況很緊急、嚴重或者惡劣，智慧型手機100上的保健醫療監護平臺140和遠端監護中心160都會發出告警信號或信息，保健醫療監護平臺140會啟動智慧型手機100上的閃屏、鳴笛或者振動功能告警，同時向遠端監護中心160告警，保健醫療監護平臺140或遠端監護中心160會根據情況聯絡當地急救中心170。
如果智慧型手機100包括GPS和其它手機定位技術，使用本發明的使用者的位置信息會通過位置伺服器(LBS)130自動傳送到急救中心或通過遠端監護中心160傳送給急救中心170。
另一種緊急處理方案是通過智慧型手機平臺自動撥打120(中國)或911(北美)急救中心170呼叫號碼。
圖2顯示了本發明實施例中的智慧型手機100模塊圖。智慧型手機100包括控制單元和控制邏輯，智慧型手機100至少包括一個短程無線模塊250，可以是藍牙(Bluetooth)或紅外無線(IrDA)等。本實施例還包括一個智慧型手機語音系統245，儘管沒有具體顯示出來，一般應該包括一個揚聲器和一個麥克風以便使用者在語音呼叫時使用，揚聲器還可以用於告警時鳴笛。
微處理器(MCU)220包括某些類型的存儲器230，非動態存儲器用作存儲智慧型手機作業系統235和其他相關信息，而臨時數據、中間結果、接收和發送的分組數據及其它類似數據存儲在動態存儲器中。本發明一實施例所述的智慧型手機作業系統能夠命令微處理器(MCU)220完成本發明所述的醫療檢測應用對應的流程、子系統、分層和協議等，同時通過顯示屏240和鍵盤260向使用者提供合適的人機接口。
圖3顯示了本發明實施例的框架結構總體模塊圖，其中包括了保健醫療監護平臺140。這個設計的一個顯著優點是採用了一個標準通用的MD Server平臺插件接口，使得短距傳輸、網絡通信以及緊急情況處理對保健醫療應用模塊320是完全透明的。Symbian作業系統為MD Server提供了開放的接口。
本發明的傳感器終端連接方式並不局限於藍牙和IrDA，所以保健醫療應用模塊320可以被靈活地連接到其它連接方式而無須任何改動。同樣，現有的發明的遠程網絡連接方式也不局限於手機網絡和Internet，所以保健醫療應用模塊320可以被靈活地運用於到其它網絡而無須任何改動。
MD Server 330負責對各種數據傳送接收和各個組件的總協調管理。一旦用戶啟動保健醫療應用模塊320，該模塊會自動插入到MD Server 330；保健醫療應用模塊320發出一個傳感器服務找尋信息以找到相應的傳感器終端配件350。MD Server 330負責建立智慧型手機和傳感器終端配件350間的通信鏈路。傳感器終端配件350採樣的信息經過MD Server轉至保健醫療應用模塊320。保健醫療應用模塊320對所收到的信息進行醫用數位訊號處理，並運行各種與智慧型手機監護相關的功能。根據保健醫療應用模塊320和其它方面的要求，MDServer 330可以相應地建立SMS、移動IP或其它手機通信網絡連接到遠端監護中心360。在緊急的情況下，保健醫療應用模塊320會向MD Server 330發出報警信號，MD Server 330會相應地啟動緊急處理程序。
當保健醫療應用模塊320首先發起連接時啟動MD Server 330，一旦啟動，MD Server330將駐留在存儲器中直到所有保健醫療應用模塊320釋放連接為止。
MD Server(保健醫療監護平臺伺服器)330使用ECOM的插件技術管理傳輸、網絡服務以及各種保健醫療應用模塊320的實施。ECOM是一種通用的插件式框架，它可以再運行升級後的軟體模塊。在接收到使用某種傳輸協議的特定的保健醫療應用服務請求後，MDServer(保健醫療監護平臺伺服器)330會載入並執行相應的傳輸協議和相關的檢測程序。網絡服務和告警處理也會在使用時載入。
圖4顯示MD Server(保健醫療監護平臺伺服器)330的組成，MD Server 330包括a.一個客戶端接口包(應用程式接口)420，該接口包的目的是實現保健醫療應用模塊320和MD Server 330之間客戶端和伺服器連接。
b.一個短距傳輸插件模塊430，為短距傳輸層協議如藍牙埠465和紅外無線埠460提供Ecom標準插件接口。
c.一個網絡插件模塊，負責數據通過簡訊SMS接口475、移動IP 470等網絡接口連接到遠程網絡。
d.一個告警控制器450負責緊急處理和定位服務。
圖5顯示本發明實施例中的MD Server的編程類框圖(class diagram)，包括傳輸，網絡服務和應用模塊的插件接口。MD Server(保健醫療監護平臺伺服器)330包括CMDManager 520，CMDInterface 510，CtransportConnection 540，CNetworkConnection545，CalarmingController 530等類以及其他類(Classes)。
CMDManager 520是控制插件管理的中央管理器，對保健醫療檢測應用插件建立和插入、醫療傳感器附件插件傳輸連接以及分別通過CtransportConnection540和CnetworkConnection 545建立網絡數據與遠端監護中心連接的控制。
CTransportConnection 540和CNetworkConnection 545採用Symbian的ECOM技術實現醫療傳感器的傳輸和醫療監護網絡的透明插入。
同時CMD Manager520也能幫助CalarmingController530提供告警和應急處理。CMDManager520還能根據情況進行升級，以便在智慧型手機增加新的業務時提供相關新業務的支持，例如智慧型手機支持定位服務(LBS)，CMDManager520也將嵌入相應功能。
CMDInterface 510的ECOM插件方案是本專利的一個重點，它為個人醫療保健監護應用模塊提供了一個基本的應用程式接口(API)，保健醫療應用模塊320包括動態血壓、心電圖、腦電圖，體溫、心率、脈波速以及其他測試功能都通過CMDInterface 510與MD Server連接，與網絡連接、傳感器終端連接、告警處理和其他緊急事件的處理方法無關，即MD Server(保健醫療監護平臺伺服器)330是一個通用的伺服器平臺，與保健醫療測試應用以及相關的傳感器終端配件350無關，該平臺對測試方法和傳感器終端配件350透明。
圖6是本發明實施例中保健醫療監護的應用模塊320的軟體框架示意圖。CMDapplicationController 630是主要的類組件，它繼承了CMDInterface 510類。它控制智慧型手機上的用戶應用界面610和DSP組件620。
圖7敘述了本發明的UML使用範例的示意圖。通過智慧型手機100使用保健醫療監護平臺140的使用者710能夠利用合適的用戶界面實現不同測試應用。系統的其它部分還包括遠端監護中心160，急救中心120或E911系統170以及手機定位伺服器(LBS)130。
圖8是傳感器終端配件連接720事件的詳細流程圖，顯示了智慧型手機中的保健醫療監護平臺140和傳感器終端配件350間短距無線連接過程，如果連接是通過藍牙(Bluetooth)實現，Paring和Authentication處理可以用作系統鑑權。
子系統認證725是監測前的另外一個事件，該事件定義了用戶在遠端監護中心160的軟體登記和用戶鑑權過程，同時還定義了遠端監護中心160和智慧型手機內保健醫療監護平臺140間建立網絡連接的過程。
本地監護730和遠程監護事件735分別敘述了智慧型手機和遠端中心的醫療監測過程，它們可以同時實施，也可以單獨實施，在這些過程中，將採用不同級別的告警過程直到緊急事件處理過程。
一旦使用者被定義成為緊急情況，系統會進入緊急事件處理過程740，在這個事件中，保健醫療監護平臺140自動聯繫遠端監護中心、112系統或者救護中心。如果智慧型手機具有定位功能，系統會自動聯絡定位服務中心確定使用者位置。
圖9顯示了遠程監控事件和緊急事件處理的過程的一個實例。圖示順序和實際處理並不保證完全一樣。
上述文字描述了本發明專利具體的實施例，從中派伸出許多基於本專利的修正，儘管本發明實施例描述的內容是基於Symbian作業系統，但它也適用於其它智慧型手機作業系統。進而言之，在此平臺機制下的各種保健醫療監護應用都適用於本專利的保護範圍。此外，以上描述的方法具有一定程度的特殊性，本發明的具體實施依賴用戶的實際應用，還有，本發明的某些特徵功能可以在不涉及其它相關功能的情況下被單獨使用。所有以上披露的內容和對本發明類似的修正都被認為是本發明的範圍。
權利要求
1.一個包含管理一種或多種保健醫療監護應用的智慧型手機應用軟體平臺，包括提供一種通用的結構管理框架；對醫用傳感器附件創造至少一種傳輸層的連接，創造至少一種對遠端醫院或監護中心的網絡連接；採用至少一種用於智慧型手機的不同保健醫療測試插件和播放技術，提供一種用於個人保健醫療或者其他個人監測應用的通用應用程式接口(API)機制，提供一種用於不同傳輸協議插件的通用傳輸接口機制。提供一種利用不同網絡通信協議的通用保健醫療監護網絡連接機制。提供一種通過不同網絡通信協議的通用保健醫療監護網絡連接機制。提供一種通過現有120(中國)-911(北美)緊急救護系統的通用保健醫療監護告警/緊急呼叫機制。
2.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於其中傳感器終端的連接方法是通過藍牙(Bluetooth)協議，通用串行總線(USB)協議，紅外數據連接(IRDA)協議，RS232協議，無線區域網(WLAN)協議，個人通信網(PAN)協議等短距傳輸協議中的一種協議。
3.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於其中的遠程網絡通信協議包括移動IP協議，SMS協議，EMS協議，MMS協議，VPN協議，以及智慧型手機支持的其它數據傳輸協議。
4.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於本平臺連接的遠端數據監護中心(DAC)包括本地醫院，家庭醫生診所，專科醫院，急救中心，安裝在醫生個人智慧型手機上的遠程監護軟體中心，以及其它監護中心。
5.一種存儲於智慧型手機可讀媒介的程序，可以引導智慧型手機執行包含在內的算法。
6.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於本平臺管理的個人保健醫療檢測插件應用是對包括心電圖，腦電圖，血壓，心率，體溫，血糖，血氧濃度，以及其它可轉換為數位訊號的人體保健體徵參數的測試、數據存儲和處理、分析。
7.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於其告警機制中的聲音和振動告警是利用智慧型手機的喇叭和振動功能實現，閃光告警是利用智慧型手機的LCD顯示屏和鍵盤燈實現。
8.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於其中一種緊急處理機制是利用智慧型手機GPS或其他位置服務信息獲取報警者的位置信息並通知遠程監護中心和急救中心。
9.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於智慧型手機管理至少一個包含一種或多種人體體徵參數檢測的保健醫療傳感器終端的傳輸連接。
10.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於其作業系統為Symbian，Windows CE，Linux，Palm，Brew作業系統等智慧型手機作業系統中的一種。
11.根據權利要求1所述平臺，其特徵在於其為包括藍牙、USB和IrDA等傳輸協議提供了應用程式接口，管理至少一種保健醫療應用服務。
12.建立至少一種智慧型手機和保健醫療檢測傳感器附件之間的傳輸層連接。利用現有的智慧型手機終端的網絡功能組件處理遠端醫療檢測設備的初始化、連接建立、登記等功能。採用定位功能於醫療緊急處理過程，以及利用智慧型手機現有的顯示，語音和多媒體組件執行醫療告警處理。提供可以插入和增加新的醫學應用、新的傳感器、傳輸以及新的網絡通信技術等的接口和擴展性能力。
全文摘要
本發明將無線網絡通信技術和保健醫療相結合，是一個嵌入智慧型手機作業系統001的個人保健醫療監護平臺002。該平臺提供一個統一的應用層插件式接口，同時支持一個或多個保健醫療監護應用003；通過標準的短程通信傳輸層插入機制和網絡通信連接插入機制，本發明的平臺可以實現對各種保健醫療傳感器終端配件的接入、管理和多種遠程保健醫療通信監護應用的統一管理。模塊式的軟體設計方法使得對保健醫療應用模塊的開發無需知道傳感器終端的插入方法以及遠程監護網絡的通信協議。這就是說保健醫療應用程式的開發是全透明和獨立的，可以適用於各個不同的傳感器終端生產商，短距通信傳輸層和遠程網絡通信協議。同時，本發明的平臺還結合智慧型手機現有的多媒體，振鈴及振動功能等，提供了報警和緊急處理。
文檔編號H04B5/00GK1662083SQ20041001544
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月25日 優先權日2004年2月25日
發明者高鵬 申請人:高鵬