本發(fā)明涉及生理參數(shù)監(jiān)護(hù)，尤其涉及一種便攜可穿戴多參數(shù)心肺監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、高海拔(>3000米)地區(qū)由于低氣壓、低氧、低溫、寒冷以及晝夜溫差大的因素，對(duì)人體健康產(chǎn)生諸多不利影響。通常情況下，海拔每升高1000米，氣溫會(huì)下降約6℃。此外，高海拔地區(qū)的日照強(qiáng)度大，輻射強(qiáng)烈，這些環(huán)境因素共同作用，使得進(jìn)入高原地區(qū)的人員，尤其是平原地區(qū)人員，容易出現(xiàn)高原反應(yīng)，這些反應(yīng)可能包括頭痛、頭暈、失眠、食欲不振等癥狀，甚至可能引發(fā)高原肺水腫和高原腦水腫等嚴(yán)重疾病。

2、對(duì)于在高原訓(xùn)練和備戰(zhàn)的人員來(lái)說(shuō)，環(huán)境因素對(duì)訓(xùn)練方式和強(qiáng)度有顯著影響。因此，及時(shí)了解和監(jiān)測(cè)高原地區(qū)人體的身體狀態(tài)及生理參數(shù)，并給予相應(yīng)指導(dǎo)處理，顯得尤為重要。目前市場(chǎng)上已有的一些可穿戴設(shè)備存在監(jiān)測(cè)指標(biāo)不全、便攜性不強(qiáng)以及數(shù)據(jù)處理分析預(yù)警能力不足等問(wèn)題，難以滿(mǎn)足高原環(huán)境下的特殊需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種便攜可穿戴多參數(shù)心肺監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及方法，基于傳感器技術(shù)和藍(lán)牙/移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通訊方式，能夠全面準(zhǔn)確采集多種生命體征參數(shù)、具有良好便攜性，并配合先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和預(yù)警分析技術(shù)，提供高效的健康監(jiān)測(cè)和輔助診斷服務(wù)。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例第一方面公開(kāi)了一種便攜可穿戴多參數(shù)心肺監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可穿戴信號(hào)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理及分析模塊和云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊；

3、所述可穿戴信號(hào)采集模塊與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊數(shù)據(jù)連接，用于采集生理信號(hào)參數(shù)信息；

4、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述可穿戴信號(hào)采集模塊、所述數(shù)據(jù)處理及分析模塊和所述云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊數(shù)據(jù)連接，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

5、所述數(shù)據(jù)處理及分析模塊與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊數(shù)據(jù)連接，用于對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第一分析結(jié)果；

6、所述云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊數(shù)據(jù)連接，用于對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息和所述生理信號(hào)第一分析結(jié)果進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第二分析結(jié)果；

7、所述可穿戴信號(hào)采集模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊集成在可穿戴背心上。

8、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第一方面中，所述可穿戴信號(hào)采集模塊包括心率傳感器、血氧傳感器、皮膚溫度傳感器、血壓傳感器和加速度傳感器；

9、所述心率傳感器位于所述可穿戴背心正面的左胸部，用于采集用戶(hù)的心率信息；

10、所述血氧傳感器位于所述可穿戴背心正面的右肩部，用于采集用戶(hù)的血氧信息；

11、所述皮膚溫度傳感器位于所述可穿戴背心側(cè)面的左腋下或右腋下，用于采集用戶(hù)的溫度信息；

12、所述血壓傳感器位于所述可穿戴背心正面的右胸部，用于采集用戶(hù)的血壓信息；

13、所述加速度傳感器位于所述可穿戴背心背面兩肩胛骨連線(xiàn)的中心，用于采集用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。

14、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第一方面中，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)傳輸單元；

15、所述數(shù)據(jù)接收單元與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和所述數(shù)據(jù)傳輸單元數(shù)據(jù)連接，用于接收所述可穿戴信號(hào)采集模塊采集的生理信號(hào)參數(shù)信息，并將所述生理信號(hào)參數(shù)信息發(fā)送至所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和所述數(shù)據(jù)傳輸單元；

16、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)所述可穿戴信號(hào)采集模塊采集的生理信號(hào)參數(shù)信息；

17、所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于將所述生理信號(hào)參數(shù)信息發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理及分析模塊和云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊；

18、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括藍(lán)牙通信模式和窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模式；

19、所述藍(lán)牙通信模式用于進(jìn)行短距離數(shù)據(jù)傳輸；

20、所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模式用于進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。

21、本發(fā)明實(shí)施例第二方面公開(kāi)了一種便攜可穿戴多參數(shù)心肺監(jiān)護(hù)方法，所述裝置包括：

22、s1，利用可穿戴信號(hào)采集模塊采集生理信號(hào)參數(shù)信息；

23、所述生理信號(hào)參數(shù)信息包括心率信息、血氧信息、溫度信息、血壓信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；

24、s2，利用數(shù)據(jù)傳輸模塊接收所述生理信號(hào)參數(shù)信息，并將所述生理信號(hào)參數(shù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理及分析模塊和云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊；

25、s3，利用所述數(shù)據(jù)處理及分析模塊，對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第一分析結(jié)果；

26、s4，利用所述云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊，對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息和所述生理信號(hào)第一分析結(jié)果進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第二分析結(jié)果。

27、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第二方面中，所述利用所述數(shù)據(jù)處理及分析模塊，對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第一分析結(jié)果，包括：

28、s31，對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理參數(shù)信息；

29、s32，對(duì)所述預(yù)處理參數(shù)信息進(jìn)行格式標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)信息；

30、s33，對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)信息進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第一分析結(jié)果。

31、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第二方面中，所述對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理參數(shù)信息，包括：

32、s311，對(duì)所述心率信息和所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行去噪處理，得到第一預(yù)處理信息；

33、s312，對(duì)所述血氧信息進(jìn)行去噪處理，得到預(yù)處理血氧信息；

34、s313，對(duì)所述溫度信息進(jìn)行去噪處理，得到預(yù)處理溫度信息；

35、s314，對(duì)所述血壓信息進(jìn)行去噪處理，得到預(yù)處理血壓信息；

36、s315，對(duì)所述第一預(yù)處理信息、所述預(yù)處理血氧信息、所述預(yù)處理溫度信息、所述預(yù)處理血壓信息和所述預(yù)處理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行融合，得到預(yù)處理參數(shù)信息。

37、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第二方面中，所述對(duì)所述心率信息和所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行去噪處理，得到第一預(yù)處理信息，包括：

38、s3111，對(duì)所述心率信息進(jìn)行采樣，得到心率采樣信號(hào)；

39、s3112，對(duì)所述心率采樣信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，得到帶通濾波信號(hào)；

40、s3113，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行自適應(yīng)濾波，得到自適應(yīng)濾波信號(hào)；

41、s3114，對(duì)所述帶通濾波信號(hào)和所述自適應(yīng)濾波信號(hào)進(jìn)行處理，得到第一預(yù)處理信息。

42、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第二方面中，所述對(duì)所述溫度信息進(jìn)行去噪處理，得到預(yù)處理溫度信息，包括：

43、s3131，對(duì)所述溫度信息進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，得到n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)，n為正整數(shù)；

44、s3132，對(duì)所述n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)進(jìn)行篩選，得到m個(gè)本征模態(tài)函數(shù)，1≤m≤n；

45、s3133，對(duì)所述m個(gè)本征模態(tài)函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，得到預(yù)處理溫度信息。

46、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第二方面中，所述對(duì)所述第一預(yù)處理信息、所述預(yù)處理血氧信息、所述預(yù)處理溫度信息、所述預(yù)處理血壓信息和所述預(yù)處理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行融合，得到預(yù)處理參數(shù)信息，包括：

47、s3151，利用數(shù)據(jù)中心化模型，對(duì)所述第一預(yù)處理信息、所述預(yù)處理血氧信息、所述預(yù)處理溫度信息、所述預(yù)處理血壓信息和所述預(yù)處理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行處理，得到中心化參數(shù)信息；

48、所述數(shù)據(jù)中心化模型表達(dá)式為：

49、

50、所述中心化參數(shù)信息為x＝[wa-u,wb-u,wc-u,wd-u,we-u]，wa為第一預(yù)處理信息，wb為預(yù)處理血氧信息，wc為預(yù)處理溫度信息，wd為預(yù)處理血壓信息，we為預(yù)處理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，為wa中元素，n為wa中元素個(gè)數(shù)，為wb中元素，為wc中元素，為wd中元素，為we中元素；n為wa、wb、wc、wd和we中元素個(gè)數(shù)，通過(guò)補(bǔ)0的方式，長(zhǎng)度一致；

51、s3152，對(duì)所述中心化參數(shù)信息進(jìn)行處理，得到協(xié)方差矩陣；

52、所述協(xié)方差矩陣表達(dá)式為：

53、∑＝xxt

54、其中，σ為協(xié)方差矩陣，t為轉(zhuǎn)置；

55、s3153，對(duì)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到m個(gè)特征值；

56、s3154，對(duì)所述m個(gè)特征值進(jìn)行排序，取出前k個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量；

57、s3155，利用特征向量重構(gòu)模型，對(duì)所述前k個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量進(jìn)行處理，得到預(yù)處理參數(shù)信息；

58、所述特征向量重構(gòu)模型表達(dá)式為：

59、y＝[u1x,u2x,…,ukx]

60、其中，y為預(yù)處理參數(shù)信息，[u1,u2,…,uk]為所述前k個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量。

61、作為一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例第二方面中，所述利用所述云端遠(yuǎn)程平臺(tái)及專(zhuān)家模塊，對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息和所述生理信號(hào)第一分析結(jié)果進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第二分析結(jié)果，包括：

62、s41，對(duì)所述生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行特征提取，得到生理特征參數(shù)信息；

63、s42，利用所述生理特征參數(shù)信息和所述第一分析結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的生理信號(hào)評(píng)估模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到優(yōu)化生理信號(hào)評(píng)估模型；

64、s43，利用所述優(yōu)化生理信號(hào)評(píng)估模型，對(duì)待處理的生理信號(hào)參數(shù)信息進(jìn)行處理，得到生理信號(hào)第二分析結(jié)果。

65、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下有益效果：

66、(1)全面的多參數(shù)監(jiān)測(cè)

67、本發(fā)明能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種生理參數(shù)，包括心率、血壓、血氧飽和度和皮膚溫度等。這些參數(shù)的綜合監(jiān)測(cè)為高原環(huán)境下的健康管理提供了全面的數(shù)據(jù)支持，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的健康問(wèn)題。

68、(2)智能化的健康管理

69、通過(guò)生理信號(hào)評(píng)估模型(如深度學(xué)習(xí)模型convlstm-lstm等)對(duì)生理數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)異常并發(fā)出預(yù)警提示。例如，當(dāng)心率、血氧、呼吸頻率等參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示用戶(hù)采取相應(yīng)措施，避免嚴(yán)重健康問(wèn)題的發(fā)生。