專利名稱：一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
體域網(wǎng)(Body Sensor Network，BSN)，又稱體感網(wǎng)，是建立在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)之上，以人體的各種生理參數(shù)為數(shù)據(jù)源、并以人體范圍內(nèi)的無線數(shù)據(jù)通訊為載體的小型化網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)是將人體生理參數(shù)(包括心電、血壓、體溫、脈搏、呼吸、體重，以及血常規(guī)、尿常規(guī)等參數(shù))的采集、分析和傳送等步驟集成到一個(gè)很小的智能傳感器上，并通過中繼模塊將生理數(shù)據(jù)發(fā)送至范圍更大的廣域網(wǎng)。這些智能傳感器既可以佩戴在身上、也可以植入體內(nèi)。因此，體域網(wǎng)是一種可以長時(shí)間動態(tài)監(jiān)測和記錄人體健康的技術(shù)。體域網(wǎng)技術(shù)最早用于連續(xù)監(jiān)視和記錄慢性病(如糖尿病、哮喘和心臟病等)患者的生理參數(shù)，并提供某種方式的自動治療。體域網(wǎng)在國際上已經(jīng)得到了廣泛的研究，包括醫(yī)療技術(shù)提供商、醫(yī)院、保險(xiǎn)公司以及工業(yè)界等各方正在開展戰(zhàn)略合作，但目前都仍處在早期階段。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，未來體域網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)諸如指尖血氧傳感器、腕表式血糖傳感器、腕表式睡眠測量器和植入式身份識別器。體域網(wǎng)未來還可以廣泛的用于消費(fèi)類電子、 娛樂、運(yùn)動、環(huán)境智能、云計(jì)算和以及公共安全等領(lǐng)域。健康管理是對個(gè)人和人群的各種健康危險(xiǎn)和健康保護(hù)因素進(jìn)行全面的管理。宗旨是調(diào)動個(gè)人、集體和社會的積極性，有效的利用有限的資源來控制疾病促進(jìn)健康。這項(xiàng)技術(shù)是變被動的疾病治療為主動的管理健康，達(dá)到節(jié)約醫(yī)療費(fèi)用支出、維護(hù)健康的目的。健康管理是由醫(yī)院等傳統(tǒng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)之外的第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)所提供的。健康管理與體域網(wǎng)相結(jié)合后產(chǎn)生的智能健康管理系統(tǒng)，將對我國應(yīng)對人口老齡化問題有著深遠(yuǎn)的意義。截止2008年，我國已有老年人口 1. 69億，占總?cè)丝诘?2. 79%，占全球老年人口的20%。智能健康管理系統(tǒng)可以有效的緩解醫(yī)院擁擠和看病難的問題，以及助推遠(yuǎn)程醫(yī)療等構(gòu)想的真正實(shí)施，有效的減少社會的醫(yī)療開支。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，能夠?yàn)橛行枰娜巳禾峁┯行У倪h(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)和生理健康指導(dǎo)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，包括廣域網(wǎng)信息平臺、便攜式個(gè)人終端、至少1個(gè)無線生理傳感器和至少1個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端，所述的至少1個(gè)無線生理傳感器放置在患者的身上，并與所述的便攜式個(gè)人終端通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)連接；所述的便攜式個(gè)人終端與所述的廣域網(wǎng)信息平臺通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)連接；所述的至少1個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端分布在醫(yī)院和/或醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，與所述的廣域網(wǎng)信息平臺連接。所述的無線生理傳感器包括無線通訊模塊、微控制器、電源管理模塊和至少1個(gè)生理傳感器；所述的微控制器的信號輸入端與所述的至少1個(gè)生理傳感器相連，信號輸出端與所述的無線通訊模塊相連；所述的電源管理模塊為所述的無線生理傳感器提供電源。所述的微控制器具有模塊化組件。所述的生理傳感器為心電傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、體溫傳感器、呼吸傳感器中的一種。所述的無線生理傳感器為可穿戴式傳感器、或手持式傳感器、或便攜式傳感器。所述的便攜式個(gè)人終端與無線生理傳感器通過無線局域網(wǎng)關(guān)IEEE802. 15的方式實(shí)現(xiàn)連接。所述的便攜式個(gè)人終端與廣域網(wǎng)信息平臺利用3G網(wǎng)絡(luò)或GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本發(fā)明能夠使健康管理真正應(yīng)用于日常生活，并不會對正常生活造成影響；2.本發(fā)明能夠監(jiān)控慢性疾病的各種癥狀，為治療此類疾病提供必要的病理數(shù)據(jù)；3.本發(fā)明能夠極大的緩解醫(yī)院以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)對老齡化問題的難度，將原本集中在醫(yī)院等固定場所的監(jiān)護(hù)和診斷轉(zhuǎn)移到患者的日常生活中，降低患者的醫(yī)療費(fèi)用和政府的醫(yī)療福利開支；4.本發(fā)明能夠有效提高政府對多發(fā)傳染性疾病的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明中無線生理傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中廣域網(wǎng)信息平臺功能圖；圖4是本發(fā)明中便攜式個(gè)人終端程序流程圖；圖5是心電信號檢測原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)是將體域網(wǎng)技術(shù)與健康管理有機(jī)融合所成的產(chǎn)物，可針對多項(xiàng)生理參數(shù)的檢測、實(shí)時(shí)動態(tài)檢測中的復(fù)雜生理環(huán)境、遠(yuǎn)程無線傳輸中的空間多變性、以及健康監(jiān)護(hù)和健康管理中用戶的多樣性，提供了一種對人體多種生理參數(shù)檢測、處理、傳輸和分析的系統(tǒng)。其具有很好的靈活性、可擴(kuò)展性和兼容性。如圖1所示，智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)包括廣域網(wǎng)信息平臺、便攜式個(gè)人終端 (如手機(jī)、PDA等便攜通訊設(shè)備)、N個(gè)無線生理傳感器和2個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端，其中， N個(gè)無線生理傳感器放置在患者的身上，并與便攜式個(gè)人終端通過無線通信的方式(如采用無線局域網(wǎng)關(guān)IEEE802. 15的方式)實(shí)現(xiàn)連接，便攜式個(gè)人終端與廣域網(wǎng)信息平臺通過無線通信的方式(如利用3G網(wǎng)絡(luò)或GPRS網(wǎng)絡(luò))實(shí)現(xiàn)連接。2個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端分布在醫(yī)院和/或醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，與廣域網(wǎng)信息平臺連接。其中，無線生理傳感器可以是便攜式傳感器，也可以是可穿戴式傳感器，還可以是手持式傳感器。本發(fā)明的工作原理如下無線生理傳感器將患者的相關(guān)生理信息轉(zhuǎn)化為無線信息傳送至便攜式個(gè)人終端。便攜式個(gè)人終端能夠顯示處理這些信息，同時(shí)能對生理傳感器進(jìn)行控制，此外便攜式個(gè)人終端還將處理后的信息通過3G、GPRS等網(wǎng)絡(luò)通路傳輸至廣域網(wǎng)，由相關(guān)方接受處理這些信息。如圖2所示，無線生理傳感器包括無線通訊模塊、微控制器、電源管理模塊和3個(gè)生理傳感器。微控制器的信號輸入端與3個(gè)生理傳感器相連，信號輸出端與無線通訊模塊相連，電源管理模塊為無線生理傳感器提供電源。其中，生理傳感器可以是心電傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、體溫傳感器、呼吸傳感器或者其它用來檢測身體指標(biāo)的傳感器；微控制器用于處理生理傳感器傳送來的生理數(shù)據(jù)；無線通訊模塊用于將微控制器處理過的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。同時(shí)，微控制器由MSP430芯片構(gòu)成，MSP430微控制器具有的模塊化組件，能夠使芯片根據(jù)需要開啟不同的組件、以及改變不同的核心電壓，從而實(shí)現(xiàn)低功耗的工作和極低功耗的休眠。電源管理模塊為整個(gè)智能傳感器提供便攜式的電源。由于生理和基本生命體征會表現(xiàn)為微弱的電信號，例如心電信號的電壓最大值為 5mV。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)具有在復(fù)雜動態(tài)生理環(huán)境中對多種微弱電信號的采集、處理和無線傳輸?shù)墓δ?。以心電信號為例，其微弱的信號?jīng)由一系列高精度的運(yùn)算放大器處理，如 AD623或INA333和TLC272，以及相類似功能芯片，之后由高精度的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備(如 MSP430芯片構(gòu)成的微控制器)產(chǎn)生對應(yīng)的數(shù)碼流。由于針對人體監(jiān)護(hù)的特殊要求，本發(fā)明的無線動態(tài)檢測采用低功耗設(shè)計(jì)，具備很高的能源使用效率，傳感器具有生物相容性好(重量輕、發(fā)熱量小等)，適合于用戶長時(shí)間使用和動態(tài)監(jiān)測。動態(tài)檢測中的低功耗設(shè)計(jì)采用了一系列的新型低功耗器件。首先，將整個(gè)系統(tǒng)的工作電壓降低至1. 8V 3. 3V ；其次，減少工作電流，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)對不同功能模塊的工作狀態(tài)做獨(dú)立管理，在不需要其工作時(shí)降低其工作頻率或?qū)⑵潢P(guān)閉(可通過MSP430 微控制器的模塊化組件實(shí)現(xiàn))。無線通訊模塊可采用標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802. 15無線局域網(wǎng)協(xié)議，硬件模塊采用CSR BC4 系列射頻基帶芯片。該協(xié)議規(guī)定的跳頻技術(shù)，在2. 4GHz處將頻譜擴(kuò)展，提高信號的傳輸安全和帶寬，并且可以避免由于人體體表不規(guī)則性及運(yùn)動不確定性造成的多徑干擾。如圖3所示，本發(fā)明中的廣域網(wǎng)信息平臺能夠讓廣大人民群眾方便的使用智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其能實(shí)現(xiàn)的功能包括無線傳感器參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、檢測結(jié)果顯示與保存、歷史數(shù)據(jù)查詢、健康情況自動分析及自動診斷和多人遠(yuǎn)程可視化會診。廣域網(wǎng)信息平臺建立在3G、GPRS等低成本的成熟技術(shù)之上，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的人機(jī)交互平臺，通過手機(jī)、PC電腦或觸摸屏電腦等終端將信息反饋給醫(yī)護(hù)人員和患者，并給出健康等級評定和醫(yī)療方案選擇等信息。如圖4所示，本發(fā)明所述的便攜式個(gè)人終端采用的程序流程如下首先進(jìn)行程序初始化，接著搜索智能傳感器(即無線生理傳感器)，如未能搜索到智能傳感器，則詢問是否退出程序，若不退出程序則繼續(xù)搜索智能傳感器直到搜索到為止。在搜索到智能傳感器后，啟動傳感器，并顯示傳感器采集的信息，最后將傳感器斷開并終止程序運(yùn)行。以心電傳感器為例進(jìn)一步說明本發(fā)明，本實(shí)施例中的心電傳感器由三個(gè)電極組成，分別放置在左右肩和左胸下的位置。這三個(gè)電極分別連接了前置放大器和人體虛擬地驅(qū)動電路，其中，位于右肩的電極與前置放大器的正極相連，位于左肩的電極與前置放大器的負(fù)極相連，位于左胸下的電極與人體虛擬地驅(qū)動電路相連。如圖5所示，其中前置放大器采集心電信號，人體虛擬地驅(qū)動電路提供人體虛擬參考電平。帶通濾波器和節(jié)點(diǎn)濾波器濾除了前置放大器采集到的模擬信號中不需要的低頻(< 1Hz)、高頻(> 250Hz)和交流工頻 (50Hz)的能量。經(jīng)過處理后的模擬信號送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過圖2中的微控制器做后續(xù)處理。
權(quán)利要求
1.一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，包括廣域網(wǎng)信息平臺、便攜式個(gè)人終端、至少1個(gè)無線生理傳感器和至少1個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端，其特征在于，所述的至少1個(gè)無線生理傳感器放置在患者的身上，并與所述的便攜式個(gè)人終端通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)連接；所述的便攜式個(gè)人終端與所述的廣域網(wǎng)信息平臺通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)連接；所述的至少1個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端分布在醫(yī)院和/或醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，與所述的廣域網(wǎng)信息平臺連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線生理傳感器包括無線通訊模塊、微控制器、電源管理模塊和至少1個(gè)生理傳感器；所述的微控制器的信號輸入端與所述的至少1個(gè)生理傳感器相連，信號輸出端與所述的無線通訊模塊相連；所述的電源管理模塊為所述的無線生理傳感器提供電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的微控制器具有模塊化組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的生理傳感器為心電傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、體溫傳感器、呼吸傳感器中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線生理傳感器為可穿戴式傳感器、或手持式傳感器、或便攜式傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的便攜式個(gè)人終端與無線生理傳感器通過無線局域網(wǎng)關(guān)IEEE802. 15的方式實(shí)現(xiàn)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的便攜式個(gè)人終端與廣域網(wǎng)信息平臺利用3G網(wǎng)絡(luò)或GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能體域網(wǎng)健康管理系統(tǒng)，包括廣域網(wǎng)信息平臺、便攜式個(gè)人終端、至少1個(gè)無線生理傳感器和至少1個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端，所述的至少1個(gè)無線生理傳感器放置在患者的身上，并與所述的便攜式個(gè)人終端通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)連接；所述的便攜式個(gè)人終端與所述的廣域網(wǎng)信息平臺通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)連接；所述的至少1個(gè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)和分析終端分布在醫(yī)院和/或醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，與所述的廣域網(wǎng)信息平臺連接。本發(fā)明能夠?yàn)橛行枰娜巳禾峁┯行У倪h(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)和生理健康指導(dǎo)。
文檔編號G06F19/00GK102156813SQ20111008412
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者張洹千, 趙建龍, 金慶輝 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所