本發(fā)明涉及分布式檢測技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種疾病遠程跟蹤預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù):
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsn)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息。在分布式多傳感器處理系統(tǒng)中,每個傳感器對得到的觀測數(shù)據(jù)先進行一定的預(yù)處理,然后將壓縮的數(shù)據(jù)傳送給其它傳感器,最后匯總到融合中心。對數(shù)據(jù)的壓縮性預(yù)處理降低了對通信帶寬的要求。分布式多傳感器結(jié)構(gòu)可以降低對單個傳感器的性能要求、降低造價。分散的信號處理方式可以增加計算容量。
現(xiàn)有技術(shù)中,已經(jīng)存在一些基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的疾病遠程監(jiān)控技術(shù)。例如,申請?zhí)枮閏n201110175466的中國發(fā)明專利申請公開了一種應(yīng)用于智能手機的疾病監(jiān)控系統(tǒng),一個智能手機通過無線網(wǎng)絡(luò)連接一個遠程監(jiān)控中心,應(yīng)用于智能手機的疾病監(jiān)控系統(tǒng)至少包括:采集模塊,其用于采集疾病案件信息;存儲模塊,其連接所述采集模塊;無線傳輸模塊,其連接所述采集模塊、存儲模塊以及遠程監(jiān)控中心,并用于將所述采集模塊采集的疾病案件信息通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至遠程監(jiān)控中心,或者用于自所述案件存儲數(shù)據(jù)庫中提取預(yù)存的疾病案件信息通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至遠程監(jiān)控中心;更新模塊,其連接所述無線傳輸模塊及遠程監(jiān)控中心;資料查詢模塊,匯集流行病學(xué)信息和應(yīng)急處置預(yù)案。
隨著這種分布式檢測系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛,如何進一步優(yōu)化分布式檢測系統(tǒng)成為備受關(guān)注的問題。另外,如何提高智能化預(yù)警也是有待加強的方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了進一步優(yōu)化分布式遠程監(jiān)控在疾病遠程跟蹤領(lǐng)域的效率,并提高疾病預(yù)警的智能化水平,本發(fā)明提供了一種疾病遠程跟蹤預(yù)警系統(tǒng),包括監(jiān)控端和多個跟蹤預(yù)警端,所述監(jiān)控端用于分析跟蹤預(yù)警端向其傳輸?shù)募膊⌒畔?,所述監(jiān)控端與所述跟蹤預(yù)警端相互之間、所述多個所述跟蹤預(yù)警端彼此之間均通過無線通信方式傳輸,所述跟蹤預(yù)警端包括疾病信息采集模塊、疾病信息傳輸模塊和疾病信息預(yù)警模塊,其中,所述疾病信息采集模塊用于采集有關(guān)患者的信息,疾病信息傳輸模塊用于在所述監(jiān)控端和所述跟蹤預(yù)警端之間進行通信傳輸,所述疾病信息預(yù)警模塊根據(jù)所述監(jiān)控端發(fā)給跟蹤預(yù)警端的信息發(fā)出預(yù)警。
進一步地,所述監(jiān)控端包括疾病信息數(shù)據(jù)庫,該疾病信息數(shù)據(jù)庫存儲有針對各個跟蹤預(yù)警端的疾病歷史紀錄。
進一步地,所述疾病歷史紀錄包括電子病歷信息。
進一步地,所述監(jiān)控端還包括分析模塊,用于在疾病信息數(shù)據(jù)庫中檢索所述跟蹤預(yù)警端發(fā)送來的疾病信息。
進一步地,所述分析模塊還包括比較單元,用于比較所述跟蹤預(yù)警端發(fā)送來的疾病信息以及所述疾病歷史紀錄中的信息。
進一步地,所述疾病信息數(shù)據(jù)庫還包括多種流行病有關(guān)的信息。
進一步地,所述跟蹤預(yù)警端包括定位模塊和視頻顯示端,分別用于確定跟蹤預(yù)警端的位置以及顯示救治視頻信息。
進一步地,所述跟蹤預(yù)警端還包括生理參數(shù)傳感器。
進一步地,所述生理參數(shù)傳感器包括心電傳感器、血氧傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。
進一步地,所述監(jiān)控端還包括地理-發(fā)病信息數(shù)據(jù)庫,用于存儲地理信息以及疾病發(fā)生歷史記錄。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)提高了基于無線分布式網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸效率;
(2)提高了疾病預(yù)警準確度,有利于盡快為遠程監(jiān)控對象提供醫(yī)療救助信息;
(3)克服了在偏遠地區(qū)分布式網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳輸容易出現(xiàn)故障的弊端;
(4)使在相同偏遠位置或相近偏遠位置之間的監(jiān)控對象能夠彼此相互協(xié)助;
(5)從多個方面增強了遠程疾病監(jiān)控對象的使用體驗。
附圖說明
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的疾病遠程跟蹤預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖1所示,本發(fā)明的疾病遠程跟蹤預(yù)警系統(tǒng)包括監(jiān)控端和多個跟蹤預(yù)警端,所述監(jiān)控端和多個跟蹤預(yù)警端呈分布式布置,且所述監(jiān)控端與所述跟蹤預(yù)警端相互之間、所述多個所述跟蹤預(yù)警端彼此之間均通過無線通信方式傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,所述監(jiān)控端與所述跟蹤預(yù)警端相互之間通過3g或4g方式實現(xiàn)通信,所述多個所述跟蹤預(yù)警端彼此之間通過3g或4g以及無線數(shù)傳兩種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。其中,3g或4g既為與所述監(jiān)控端通信所需的通信方式,也是多個所述跟蹤預(yù)警端彼此通信的常規(guī)方式。當(dāng)然,這要建立在3g或4g網(wǎng)絡(luò)暢通,例如信號強度足夠的空間或區(qū)域。對于偏遠地區(qū),某些高山、峽谷或其他空間或區(qū)域的3g或4g信號覆蓋較差,信號強度低,因此,本發(fā)明考慮了采用無線數(shù)傳方式作為這種情況下優(yōu)先使用的備用通信方式。當(dāng)上述常規(guī)方式無法滿足通信要求時,則所述跟蹤預(yù)警端將啟動備用通信方式中的無線數(shù)傳模塊,通過無線數(shù)傳模塊與其他的跟蹤預(yù)警端嘗試通信,從而使在相同偏遠位置或相近偏遠位置之間的監(jiān)控對象能夠通過各自的跟蹤預(yù)警端實現(xiàn)彼此相互協(xié)助,增強了遠程疾病監(jiān)控對象的使用體驗。
根據(jù)本發(fā)明的某些實施例,上述無線數(shù)傳模塊不僅能夠使各個跟蹤預(yù)警端通過無線數(shù)傳彼此通信,還可以通過此方式間接地與監(jiān)控端(或服務(wù)器端)實現(xiàn)通信。
本發(fā)明中,“通信”既包括通訊鏈路的建立和維護,又包括基于通訊鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明中,監(jiān)控端是使用者是醫(yī)護人員或設(shè)備維護人員或監(jiān)護人,跟蹤預(yù)警端的使用者是待監(jiān)控對象(或稱監(jiān)控對象或被監(jiān)護人)或患者。
所述監(jiān)控端用于分析跟蹤預(yù)警端向其傳輸?shù)募膊⌒畔⒉⒏鶕?jù)這些信息向跟蹤預(yù)警端提供預(yù)警信息。
本發(fā)明中的所述監(jiān)控端包括疾病信息數(shù)據(jù)庫,該疾病信息數(shù)據(jù)庫存儲有針對各個跟蹤預(yù)警端的疾病歷史紀錄。例如,所述疾病歷史紀錄包括電子病歷信息。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,在該疾病信息數(shù)據(jù)庫中,相關(guān)待監(jiān)控對象的電子病歷信息中各條記錄被分解為如下列內(nèi)容:就診時間、就診地點(行政區(qū)劃的地點,例如**省**市**縣或**市**區(qū))、就診年齡、就診醫(yī)院級別、就診時生理參數(shù)(其中包括但不限于:心電、血氧、血壓、血糖、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等)、診斷結(jié)論、是否在住院或應(yīng)立即住院、是否急重、采取的醫(yī)護或醫(yī)療措施、注意事項等。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,所述疾病信息數(shù)據(jù)庫還包括多種流行病有關(guān)的信息。這些信息包括(但不限于):疾病種類、疾病流行時間、疾病流行區(qū)域(此區(qū)域為地理空間坐標范圍表示的區(qū)域)、發(fā)病時的典型環(huán)境溫度范圍、發(fā)病時的典型環(huán)境濕度范圍、發(fā)病時的典型體表溫度范圍、發(fā)病時的典型體表濕度范圍、近3年趨勢為增加還是減少、是否致命、應(yīng)采取何種措施、最佳救護時限等。
本發(fā)明中的所述監(jiān)控端還包括分析模塊,該分析模塊采用處理器或具有運算功能的任何設(shè)備實現(xiàn),用于在疾病信息數(shù)據(jù)庫中檢索所述跟蹤預(yù)警端發(fā)送來的疾病信息。檢索時,根據(jù)跟蹤預(yù)警端采集并傳輸給監(jiān)控端的生理參數(shù)對照該待監(jiān)控對象的電子病歷信息中相應(yīng)參數(shù)的近似度,且檢索按照電子病歷信息中的各條記錄的時間先后順序以從后往前的順序進行檢索。
所述分析模塊還包括比較單元,用于比較所述跟蹤預(yù)警端發(fā)送來的疾病信息以及所述疾病歷史紀錄中的信息。在比較一條記錄時,將該條電子病歷信息中的生理參數(shù)與跟蹤預(yù)警端傳輸來的生理參數(shù)一一對應(yīng)地作差,將同一條電子病歷記錄中的各個差的絕對值求取集合平均值。經(jīng)逐條比較后,將各個平均值相比較,取其最小值。當(dāng)該最小值低于預(yù)設(shè)閾值時,將該最小平均值對應(yīng)的電子病歷記錄中的“采取的醫(yī)護或醫(yī)療措施”和“注意事項”等信息作為預(yù)警信息發(fā)送給該跟蹤預(yù)警端,供該跟蹤預(yù)警端向待監(jiān)控對象提供預(yù)警信息。
所述跟蹤預(yù)警端包括疾病信息采集模塊、疾病信息傳輸模塊和疾病信息預(yù)警模塊,所述疾病信息采集模塊用于采集有關(guān)患者的信息,疾病信息傳輸模塊用于在所述監(jiān)控端和所述跟蹤預(yù)警端之間進行通信傳輸,所述疾病信息預(yù)警模塊根據(jù)所述監(jiān)控端發(fā)給跟蹤預(yù)警端的信息發(fā)出預(yù)警。
其中,疾病信息傳輸模塊包括3g和4g傳輸模塊,以及無線數(shù)傳模塊。這兩個通信模塊的工作原理以及有益效果已經(jīng)在前文描述。
根據(jù)本發(fā)明的各個實施例,所述跟蹤預(yù)警端還包括生理參數(shù)傳感器。根據(jù)某些實施例,所述生理參數(shù)傳感器包括心電傳感器、血氧傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。其中溫度傳感器包括體溫傳感器以及環(huán)境溫度傳感器,濕度傳感器包括體表濕度傳感器(檢測汗水)以及環(huán)境濕度傳感器。其中的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度以及體表濕度和體表溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)將作為流行病判斷的參考數(shù)據(jù),與監(jiān)控端的所述疾病信息數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對。比對采用檢索的方式,對疾病信息數(shù)據(jù)庫中的各流行病記錄逐條檢索,在檢索每一條期間,均采用跟蹤預(yù)警端采集到的上述信息與疾病信息數(shù)據(jù)庫中的各流行病記錄進行比較的方式。該比較和檢索的方式與上文中監(jiān)控端的分析模塊及其比較單元的工作機理類似,在此不再贅述。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,所述監(jiān)控端還包括地理-發(fā)病信息數(shù)據(jù)庫,用于存儲地理信息以及疾病發(fā)生歷史記錄。該數(shù)據(jù)庫記錄了以往各區(qū)域發(fā)生疾病的種類、時間、區(qū)域的地理范圍、采取的醫(yī)療或救護手段、最終的醫(yī)療或救護結(jié)果等信息。在該數(shù)據(jù)庫中的疾病一般為容易發(fā)作但同時容易自我救治或由他人輔助救治的疾病。當(dāng)待監(jiān)控對象進入這些區(qū)域時,監(jiān)控端根據(jù)上述地理-發(fā)病信息數(shù)據(jù)庫保存的各條記錄與跟蹤預(yù)警端采集到的信息進行基于比較的檢索,并采用與監(jiān)控端的分析模塊及其比較單元的上述工作機理相類似的方式獲得預(yù)警信息(如果有的話),發(fā)送給跟蹤預(yù)警端。
所述跟蹤預(yù)警端包括定位模塊和視頻顯示端,分別用于確定跟蹤預(yù)警端的位置以及顯示救治視頻信息。
本發(fā)明中,跟蹤預(yù)警端在通過3g或4g通信方式無法與監(jiān)控端通信時,改為采用無線數(shù)傳方式與其他跟蹤預(yù)警端通信。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,跟蹤預(yù)警端還包括存儲器,其中記錄了跟蹤預(yù)警端從監(jiān)控端收到過的所有預(yù)警信息(例如對于某些生理參數(shù)和/或流行病的救治方法、視頻信息、救治時限等)。這樣,當(dāng)某個跟蹤預(yù)警端,例如附圖1中的跟蹤預(yù)警端1無法與監(jiān)控端通過3g或4g通信方式建立通信時,將嘗試通過其自身的定位模塊確定距其最近(或在預(yù)設(shè)距離內(nèi))的跟蹤預(yù)警端,例如經(jīng)過定位模塊確定距離跟蹤預(yù)警端1最近的跟蹤預(yù)警端為跟蹤預(yù)警端2,則跟蹤預(yù)警端1與跟蹤預(yù)警端2之間建立無線數(shù)傳通信。當(dāng)然,上述預(yù)設(shè)距離不應(yīng)超過無線數(shù)傳的傳輸距離。
一旦建立跟蹤預(yù)警端1與跟蹤預(yù)警端2之間的無線數(shù)傳連接,則跟蹤預(yù)警端1將從跟蹤預(yù)警端2獲得跟蹤預(yù)警端2從監(jiān)控端獲得的上述生理參數(shù)信息和預(yù)警信息(其中在此無線數(shù)傳通信方式下不獲得跟蹤預(yù)警端2的個人隱私信息,例如姓名),并在跟蹤預(yù)警端1上通過其疾病信息預(yù)警模塊進行分析和判斷。其中,分析與判斷的方式同上述檢索和比較的機理相同,在此不再贅述。
通過上述方式,即使由于各種原因出現(xiàn)與監(jiān)控端無法正常通信的情形,本發(fā)明的系統(tǒng)也能使在相同偏遠位置或相近偏遠位置之間的監(jiān)控對象能夠彼此相互協(xié)助。
本發(fā)明中,為了提高分布式結(jié)構(gòu)中各節(jié)點的相互通信的效率,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,提供了如下影像傳輸單元,專門用于傳輸上述救治視頻信息,從而克服了使用智能手機在通信信號強度和帶寬有限的情況下的通信效率,提高了用戶體驗水平。
該影像傳輸單元包括:第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像傳輸模塊、壓縮率設(shè)置模塊、拍攝參數(shù)和傳輸參數(shù)確定模塊、緩存設(shè)置模塊,以及傳輸延遲時間計算模塊。
第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像傳輸模塊,用于傳輸?shù)谝磺皩?dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像。所述第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像的解析度不同且內(nèi)容不同;利用壓縮率設(shè)置模塊,所述第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像采用不同的壓縮率進行傳輸。該壓縮率根據(jù)第一前導(dǎo)影像各數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)量和第二前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)量進行選取,例如,當(dāng)?shù)谝磺皩?dǎo)影像或第二前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀的總數(shù)據(jù)量較大時,該前導(dǎo)影像將采用較大的壓縮比進行傳輸,而另一個前導(dǎo)影像則采用較小的壓縮比進行傳輸。各個壓縮比的具體數(shù)值由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需要選取并根據(jù)3g或4g信號強度預(yù)先(在首次使用過程或之前的初始化時)設(shè)置默認值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,所述第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像均具有多個數(shù)據(jù)幀,且各個數(shù)據(jù)幀的亮度各不相同。所述第一前導(dǎo)影像的多個數(shù)據(jù)幀為預(yù)設(shè)的多個測試用數(shù)據(jù)幀,所述第二前導(dǎo)影像的多個數(shù)據(jù)幀為實際影像數(shù)據(jù)幀。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中,所述第一前導(dǎo)影像和所述第二前導(dǎo)影像采用病人在通過攝像頭采集影像時在剛開始的預(yù)定時間之內(nèi)獲得的影像中的兩個。當(dāng)開啟攝像頭采集影像信息(例如眼部疾病時可以采集眼睛的影像信息、口腔疾病時可以采集有關(guān)口腔內(nèi)的視頻,等)時,在從開啟攝像頭后預(yù)定時間(例如1分鐘)內(nèi),影像信息中的隨機的兩段(例如0-5秒以及5-10秒)的影像將被作為第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像。這些段影像優(yōu)選是時間長度相等且彼此之間相鄰的。拍攝參數(shù)和傳輸參數(shù)確定模塊,用于根據(jù)所述第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像的傳輸效率,判斷所需解析度條件下的最低傳輸速率所對應(yīng)的前導(dǎo)影像的拍攝參數(shù)和傳輸參數(shù);
其中,所述傳輸效率根據(jù)所述第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間獲得。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中,可以對第二前導(dǎo)影像和第一前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間分別采用最小二乘法得到的結(jié)果的比值作為傳輸效率。所述最低傳輸速率是指傳輸?shù)谝磺皩?dǎo)影像和傳輸?shù)诙皩?dǎo)影像時得到的二者的平均傳輸速率的較小者。
其中,所述拍攝參數(shù)包括跟蹤預(yù)警端對各數(shù)據(jù)幀進行拍攝時使用的解析度、對比度、亮度、飽和度。所述傳輸參數(shù)包括所述第一前導(dǎo)影像和第二前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的傳輸速率。
緩存(ram)設(shè)置模塊用于按照所述的最低傳輸速率以及所述前導(dǎo)影像的拍攝參數(shù)和傳輸參數(shù),設(shè)置跟蹤預(yù)警端緩存單元的數(shù)量和各個緩存單元的大??;
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,所述按照所述的最低傳輸速率以及所述前導(dǎo)影像的拍攝參數(shù)和傳輸參數(shù),設(shè)置跟蹤預(yù)警端端緩存單元的數(shù)量和各個緩存單元的大小進一步包括:按照下式設(shè)置跟蹤預(yù)警端端緩存單元的數(shù)量和各個緩存單元的大?。?/p>
緩存單元的大?。降谝磺皩?dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的傳輸速率/(8*第二前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀傳輸速率);
緩存單元的數(shù)量=跟蹤預(yù)警端剩余ram空間*a*傳輸效率*((拍攝第二前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的解析度/拍攝第一前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的解析度)*(r(拍攝第一前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的對比度*拍攝第一前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的亮度*拍攝第一前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的飽和度)/r(拍攝第二前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的對比度*拍攝第二前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的亮度*拍攝第二前導(dǎo)影像的各數(shù)據(jù)幀時各幀的飽和度)))/緩存單元的大小,其中a為1/3~1/2之間的值。
傳輸延遲時間計算模塊用于根據(jù)上述最低傳輸速率所對應(yīng)的前導(dǎo)影像設(shè)置醫(yī)療影像傳輸延遲時間;
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,此延遲時間的計算方式為:最低傳輸速率所對應(yīng)的前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的總數(shù)據(jù)量/(|(第二前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的總數(shù)據(jù)量-第一前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的總數(shù)據(jù)量)|/(|第一前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間-第二前導(dǎo)影像的各個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間|)),其中“|x|”表示對x取絕對值。
根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo),本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此,本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式,對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外,盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語,但這些術(shù)語只是為了方便說明,并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。