CN102156813A - 一种智能体域网健康管理*** - Google Patents

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CN102156813A CN 201110084125 CN201110084125A CN102156813A CN 102156813 A CN102156813 A CN 102156813A CN 201110084125 CN201110084125 CN 201110084125 CN 201110084125 A CN201110084125 A CN 201110084125A CN 102156813 A CN102156813 A CN 102156813A
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金庆辉
张洹千
赵建龙
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Abstract

本发明涉及一种智能体域网健康管理***，包括广域网信息平台、便携式个人终端、至少1个无线生理传感器和至少1个医疗监护和分析终端，所述的至少1个无线生理传感器放置在患者的身上，并与所述的便携式个人终端通过无线通信的方式实现连接；所述的便携式个人终端与所述的广域网信息平台通过无线通信的方式实现连接；所述的至少1个医疗监护和分析终端分布在医院和/或医疗机构中，与所述的广域网信息平台连接。本发明能够为有需要的人群提供有效的远程医疗监护和生理健康指导。

Description

一种智能体域网健康管理***
技术领域
本发明涉及信息技术领域，特别是涉及一种智能体域网健康管理***。
背景技术
体域网(Body Sensor Network，BSN)，又称体感网，是建立在物联网技术和传感器技术之上，以人体的各种生理参数为数据源、并以人体范围内的无线数据通讯为载体的小型化网络。这种技术是将人体生理参数(包括心电、血压、体温、脉搏、呼吸、体重，以及血常规、尿常规等参数)的采集、分析和传送等步骤集成到一个很小的智能传感器上，并通过中继模块将生理数据发送至范围更大的广域网。这些智能传感器既可以佩戴在身上、也可以植入体内。因此，体域网是一种可以长时间动态监测和记录人体健康的技术。
体域网技术最早用于连续监视和记录慢性病(如糖尿病、哮喘和心脏病等)患者的生理参数，并提供某种方式的自动治疗。体域网在国际上已经得到了广泛的研究，包括医疗技术提供商、医院、保险公司以及工业界等各方正在开展战略合作，但目前都仍处在早期阶段。随着微电子技术的发展，未来体域网能够实现诸如：指尖血氧传感器、腕表式血糖传感器、腕表式睡眠测量器和植入式身份识别器。体域网未来还可以广泛的用于消费类电子、娱乐、运动、环境智能、云计算和以及公共安全等领域。
健康管理是对个人和人群的各种健康危险和健康保护因素进行全面的管理。宗旨是调动个人、集体和社会的积极性，有效的利用有限的资源来控制疾病促进健康。这项技术是变被动的疾病治疗为主动的管理健康，达到节约医疗费用支出、维护健康的目的。健康管理是由医院等传统医疗机构之外的第三方服务机构所提供的。
健康管理与体域网相结合后产生的智能健康管理***，将对我国应对人口老龄化问题有着深远的意义。截止2008年，我国已有老年人口1.69亿，占总人口的12.79％，占全球老年人口的20％。智能健康管理***可以有效的缓解医院拥挤和看病难的问题，以及助推远程医疗等构想的真正实施，有效的减少社会的医疗开支。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能体域网健康管理***，能够为有需要的人群提供有效的远程医疗监护和生理健康指导。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智能体域网健康管理***，包括广域网信息平台、便携式个人终端、至少1个无线生理传感器和至少1个医疗监护和分析终端，所述的至少1个无线生理传感器放置在患者的身上，并与所述的便携式个人终端通过无线通信的方式实现连接；所述的便携式个人终端与所述的广域网信息平台通过无线通信的方式实现连接；所述的至少1个医疗监护和分析终端分布在医院和/或医疗机构中，与所述的广域网信息平台连接。
所述的无线生理传感器包括无线通讯模块、微控制器、电源管理模块和至少1个生理传感器；所述的微控制器的信号输入端与所述的至少1个生理传感器相连，信号输出端与所述的无线通讯模块相连；所述的电源管理模块为所述的无线生理传感器提供电源。
所述的微控制器具有模块化组件。
所述的生理传感器为心电传感器、血压传感器、血糖传感器、体温传感器、呼吸传感器中的一种。
所述的无线生理传感器为可穿戴式传感器、或手持式传感器、或便携式传感器。
所述的便携式个人终端与无线生理传感器通过无线局域网关IEEE802.15的方式实现连接。
所述的便携式个人终端与广域网信息平台利用3G网络或GPRS网络实现连接。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1.本发明能够使健康管理真正应用于日常生活，并不会对正常生活造成影响；2.本发明能够监控慢性疾病的各种症状，为治疗此类疾病提供必要的病理数据；3.本发明能够极大的缓解医院以及医疗机构应对老龄化问题的难度，将原本集中在医院等固定场所的监护和诊断转移到患者的日常生活中，降低患者的医疗费用和政府的医疗福利开支；4.本发明能够有效提高政府对多发传染性疾病的实时监控能力。
附图说明
图1是本发明的***结构图；
图2是本发明中无线生理传感器结构示意图；
图3是本发明中广域网信息平台功能图；
图4是本发明中便携式个人终端程序流程图；
图5是心电信号检测原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种智能体域网健康管理***，该管理***是将体域网技术与健康管理有机融合所成的产物，可针对多项生理参数的检测、实时动态检测中的复杂生理环境、远程无线传输中的空间多变性、以及健康监护和健康管理中用户的多样性，提供了一种对人体多种生理参数检测、处理、传输和分析的***。其具有很好的灵活性、可扩展性和兼容性。如图1所示，智能体域网健康管理***包括广域网信息平台、便携式个人终端(如手机、PDA等便携通讯设备)、N个无线生理传感器和2个医疗监护和分析终端，其中，N个无线生理传感器放置在患者的身上，并与便携式个人终端通过无线通信的方式(如采用无线局域网关IEEE802.15的方式)实现连接，便携式个人终端与广域网信息平台通过无线通信的方式(如利用3G网络或GPRS网络)实现连接。2个医疗监护和分析终端分布在医院和/或医疗机构中，与广域网信息平台连接。其中，无线生理传感器可以是便携式传感器，也可以是可穿戴式传感器，还可以是手持式传感器。本发明的工作原理如下：无线生理传感器将患者的相关生理信息转化为无线信息传送至便携式个人终端。便携式个人终端能够显示处理这些信息，同时能对生理传感器进行控制，此外便携式个人终端还将处理后的信息通过3G、GPRS等网络通路传输至广域网，由相关方接受处理这些信息。
如图2所示，无线生理传感器包括无线通讯模块、微控制器、电源管理模块和3个生理传感器。微控制器的信号输入端与3个生理传感器相连，信号输出端与无线通讯模块相连，电源管理模块为无线生理传感器提供电源。其中，生理传感器可以是心电传感器、血压传感器、血糖传感器、体温传感器、呼吸传感器或者其它用来检测身体指标的传感器；微控制器用于处理生理传感器传送来的生理数据；无线通讯模块用于将微控制器处理过的数据发送出去。同时，微控制器由MSP430芯片构成，MSP430微控制器具有的模块化组件，能够使芯片根据需要开启不同的组件、以及改变不同的核心电压，从而实现低功耗的工作和极低功耗的休眠。电源管理模块为整个智能传感器提供便携式的电源。
由于生理和基本生命体征会表现为微弱的电信号，例如心电信号的电压最大值为5mV。本发明的关键技术具有在复杂动态生理环境中对多种微弱电信号的采集、处理和无线传输的功能。以心电信号为例，其微弱的信号经由一系列高精度的运算放大器处理，如AD623或INA333和TLC272，以及相类似功能芯片，之后由高精度的数字模拟转换设备(如MSP430芯片构成的微控制器)产生对应的数码流。
由于针对人体监护的特殊要求，本发明的无线动态检测采用低功耗设计，具备很高的能源使用效率，传感器具有生物相容性好(重量轻、发热量小等)，适合于用户长时间使用和动态监测。动态检测中的低功耗设计采用了一系列的新型低功耗器件。首先，将整个***的工作电压降低至1.8V～3.3V；其次，减少工作电流，通过***设计对不同功能模块的工作状态做独立管理，在不需要其工作时降低其工作频率或将其关闭(可通过MSP430微控制器的模块化组件实现)。
无线通讯模块可采用标准的IEEE802.15无线局域网协议，硬件模块采用CSR BC4系列射频基带芯片。该协议规定的跳频技术，在2.4GHz处将频谱扩展，提高信号的传输安全和带宽，并且可以避免由于人体体表不规则性及运动不确定性造成的多径干扰。
如图3所示，本发明中的广域网信息平台能够让广大人民群众方便的使用智能体域网健康管理***，其能实现的功能包括无线传感器参数设置、运行状态监视、检测结果显示与保存、历史数据查询、健康情况自动分析及自动诊断和多人远程可视化会诊。广域网信息平台建立在3G、GPRS等低成本的成熟技术之上，能够实现良好的人机交互平台，通过手机、PC电脑或触摸屏电脑等终端将信息反馈给医护人员和患者，并给出健康等级评定和医疗方案选择等信息。
如图4所示，本发明所述的便携式个人终端采用的程序流程如下：首先进行程序初始化，接着搜索智能传感器(即无线生理传感器)，如未能搜索到智能传感器，则询问是否退出程序，若不退出程序则继续搜索智能传感器直到搜索到为止。在搜索到智能传感器后，启动传感器，并显示传感器采集的信息，最后将传感器断开并终止程序运行。
以心电传感器为例进一步说明本发明，本实施例中的心电传感器由三个电极组成，分别放置在左右肩和左胸下的位置。这三个电极分别连接了前置放大器和人体虚拟地驱动电路，其中，位于右肩的电极与前置放大器的正极相连，位于左肩的电极与前置放大器的负极相连，位于左胸下的电极与人体虚拟地驱动电路相连。如图5所示，其中前置放大器采集心电信号，人体虚拟地驱动电路提供人体虚拟参考电平。带通滤波器和节点滤波器滤除了前置放大器采集到的模拟信号中不需要的低频(＜1Hz)、高频(＞250Hz)和交流工频(50Hz)的能量。经过处理后的模拟信号送入模数转换器进行模数转换，并通过图2中的微控制器做后续处理。

Claims (7)

1.一种智能体域网健康管理***，包括广域网信息平台、便携式个人终端、至少1个无线生理传感器和至少1个医疗监护和分析终端，其特征在于，所述的至少1个无线生理传感器放置在患者的身上，并与所述的便携式个人终端通过无线通信的方式实现连接；所述的便携式个人终端与所述的广域网信息平台通过无线通信的方式实现连接；所述的至少1个医疗监护和分析终端分布在医院和/或医疗机构中，与所述的广域网信息平台连接。
2.根据权利要求1所述的智能体域网健康管理***，其特征在于，所述的无线生理传感器包括无线通讯模块、微控制器、电源管理模块和至少1个生理传感器；所述的微控制器的信号输入端与所述的至少1个生理传感器相连，信号输出端与所述的无线通讯模块相连；所述的电源管理模块为所述的无线生理传感器提供电源。
3.根据权利要求2所述的智能体域网健康管理***，其特征在于，所述的微控制器具有模块化组件。
4.根据权利要求2所述的智能体域网健康管理***，其特征在于，所述的生理传感器为心电传感器、血压传感器、血糖传感器、体温传感器、呼吸传感器中的一种。
5.根据权利要求1所述的智能体域网健康管理***，其特征在于，所述的无线生理传感器为可穿戴式传感器、或手持式传感器、或便携式传感器。
6.根据权利要求1所述的智能体域网健康管理***，其特征在于，所述的便携式个人终端与无线生理传感器通过无线局域网关IEEE802.15的方式实现连接。
7.根据权利要求1所述的智能体域网健康管理***，其特征在于，所述的便携式个人终端与广域网信息平台利用3G网络或GPRS网络实现连接。
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