CN103036997A

CN103036997A - 一种智能医院病房看护监控***

Info

Publication number: CN103036997A
Application number: CN2012105556908A
Authority: CN
Inventors: 郑红; 吴彦超; 王靖虓; 张星; 李乃文
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明涉及一种智能医院病房看护监控***，其包括：布置在情境信息获取层中用于获取情境信息的传感装置；布置在上下文推理解释器层中的上下文提供模块、分别与该上下文提供模块连接且相互依次连接的上下文数据库、解释推理模块和服务定位模块；以及布置在服务应用层中并分别与所述解释推理模块以及服务定位模块连接的上层服务模块。本发明通过底层的各类传感器感知情境信息，经过一定的信息化处理后传送到中间层，最后将推理得到的结果传送到最上层，从而能尽量减少甚至不需要人过多干涉的人机交互模式，让计算机消失在用户的视野中，并且更加贴心的为病人提供各种服务。

Description

一种智能医院病房看护监控***

技术领域

本发明涉及一种智能医院病房看护监控***。

背景技术

相比于传统的人机交互模式，普适计算的交互模式要求更加人性化，隐形交互是普适计算中使用者与设备之间的交互模式，计算机提供的服务是以使用者相关的情境信息为出发点。任何与对象相关的信息都可以是情境信息，比如地点，天气，动作，历史记录等。情境信息来源于***的自动测量和采集，然后将其经过进一步处理，从而向使用者提供良好的服务，包括向使用者显示信息、自动预测可能发生的事情、提前呈现可能需要的服务、更改使用者的选择、更改使用者下发的命令的效果等。

随着普适计算的发展，情境感知作为普适计算的核心部分，越来越得到大家的关注。情境感知研究的是如何获取情境信息、情境信息的表示、以及推理等，其目的是为了利用情境知识所蕴含的信息，来构建一种能够提供智能服务的软件***。

现如今人们对于情境感知应用的需求也变得越来越大，主要原因有两方面，一个方面是传统的交互软件一般需要用户提供手动输入，第二方面人们渐渐开始离开传统的计算机，在移动中使用计算机设备、智能手机等。情境信息的利用是一个重要的课题，在移动中有丰富的情境信息，但是这对于传统应用***是不可利用的，人们将这些情境信息利用起来，这样的应用称之为情境感知***。

目前，许多感知应用是基于家庭和办公环境设计的，而对于医疗病房的应用却寥寥无几。因此，现在提出了一种将情境感知与医疗病房相结合的应用***。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种智能医院病房看护监控***，以为病人提供多种智能服务，同时减轻医护人员的工作压力。

本发明所述的一种智能医院病房看护监控***，其包括：

布置在情境信息获取层中用于获取情境信息的传感装置；

布置在上下文推理解释器层中的上下文提供模块、分别与该上下文提供模块连接且相互依次连接的上下文数据库、解释推理模块和服务定位模块；以及

布置在服务应用层中并分别与所述解释推理模块以及服务定位模块的上层服务模块；

其中：所述上下文提供模块接收所述传感装置输出的情境信息；

所述上下文数据库储存所述上下文提供模块输出的情境信息；

所述解释推理模块接收所需的由上下文提供模块提供的实时的情境信息，读取上下文数据库中与所述实时的情境信息在时间上最接近的历史的情境信息，并根据该历史的情境信息和预设的推理规则信息对所述实时的情境信息进行演算推理，获得并存储相应的推理知识；

所述服务定位模块一方面根据由所述上层服务模块提供预定义的服务内容以及所述上下文提供模块输出的实时的情境信息，控制所述解释推理模块采用相应的所述推理规则信息，另一方面根据所述推理知识定位用户将要用到的服务，并向所述上层服务模块输出预测的服务内容；

所述上层服务模块根据所述预定义的服务内容或所述预测的服务内容，一方面控制所述解释推理模块接收所需的所述实时的情境信息，另一方面读取和分析所述推理知识，并提供相应的服务。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述传感装置包括用于获取***环境所对应的情境信息的实传感器。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述上下文提供模块包括与所述实传感器连接的外部情境信息提供单元。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述传感装置包括用于获取所述***的内部环境所对应的情境信息的虚传感器。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述上下文提供模块包括与所述虚传感器连接的内部情境信息提供单元。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述解释推理模块包括至少一个用于获得所述推理知识的推理器，以及与所述至少一个推理器连接用于存储所述推理知识以及接收所述实时的情境信息的基础知识库。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述实传感器获取的***环境所对应的情境信息包括病人的心跳脉搏信息、血压信息、体温信息、呼吸频率信息、所在位置信息、病房的照明信息和/或温度信息。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述虚传感器获取的所述***的内部环境所对应的情境信息包括时间信息、日期信息、当天天气信息和/或***温度信息。

在上述的智能医院病房看护监控***中，所述传感装置通过网络与所述上下文提供模块连接。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明是一种以医院看护病房为基础，同时涉及到网络通信、自动化、信息***、服务、管理为一体的安全、便利、舒适的医院病房***，其从下至上由情境信息获取层、上下文推理解释器层和服务应用层组成，通过底层的各类传感器感知情境信息，经过一定的信息化处理后传送到中间层，最后将推理得到的结果传送到最上层，从而能尽量减少甚至不需要人过多干涉的人机交互模式，并且更加贴心的为病人提供各种服务。

附图说明

图1是本发明一种智能医院病房看护监控***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明，即一种智能医院病房看护监控***，它包括：

布置在情境信息获取层10中用于获取情境信息的传感装置1；

布置在上下文推理解释器层20中的上下文提供模块2、分别与该上下文提供模块2连接且相互依次连接的上下文数据库3、解释推理模块4和服务定位模块5；以及

布置在服务应用层30中并分别与解释推理模块4以及服务定位模块5连接的上层服务模块6。

传感装置1包括用于获取***环境所对应的情境信息的实传感器11和用于获取***的内部环境所对应的情境信息的虚传感器12；其中，***环境所对应的情境信息包括病人的心跳脉搏信息、血压信息、体温信息、呼吸频率信息、所在位置信息、病房的照明信息和/或温度信息等，换句话说，实传感器11整合了采集病人脉搏跳动的心跳传感器、采集病人血压的血压仪、采集病人体温的体温计、采集病人呼吸频率的呼吸检测器、采集病人位置信息的RFID标签和标签应答器、采集室内温度的温度传感器和/或采集病房内光线明暗信息的光感传感器等硬件设备，其接收硬件信号后，转化为数据信息；***的内部环境所对应的情境信息包括时间信息、日期信息、当天天气信息和/或***温度信息，虚传感器12可通过软件实现，例如对时间信息的获取，可通过虚传感器12与远程服务器同步的方式来获得。

通过网络与所述传感装置1连接的上下文提供模块2包括：与实传感器11连接的外部情境信息提供单元21，以及与虚传感器12连接的内部情境信息提供单元22。

上下文数据库3储存上下文提供模块2输出的情境信息以及通过上层服务模块6经解释推理模块4输入的***配置信息。

解释推理模块4接收所需的由上下文提供模块2提供的实时的情境信息，读取上下文数据库3中与实时的情境信息在时间上最接近的历史的情境信息，并根据该历史的情境信息和预设的推理规则信息对实时的情境信息进行演算推理，获得并存储相应的推理知识；具体来说，该解释推理模块4包括至少一个用于获得推理知识的推理器41，以及与至少一个推理器41连接、用于存储推理知识和以及接收实时的情境信息的基础知识库42，其中：

推理器41的主要功能是在上下文提供模块2经基础知识库42提供的实时的情境信息以及上下文数据库3提供的历史的情境信息的基础上，根据相应的推理规则信息提供演算推理服务，从而获得推理知识，另外，推理器41还可以兼顾检测实时的情境信息与历史的情境信息之间的冲突问题；此外，多个推理器41能够有效地合并在一起去支持多种推理任务；在推理过程中，不同的推理规则信息可以被具体指明，也能够被提取预装到不同的推理器41中，当然，开发者也能够根据需求创建或更新推理规则信息；

基础知识库42向上层服务模块6提供了应用接口，从而方便上层服务模块6查询、添加、删除和修改基础知识库42中的内容；基础知识库42所存储的信息包括：情境信息的本体知识和它们的实例信息，这些实例信息可以是用户订制的信息，这些情境信息的本体知识和实例信息需要在***初始化时，预先装载到基础知识库42中，而实时的情境信息则是在***运行时装载进基础知识库42的；另外，在本发明中为了更好的更新替换情境信息，可引入事件机制，从而去更新特定的信息，不同的信息可采用不同的更新频率。

由此可见，解释推理模块4是负责情境信息逻辑的模块，主要功能是将情境信息推理转化成能够供上层服务模块6使用的知识，并可供上层服务模块6查询，同时，解释推理模块4还能维护信息的一致性和进行信息冲突检测。

服务定位模块5一方面根据由上层服务模块6提供预定义的服务内容以及上下文提供模块2输出的实时的情境信息，控制解释推理模块4中的推理器41采用相应的推理规则信息（或者控制采用不同的推理器41），例如，当服务定位模块5根据实时的情境信息发现情境切换时，可控制解释推理模块4切换推理规则信息（或切换推理器41），从而减少不必要的推理过程，进而使上层服务模块6更快的提供更加合适的服务；服务定位模块5另一方面根据基础知识库42中的推理知识定位用户将要用到的服务，并向上层服务模块6输出预测的服务内容。

上层服务模块6根据预定义的服务内容（可通过编写功能函数来定制病人个性化服务、病房环境设置等服务）或服务定位模块5预测的服务内容，一方面控制解释推理模块4中的基础知识库42接收所需的实时的情境信息，另一方面读取和分析基础知识库42中的推理知识，并提供相应的服务。

下面举例对本发明的工作原理进行说明。

1、以晚间提醒病人休息服务为例

在上层服务模块6中与定义了这样一个服务内容，即，当到达晚间某一时刻时，需要提醒病人上床睡觉。上层服务模块6通过远程服务器同步***时间，当发现时间已到，并不会立刻执行该服务，而是控制基础知识库42接收所需的实时的情境信息，并向服务定位模块5提供该服务内容；服务定位模块5根据该服务内容和实时的情境信息控制推理器41采用相应的推理规则信息，该预设的推理规则信息具体为：如果睡觉时间到了，则提醒病人睡觉，但如果病人已经上床睡觉，则不提醒病人，以免吵醒病人。由此可见，基础知识库42需要接收的实时的情境信息为当前病人的位置信息以及当前时间信息，该位置信息由整合了RFID标签和标签应答器的实传感器11提供，该当前时间信息由虚传感器12提供。

由于传感装置1每隔一定时间就会采集情境信息，因此，如果病人早就躺在床上，则早在病人进入病床区域时，穿在病人身上的衣服上的电子标签在获得该区域磁场的感应电流后，返回电子标签的内容，向外部情境信息提供单元21传输进入该区域的病人名字、性别等个人信息，并进一步存储在上下文数据库3中，换句话说，此时推理器41可以在上下文数据库3中就可以找到离当前时间最近的历史的情境信息，从而发现病人已经上床了，同时，实传感器11在病人位置未发生改变（病人此时仍在床上）的情况下是获取不到新的情境信息的，也就是说基础知识库42此时接收到的实时的情境信息为空；这样一来，推理器41就可以推理出“病人已经睡觉，不需要提醒服务”的知识，上层服务模块6在读取该推理知识后，则不会执行提醒服务，反之，如果病人未上床，则执行提醒服务。

2、以心脏病人的看护工作为例

在心脏病患者的病房中，为病人配有携带便携式的心电记录仪，床边配有心血检测器。现有的心脏病人监控设备，是将病人的心跳数据记录在设备中，然后交由医生诊断，对于一些不伴随明显不适的病例可能会错失诊治的最佳时机；同时，对于突然紧急情况，在普通的看护病房中也有错过紧急情况的可能。而在本发明的***中，则可以避免这两个问题。

病人携带的心电记录仪只记录记录病人的心脏跳动情况，放在病人床边的心血检测器只探测病人的氧气以及呼吸情况，在这两个设备中分别设有无线通信模块，支持802.11b协议，设置通信频率是2.4Hz，获取的情境信息经由无线网络传递到外部情境信息提供单元21，并进一步传输到推理器41进行数据的推理诊断。

基础知识库42中已经存放着各个本体，比如病人呼吸状况，心跳脉搏的本体，根据上层应用服务模块6中预定义的心脏病人看护的服务内容，在该服务内容中为心跳脉搏情况制定了最大允许间隔停止跳动时间（防止停止跳动）或者最小间隔跳动时间（防止跳动过于频繁，造成呼吸困难），由于基础知识库42中定义了供上层服务模块6检索、查询的接口，因此，外部情境信息提供单元21就可以应基础知识库42的要求，把获取的相关信息传递给基础知识库42，进而便于推理器41进行病人状态的推理，根据上述服务内容，推理器41采用的推理规则信息为：如果病人在床上且状态为差，则发出高级警报；如果病人在房间内且病人自己求助则中级警报；如果机器无信号则发出低级警报。另外，在此过程中，推理器41会结合上下文数据库3中存储的与过往的经典病状和病人的历史典型病状进行推理。推理得出的结果分为三种：1）有危险需发出高级警报；2）继续探测；3）监护设备无信号输出需发出低级警报；其中，“继续探测”一般又分为两者情况，一种是对未来危险情况的一种预判，但并未进入危险状况，则需发出中级警报，另一种是正常安全情况。

上层服务模块6读取到上述推理知识后，提供相应的服务，即，对于高级和中级警报，通知医院相关的看护人员去处理，高级警报的情况可能需要进行抢救等措施，中级警报的情况可能需要进一步的辅助措施，但未达到危险状况，而对于低级警报的情况，则需要***操作人员记录下出错信息，供维护人员进行排查。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述***包括：

布置在情境信息获取层中用于获取情境信息的传感装置；

2.根据权利要求1所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述传感装置包括用于获取***环境所对应的情境信息的实传感器。

3.根据权利要求2所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述上下文提供模块包括与所述实传感器连接的外部情境信息提供单元。

4.根据权利要求1、2或3所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述传感装置包括用于获取所述***的内部环境所对应的情境信息的虚传感器。

5.根据权利要求4所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述上下文提供模块包括与所述虚传感器连接的内部情境信息提供单元。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述解释推理模块包括至少一个用于获得所述推理知识的推理器，以及与所述至少一个推理器连接用于存储所述推理知识以及接收所述实时的情境信息的基础知识库。

7.根据权利要求2所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述实传感器获取的***环境所对应的情境信息包括病人的心跳脉搏信息、血压信息、体温信息、呼吸频率信息、所在位置信息、病房的照明信息和/或温度信息。

8.根据权利要求4所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述虚传感器获取的所述***的内部环境所对应的情境信息包括时间信息、日期信息、当天天气信息和/或***温度信息。

9.根据权利要求1所述的智能医院病房看护监控***，其特征在于，所述传感装置通过网络与所述上下文提供模块连接。