CN109330600A - 基于互联网的疾病监测***(idms) - Google Patents

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Abstract

一种基于互联网的疾病监测***，包括患者操作的装置，比如呼吸量计，该患者操作的装置包括生成响应患者情况的输入信号的传感器以及耦合至传感器的传输器，该传输器生成对应于传感器生成的输入信号的输出信号。响应从患者操作的装置接收输出信号的移动通信装置转发输出信号至预定的网络地址。网络地址处的远程服务器响应于从移动通信装置接收的输出信号，分析输出信号并生成代表分析结果的分析信号。远程服务器还传输分析结果至与患者操作的装置有关的预定接收方。

Description

基于互联网的疾病监测***(IDMS)
技术领域
本公开涉及通过将患者传感器、移动电话技术以及互联网整合至远程医疗和医疗保健基础设施中来有效、高效且经济地实时监测疾病。具体地，本公开涉及一种借助在患者、医疗保健服务提供者、医疗保险公司和其他人中通过互联网和移动通信装置如个人计算机、平板电脑和智能电话的交互式实时通信用于对例如哮喘和慢性栓塞性肺病(“COPD”)(比如在呼吸量测定法中)的疾病自动由患者运行的实时监测技术的一种独特配置。***的模块化配置允许更换传感模块以监测用于其他疾病的参数，如血压、血糖、胆固醇、血氧饱和度、一氧化氮、心电图(“EKG”)和其他参数。
背景技术
提高医疗水平需要准确诊断和更频繁地监测健康状况。上涨的医疗保健成本使得对于患者来说难以实现如此更高水平的医疗保健。随着患者对其健康变得越来越知识化，越来越多的高科技小型化电子技术变得越来越经济适用。
实现更高效率、更频繁监测、更高性能、实时通信、最少维护和更低成本以及减轻携带多种便携设备的负担将大大提高医疗保健质量。患有多种要监测的疾病的患者除了其他消费设备如移动电话之外还需要携带多种仪器。大量功能在多种仪器和装置中都是多余的。本发明的一方面目的在于有效地合并和利用功能的共性并重新分配以最全面地实现最佳成本、易用性和更大功能。举例来说，本发明的这方面提供了一种能够用于最关键且普遍监测的疾病和状况的基于互联网的疾病监测***(“IDMS”)。重新分配的目的在于分配技术复杂性和成本以便良好地整合所有组件、进程和***节点以借助最紧凑且成本最小化而简单实用最大化的患者终端获得最佳结果。
在远程医疗领域中近来取得了一些进展，如eHealth电子健康、电子医疗记录/电子健康记录(“EMR/HER”)、医疗保健信息学和个人连线医疗保健，使得能够使用移动通信装置(如智能电话)将现有医疗装置(如血糖仪和脉搏血氧仪)连接至基于互联网的服务器用于上传数据至患者记录。然而，由于目前所有计算都在全功能装置上进行，对***的任何升级都需要改变装置或物理上升级装置。而整合医疗保健范围中的多个节点的能力是有限的。用户仍需要将每种装置与智能电话一起携带，连同固有冗余的装置主机、微处理器、软件、显示器、键盘、电子产品等。
发明内容
根据本发明的一个方面，基于互联网的疾病监测***包括患者操作的装置，该装置包括传感器模块和传输器模块。传感器生成响应患者情况的输入信号，传输器耦合至传感器并生成对应于传感器生成的输入信号的输出信号。移动通信装置(比如手机)响应于无线接收来自患者操作的装置的输出信号，转发输出信号至预定的网络地址。网络地址处的远程服务器响应于接收自移动通信装置的输出信号分析输出信号。远程服务器还生成代表分析结果的分析信号，并传输分析信号至与患者操作的装置有关的预定接收方。
根据本发明另一方面，用于监测疾病的基于网络的方法包括通过患者操作的装置的传感器生成响应患者情况的输入信号。通过患者操作的装置的传输器传输对应输入信号的输出信号。还通过移动通信装置转发输出信号至预定的网络地址。通过网络地址处的远程服务器分析输出信号，并生成代表分析结果的分析信号。通过远程服务器传输分析信号至与患者操作的装置有关的预定接收方。
根据本发明的又一方面，提供了涉及基于患者的呼吸运动确定身体机能参数的装置。装置包括两个模块，即传感器模块和传输模块。传感器模块包括感测原件和偏置元件。传输模块包括光源、光接收器、变换器、处理器和无线传输组件(比如蓝牙或ZigBee)。壳体形成具有接收人类呼吸的第一端口和排出呼吸的第二端口的流室。流室还具有内表面。感测元件可动地安装在流室内，并响应来自患者向第一端口呼出气的压力以及由患者通过流室吸入气的压力而进行双向运动。偏置元件阻挡感测元件的运动并在没有任何来自呼气或吸气的压力时将感测元件归回原位。光源将光束发射到流室的内表面上。接收器是固定的，而指向流室内表面上的光源安装为当感测元件在流室内运动时随感测元件运动。变换器耦合至光接收器并将反射光转化为电信号。处理器接收并处理电信号，并且响应来自呼吸的压力，确定感测元件运动的程度。响应于确定运动的程度、速率和方向，处理器还确定压力的量级。
根据本发明的又一方面，提供了涉及基于人类呼吸引起的运动确定身体机能参数的装置。该装置包括底座、壳体、感测元件、偏置元件、至少一个传声器、声波发射器、声波接收器、变换器和处理器。壳体可拆卸地安装于底座并形成具有接收人类呼吸的第一端口和在呼气运动期间排出呼吸的第二端口的流室。感测元件可动地安装在流室内并响应来自通过流室接收的进或出的呼吸的压力来进行运动。偏置元件阻挡感测元件的运动并在没有任何来自第一端口的呼吸压力时将感测元件归回原位。传声器探测由人类呼吸产生的声信号，声波发射器将声信号发射至流室内的感测元件上。声波接收器接收感测元件随呼吸压力移动时感测元件反射的声信号。变换器耦合至声波接收器并基于气流的程度、速率(位移/运动的速度)和方向将声信号转化为电信号。服务器从这些原始数据计算呼吸气流的容量、速度和其他计算出的呼吸功能参数。
附图说明
根据参考附图进行的多种实施方式的详细描述，本发明的其他方面对于本领域技术人员而言是显而易见的，附图的简述如下。
图1为远程医疗***的一个实施方式的图解说明，该***带有实施本发明的多种软件模块。
图2为代表图1中示出的远程医疗***操作的图解说明。
图3A至图3D为供患者使用的传感器和传输器模块(“STM”)的图解说明。
图4为示出图1中示出的远程医疗***操作的流程图。
图5为用于使移动通信装置能够与STM通信的APP的流程图。
图6为利用可动叶片和光学传感***探测叶片运动的速度和量级的STM的图解说明。
图7A为示出具有光学光导管并且其中在光学柱内放置有光学传感器的修改的STM的图解说明。
图7B为图7A中示出的修改的STM带有分离状态的传感器和传输器模块的视图。
图8A为示出无光学光导管的另一修改的STM的图解说明。
图8B为图8A中示出的修改的STM带有分离状态的传感器和传输器模块的视图。
图8C为图8A和8B中示出的修改的STM的示意立体图。
图9为利用可动叶片和声学感测***的STM的剖视图。
图10为利用声学感测***而无任何活动部分的修改的STM的剖视图。
虽然附图中已通过示例的方式示出了具体实施方式，并将在本文中详细描述，但本发明能够进行多种修改和替换。然而应理解的是，本发明并非旨在限于公开的特定形式。相反，本发明会涵盖落入所附权利要求限定的本发明精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
尽管本发明将结合某些优选的实施方式进行描述，但将理解为本发明不限于那些特定实施方式。正相反，本发明旨在涵盖落入所附权利要求限定的本发明精神和范围内包括的所有替代物、修改和等同配置。
大多数医疗诊断或监测仪器通常包括(1)前端感测模块(带有特定传感器和相关信号处理电路)、(2)电子***模块(由键盘、显示器、微处理器等组成)、(3)软件模块(用于分析测量值和其他参数等)和(4)通信模块，以将全部模块互相连接并传输(常常为手动方式)数据或分析结果给医师、保险公司等。
本发明的一个方面涉及将与个人医疗保健监测有关的医疗仪器精简至其主要模块。前端/患者端模块包括简单、便宜、实惠且易于使用和携带的传感器***(用于特定监测参数)。不管是数字或模拟的原始数据都放大、调适、转换为标准信号，其包括特定的设备标识符。该数据经由无线或有线连接通过下载至移动通信装置的APP通信至移动通信装置，如智能电话、PC、平板电脑、PDA等。数据一般为与如通信至移动通信装置的典型的声音/声学或文本数据信号相同的形式，以使信号普遍适用于所有移动通信装置(这些设备主要设计为发送或接收声音/声学或文本数据)。
APP将输入信号导向至识别装置并自动分析信号的特定网站或网络地址。结果以相关格式从服务器传输至多个地点——患者、诊所/医院、电子医疗记录(“EMR”)库、电子健康记录(“EHR”)库、医师、保险公司等。借助本发明特征示出的“整个”***方法，包括下述的基于互联网的疾病监测***，***的成本、容量和复杂性远离患者端而朝向服务器和基础设施端合并并重新分配，这意味着增量小而易于接纳和提供。
持续的相对成本也以适当订阅的形式重新分配。例如，简单的文本/互联网链接订阅对于患者是可用的，而数据访问订阅对于诊所、医师、保险公司等是可用的。***还允许患者和医师之间的直接视频链接，例如，通过手机摄像头或平板电脑或PC网络摄像头用于对患者状况更密切、个性化和临床应用的评估。
转至附图，图1示出的***100中，患者102使用呼吸量计104来监测患者的呼吸状况。患者向呼吸量计104中呼吸，既呼也吸，呼吸量计自动探测响应患者呼吸而通过流室的空气流动的排量和比率(体积和速度)。呼吸量计104还生成代表所探测参数(例如体积和速度)的电输出信号，并将那些输出信号播送至呼吸量计周围的近场区域中。在示出的***100中，那些近场信号由患者的智能电话106探测和接收，智能电话106包括用于通过网络108如互联网探测该信号并将其传输至预定目的地的应用程序(“APP”)。
在图1中，示出的潜在目的地为远程服务器110、健康保险公司计算机112、诊所114和/或医师智能电话116。结果和数据转发至的这些特定目的地由看护者(医师、诊所/医院)选定，并保存在进行计算的中央云端处理器110中，用于自动处理和已认证的可信闭环，而不受制于患者的意外或有意的更改。可选地，患者的智能电话106可用于通过对患者智能电话106的设置来预选将从呼吸量计104接收的信号要转发至的特定目的地。设定通过在患者智能电话106的设定窗口由APP生成的显示来选定。
示出的***100包括三个软件模块：前端传感器-传输器模块(“STM”)120A、移动通信和显示模块(“MCDM”)120B和基于互联网的服务器用于数据处理和分配的模块(“DPDM”)120C。STM 120A包括产生原始信号数据的精准传感器和用于信号调适的电路和/或软件。原始信号数据可选地加密(例如SSL)并无线传输(例如蓝牙或2.4GHz的ZigBee)。STM 120A将带有加密的患者特有的数据头/人口统计资料的装置ID以及数字/文本形式的原始传感器数据传输至患者智能电话106。
STM 120A的一个示例是用于测量和监测肺功能的袖珍电子呼吸量计(“PES”)，如5,816,246号美国专利所述。如下详述，传感器可为简单、低成本但高精度(1000-1500dpi或更大分辨率)的装置，比如发光二极管(“LED”)装置或基于激光的装置。在另一示例中，传感器与蓝牙鼠标中所用的相同。
MCDM 120B包括两种特定移动/手机APP，一种用于患者智能电话106，另一种用于医师智能电话116。这些APP以移动java或用于智能电话116的其他形式定制写入，以连接至远程服务器110，并传输原始数据至远程服务器110用于分析、分配和/或存储。
DPDM 120C包括远程服务器110、服务器软件模块、传感器专用的计算模块、报告模块、数据库档案(基本网页、呼吸量测定数据或用于多传感器***的全交互网页***文件)和用于保险公司112、诊所和医疗设施114、药房116等的PC软件模块。
医师通常在诊所或医院的初始测试和已确定定性诊断并确立对于患者的基准后给患者指定STM 120A。STM 120A在医师办公室初始化，带有基本的患者信息，并指定记录编号作为用于患者和其诊断/状况、测试类型等的基本标识符。医师还针对患者状况设置某些警报作为要求医师立即注意的提醒或警告性警示。
要求的参数在远程服务器110上以多种形式进行计算和格式化，用于患者、诊所记录、医师、EMR/EHR数据库、医疗保险公司等。参数还以预先识别的任何其他要求的格式可选地进行格式化并保存在远程服务器110上。远程服务器110自动将数据以适当的格式导向至***100的适当节点。例如，患者接收适合借助基于结果的任何适用的医嘱进行疾病或状况自我监测和管理的最简化版本。详细数据传输至诊所，适当格式化的数据传输至EMR/EHR数据库，而财务和报销相关数据以适当的账单格式传输至保险公司。如果患者参数在警告性警报范围内会警示恰当的人员并将警示消息自动传输至诊所/医院114、医师的智能电话116和患者的智能电话106。
参见图2，***100还以轴辐式配置互联，以便每个组件和/或装置直接和/或间接通信地与一个或多个其他组件和/或装置相耦合。例如，患者的智能电话106(例如手机)直接与呼吸量计104和互联网108通信，还可选地连接至E-Health电子健康服务器110。同样地，患者平板电脑111直接与呼吸量计104通信，并可选地连接至E-Health电子健康服务器110和/或医疗保险公司112的计算机。患者平板电脑112可给患者提供更多的选项和/或比患者的智能电话106更好用的界面。
参见图3A至图3D，示出的STM 130包括多个子模块和/或组件，包括流室吹口132、流室壳体134、弹簧承载叶片136、数字信号处理器(“DSP”)138(置于电路板上方便的点处)、光学或声学传感***140以及传输器***142。一般而言，患者将空气吹入流室吹口132，迫使空气进入流室壳体134。加压气流引起弹簧承载叶片136的运动，该运动由传感器***140感测和追踪。传感器***140产生可选地调适和/或数字化的信号，然后由传输器***142传输。处理器138可选地执行所需任务，例如与信号的调适、数字化和/或传输有关的任务。STM可可选地具有安全特征以确保只有患者物主才能够使用装置，比如与患者自己配对的智能电话，从而自动传输测试数据。
传感器***140包括一个或多个患者传感器、信号调适电路和/或数字化电路。例如，传感器***140感测由呼吸量计、OEM血糖仪或胆固醇监测仪测量的患者状况。还例如，传感器***140还感测与血氧饱和度(“SpO2”)、一氧化氮水平及其他状况有关的患者状况。流室模块可由用于其他病情的特定模块替换以连接传输器模块来使STM患者装置完整。
传输器***142包括例如用于信号放大和/或加密的电路和/或组件。传输器***142还包括用于蓝牙、Wi-Fi和/或ZigBee传输的电路和/或组件。如此而言，传输器***142能够传输接收自多种传感器的全范围数字和/或模拟数据。
参见图4，监测患者状况的方法包括步骤140，其中患者使用STM在医师的办公室初始化远程医疗***。在初始化远程医疗***前，医师测试患者的呼吸功能以确立并记录患者的呼吸量测定法基准值。由此，医师可使用基于诊所的、带有一次性呼吸流室的IDMS-呼吸量测定法模块或患者自己的IDMS-呼吸量测定法模块和流室。
然后在医师的办公室初始化具有为了识别STM而嵌入的唯一序列号的STM。例如，初始化包括设置患者ID，并设置一个或多个警报以及结果和/或报告要自动传输至的特定目的地。STM连接与医师相关联的基于诊所的主***，关键的患者人口统计资料和健康信息从基于诊所的***输入。例如，信息由条形码扫描或通过用户界面输入。在下载相关数据后，数据加密并嵌入患者的STM。医师按需并在需要时更新信息。通常嵌入STM中的基本的患者人口统计资料和健康信息包括一种或多种以下信息：(a)患者识别号码；(b)患者的姓名、地址和电话号码；(c)患者性别和年龄；(d)患者的诊断；(e)医师姓名和识别号码；(f)患者的保险公司和号码；(g)患者处方的首选药房和联系信息；和/或(h)吸烟习惯。
在步骤142，患者在特定时间使用STM，例如当需要时(取决于患者的状况)或当提示时。例如，医师指导患者每天早晨使用STM监测患者的健康状况。
在步骤144，STM的传感器***生成表明患者状况的信号，并且作为响应，STM的传感器***和/或传输器***调适、加密、转化为声音和/或数据并无线或有线地传输信号。在步骤146，患者的移动装置(例如智能电话或手机)接收信号并登录专用网站服务器。在步骤148，服务器验证患者和/或移动装置，并接收、处理和传输患者状况的结果给医师和患者移动装置，以及所有其他已鉴别的目的地。
在步骤150，结果以数据形式传输至患者登记的诊所、至其他医疗服务用于解读、至患者的医疗保险公司和/或至HER医疗记录数据库。在步骤152，如果测试数据达到设置的临界限值，则通过例如智能电话和/或PC警示医师。在步骤154，医师通过电话和/或视频链接与患者连接以讨论监测状况的结果和建议。
参见图5，移动APP涉及患者状况的监测并且在步骤160包括启动医疗测试。一旦患者进行医疗测试，即响应接收来自STM(例如通过蓝牙或ZigBee接收)的无线传入信号而唤醒移动装置(例如手机)。通过移动装置接收表示医疗测试的数据。
在步骤162，患者移动装置通过传入数据端口连接至IDMS基于网页的服务器。在步骤164，移动装置从IDMS服务器接收确认信号。在步骤166，移动装置转发数据至IDMS服务器。数据可选地作为加密原始数据进行转发。
在步骤168，由来自IDMS服务器的、并由IDMS服务器正在或已经发送的传入结果的信号唤醒移动装置。例如，移动装置从结果已完成的IDMS服务器接收确认文本消息。
在步骤170，移动装置提示患者已经接收结果。例如，移动装置产生音频和/或文本消息形式的可视警报来提示患者。
在步骤172，移动装置以默认的测试数据格式或以医师指定的格式显示结果。例如，该显示能够如打开文本消息看结果那样简单。
在步骤174，移动装置使患者和看护者(例如患者的医师、诊所或医院)之间易于通信连接。例如，当选择智能电话屏幕上的图标或手机键盘上的按键时，患者就接通看护者进行交谈，或者留下语音留言或文本消息。如果语音留言或文本消息留给看护者，随后在移动装置上用信号表示来自看护者的来电或消息，允许患者接收并在患者验证后回应。患者登录信息可根据选择的安全偏好启用或禁用。可选地，可选择发起与看护者的单向或双向的视频通信。视频通信可包括为患者和/或看护者在移动装置上开启各自的摄像头。
在步骤176，移动装置提供用于患者选取其它环境数据和/或健康信息的选项。例如，移动装置允许选取用于患者环境数据和/或其它重要健康信息和/或健康提示的图标。例如，基于移动装置的位置(例如使用GPS坐标)，选项可包括关于臭氧水平、污染指数、烟雾水平和热指数等源于公开网站和/或服务器110的信息。
在步骤178和180，移动装置捕获/接收并显示选定的环境数据和/或健康信息。根据需求和/或随着测试结果呈现数据/信息的显示。
通过背景介绍，呼吸量测定法是对患者的呼吸状况和能力进行的测量。由此，典型的呼吸量计是用来测量患者肺部吸气和呼气表现的仪器。大多数现有的呼吸量计利用基于压力传感器的称为呼吸流速计的传感器，随着呼吸流过管子，测量固定容量的管子中的压力变化，并由压力变化计算多个基于流量和容量的呼吸参数。另一种常见的现有技术利用呼吸流管内的涡轮机。呼吸的气流推动涡轮机，通过对应的光束遮断测量涡轮机扇叶的转动。这些现有技术需要呼吸直接流过测量机构，还需要使用一次性过滤器、一次性压力传感器和/或接口，以防止由于同一个或多个患者的暖湿呼吸而造成细菌污染和***阻塞。这些附加元素影响了测量的精度，需要在软件中不断修正，并且给现有的呼吸量计***增加额外的复杂性、体积和成本。因此，这些***还需要频繁校准。
下述的改进的呼吸量计消除了测量侧的所有活动部件，除了叶片，使得***更简单、更坚固并且对于生产和拥有来说更经济。这些改进允许从主壳体上完全消除所有活动部件(齿轮、编码器等)。为了改进下述的光学配置，唯一剩余的活动部件是流室内的叶片。为了改进下述的声学配置，甚至消除了叶片，在整个***里没有留下活动部件。
利用精密高科技但非常低成本的光学感测组件，如在光学/激光鼠标中用于计算机上的光标控件，***还通过更高的分辨率改进了精度。***以与光学/激光鼠标操作差不多的方式运行，因此改进了分辨率、精度、响应时间和可靠性，以及数字信号的产生。这还通过消除模数转换电路的需要及减少潜在错误和成本简化了***。
参照图6并通过具体示例的方式，STM为带有流室202的呼吸量计200的形式。流室202包括弹簧承载叶片206，弹簧承载叶片206安装用于响应患者通过流室呼入和吸出的呼吸绕流室中心部中的轴线215进行双向旋转运动，由固定轴或桩限定。根据一个示例，流室202为圆形可洗和/或一次性塑料流室壳体，具有入口和出口以容患者的呼吸通过流室。
呼吸量计200包括耦合至第一光学光导管210的光源208，该导管210延伸穿过弹簧承载叶片206以便将光从叶片206的自由端发射到流室202的壁上。通过流室的壁反射的光通过第二光学光导管214的端获取，该导管214延伸穿过叶片206，平行于第一光导管210，并延伸至图像传感器212，比如电荷耦合装置(“CCD”)图像传感器或补充的金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器。图像传感器212追踪由呼吸的呼气和/或吸气引起的流室202内弹簧承载叶片206的双向位移。图像传感器208传输图像至DSP(比如图3A至图3D中示出的DSP138)用于分析。
来自弹簧承载叶片206的静止位置的初始开裂点在任一方向上设置***校准参考点。根据一个示例，已利用PC和计算机鼠标组件以及用Visual Basic定制的应用软件构建了呼吸量计，已用10毫秒的采样率捕获了完整的呼吸位移，捕获的数据输进Excel电子表格，其中开发了流量-容量曲线和容量-时间图表。
通过DSP 138的图像处理部分来处理一个图像帧和下一个图像帧之间的变化，并转化为在两个轴上的运动。例如，由Agilent Technologies(安捷伦科技)制造的ADNS-2610光学鼠标传感器每秒处理1512个图像帧，每个图像帧为18×18像素的矩阵列，每个像素感测64个不同级别的灰度。DSP 138探测图像中的图案并辨识那些图案从前一图像之后如何移动。基于图案的变化，DSP 138确定叶片206移动了多远，并传输对应的坐标至微处理器232。这个过程每秒发生数百次，使得测量非常流畅，并且能够探测呼吸模式中的任何失常以精确地追踪呼吸。
除了使用基于LED的发射器212，使用IR(红外)激光二极管也是有利的，因为借助使用激光束，测量更加精确，产生更佳的响应时间和追踪。单片光学鼠标传感器，如STMicroelectronics(意法半导体)VT 5365，可选地用于无线和蓝牙应用。该单片经济的解决方案提供了内部微处理器和最小的外部电路、低功率需求、长电池寿命、每秒运行高达10,000帧以及每秒追踪高达40英寸。
另一更加有效的光学传感器***是基于激光多普勒技术的紧凑型Philips(飞利浦)PLN2033“Twin-Eye”激光传感器。该高精度、超快速、低功率、小型化、单组件、基于激光的追踪装置用于输入和导航装置，如专业PC鼠标、游戏和CAD应用以及图形工作站。PLN2033“Twin-Eye”激光传感器在涵盖例如游戏和办公应用需求的几乎所有光散射表面上在很宽的速度和加速范围内提供精确性能。该传感器通过探测由表面反射的散射相干的激光来测量位置上的变化，从数学上通过芯片内的逻辑和软件确定高达每轴向每秒3.8米(150英寸每秒)的运动的方向和量级。借助范围从100CPI至6400CPI的可重编程的分辨率能够测量得极其精准。分辨率能够以1CPI的精度重新编程。
参照图7A和7B，在图6中示出的呼吸量计的改进实施方式利用了组合光发射器/图像接收器216，比如Philips(飞利浦)“Twin-Eye激光”传感器(PLN2033)或Philips(飞利浦)“激光多普勒”传感器。该组合装置216允许使用单光导管210，该单光导管210既将光从装置216传输至叶片206自由端的壁，也获得从流室202的壁反射的光，并将该反射光传回至装置216。在图7A中，装置261和光导管210的相邻端部与轴线215对齐。在图7B中，装置216和光导管210与轴217对齐，该轴217斜对角地延伸穿过叶片206，以便将光从叶片206的上沿发射至流室202的上壁上。从流室202上壁反射回的光由光导管217获得并发回至装置216。根据一个示例，光导管217和装置216定向为与立柱接收器轴线215成15-30度角。
参见图8A至8C，图6中示出的呼吸量计200的另一改进实施方式不使用任何光导管而直接获取弹簧加载叶片206的位移。在该实施方式中，组合光发射器/图像接收器216安装在毗邻圆盘218下表面的底座204上，该圆盘218形成叶片206组成部分以便圆盘随叶片转动，从而提供了在圆盘与固定装置216之间的相对运动。
不管具体的光学配置有没有相应的光学光导管，都可立即捕获图像传感器208前面的表面区域的数千个连续的图片。基于图像传感器208传输至DSP 138用于分析的数千个图像，DSP 138既探测图案也探测叶片206的运动。由此，DSP 138确定叶片是否移动，如有移动，则确定运动的位移、速度和方向。相反，在流室202内固定空间中叶片206的速度和运动，针对呼吸的呼气和吸气，转化为呼吸量测定法的容量和流量。
优选地，声学工具以与上述光学工具相同的方式集成到完整***中(即声学传感器取代光学传感器)。因此，声学工具也包括传感器和传输模块，并将原始数据通过手机传达至基于云/网页的服务器用于分析以及分配至早先指定的所有节点。可选地，光学和声学工具都能够具有主壳体中的微处理器(如本文所述)，可发送结果至患者手机，从该处还能够发送结果至基于网页的服务器，以利用如早先所述的中央监测、分配和记录保存。
参见图9，声学工具包括带有吹口222的袖珍呼吸量计220，患者吹入呼吸空气A来驱动流室226中的叶片224。呼吸空气产生引起叶片224运动的压力，从初始位置移动叶片。通过具有声波发射器234和传声器236的声学传感器***感测叶片224的运动。声学传感器***利用叶片表面来随着呼吸空气A的气流移动叶片224而反射发射的声音(类似多普勒效应)。确定叶片224的位置并提供计算流室226内的容量和流速的基础。
声学传感器***置于流室226外和安装有其他电子元件的呼吸量计220的主壳体内。声学传感器***通过薄壁窗口耦合至流室226以保持患者的呼吸与声学传感器***之间的完全无菌分离。可选地，从包括电子元件的主壳体拆卸流室226并清洗以再使用。
微处理器232提供结果给装置的显示器，比如患者移动装置的LCD显示器，并储存结果至装置的相关存储器中。可选地，一旦将结果储存至装置存储器就能够从呼吸量计存储器230删除结果。可选地，将结果储存在其他存储器装置上，包括存储卡和/或个人计算机。
在完成测试时，微处理器232还确定呼气流量曲线上所达到的最高值，并显示该值作为最大呼气流速(“PEFR”)。基于流量-时间曲线的绘图能够容易地计算1秒钟用力呼气量(“FEV1”)。同样地，从储存的数据测量出其他参数，比如用力肺活量(“FVC”)、中度呼气流速(“FEF 25-75”)、用力吸气流量(“FIVC”)、50％用力吸气流量(“FIF 50”)及其他参数。
参见图10，另一声学工具去除了叶片224，使得呼吸量计220不需要任何活动部件。在这种流线型流室配置中，一个或多个高灵敏度的传声器250、252穿过流室226中的薄壁窗口253置于外部，以保持无菌分离。流室内的配置包括空气流道中的脊部254，该流道增强了吹过其中的呼吸的声音。
传声器250、252放置于最靠近脊部254的位置以使声音质量达到最大限度，通过通向脊部的锥形配置进一步增强。随着针对流室的这种几何上优化的内部配置流动，传声器捕获由患者的呼吸产生的声学信号。
对于呼气和吸气，流动的呼吸产生的声学模式与流室的固定空间内的流量和容量都相关联。简化的流室是可拆卸的，并且可选地，是一次性或可重复使用(例如可清洗)的单位。相对于单个传声器，两个传声器有助于确定对应呼气和吸气的气流方向。
虽然示出并描述了本发明的具体实施方式和应用，但应理解的是，本发明不限于本文公开的精确构造和组件，并且从前面的描述中能够明显看出各种修改、改变和变形不背离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种基于互联网的疾病监测***，包括：
患者操作的装置，包括
传感器，生成响应患者情况的输入信号，以及
传感器传输模块，耦合至所述传感器，其中，所述传感器传输模块包括：
数字信号处理器，可操作地耦合到至少一个处理器，
所述数字信号处理器配置成用于接收来自所述传感器的输入信号并将所述输入信号转换成数字数据；
所述至少一个处理器，可操作地耦合到传输器，所述至少一个处理器被配置成用于将所述数字数据转换成数据包，所述数据包包括与耦合到所述传感器的医疗装置相关联的装置标识符；以及
所述传输器，配置成用于加密所述数字数据，并通过SMS将所述数据包传输到移动通信装置以进一步传输到远程服务器，以用于至少部分地根据所述装置标识符对所述数字数据进行解密和分析；
所述移动通信装置，响应于接收来自所述传输器的所述数据包，所述移动通信装置将所述数据包转发至预定的网络地址；以及
所述远程服务器，位于所述网络地址处并响应于从所述移动通信装置接收的所述数据包，所述远程服务器分析所述数据包并生成代表分析结果的分析信号，并将所述分析信号传输至与所述患者操作的装置相关联的预定接收方。
2.如权利要求1所述的基于互联网的疾病监测***，其中所述移动通信装置是由所述远程服务器传输所述分析信号到达的接收方之一。
3.如权利要求1所述的基于互联网的疾病监测***，其中所述移动通信装置存储识别至少一个所述患者操作的装置的数据，并将识别至少一个所述患者操作的装置的所述数据连同转发的所述数据包一同传输至所述预定的网络地址。
4.如权利要求1所述的基于互联网的疾病监测***，其中所述数据包包括数字文本数据和所述装置标识符。
5.如权利要求4所述的基于互联网的疾病监测***，其中在所述动通信装置将所述数据包转发至所述服务器之前，所述数字文本数据没有被进一步分析或与其关联的患者标识。
6.如权利要求4所述的基于互联网的疾病监测***，其中在所述动通信装置将所述数据包转发至所述服务器之前，所述数字文本数据被调适并放大。
7.如权利要求6所述的基于互联网的疾病监测***，其中所述数据包由所述数字文本数据和所述装置标识符构成。
8.一种用于监测疾病的基于互联网的方法，所述方法包括：
通过患者操作的装置的传感器生成响应患者情况的输入信号；
在与所述传感器耦合的传感器传输模块处接收所述输入信号；
通过可操作地耦合到至少一个处理器的数字信号处理器，将所述输入信号转换成数字数据；
通过所述至少一个处理器将所述数字数据转换成数据包，所述数据包包括与耦合到所述传感器的医疗装置相关联的装置标识符；
通过可操作地连接至所述至少一个处理器的至少一个传输器，对所述数字数据进行加密，并通过SMS将所述数据包传输到移动通信装置以进一步传输到远程服务器，以用于至少部分地根据所述装置标识符对所述数字数据进行解密和分析；
通过移动通信装置将所述数据包转发至预定的网络地址；
通过所述网络地址处的远程服务器分析所述数据包，并生成代表分析结果的分析信号；以及
通过所述远程服务器将所述分析信号传输至与所述患者操作的装置相关联的预定接收方。
9.如权利要求7所述的基于互联网的方法，其中所述数据包包括数字文本数据和所述装置标识符。
10.如权利要求9所述的基于互联网的方法，其中在所述动通信装置将所述数据包转发至所述服务器之前，所述数字文本数据没有被进一步分析或与其关联的患者标识。
11.如权利要求9所述的基于互联网的方法，其中在所述动通信装置将所述数据包转发至所述服务器之前，所述数字文本数据被调适并放大。
12.如权利要求11所述的基于互联网的方法，其中所述数据包由所述数字文本数据和所述装置标识符构成。
13.如权利要求8所述的基于互联网的方法，还包括通过所述移动通信装置存储识别至少一个所述患者操作的装置的数据，并将识别至少一个所述患者操作的装置的所述数据连同转发的所述数据包一同传输至所述预定的网络地址。
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