CN116473527B - 一种基于大数据的智能母婴健康监护*** - Google Patents
一种基于大数据的智能母婴健康监护*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于大数据的智能母婴健康监护***,包括母体监测模块、婴儿监测模块、婴儿护理模块、数据分析模块、显示告警模块和通信模块,所述母体监测模块用于对母体的体征数据进行监测,所述婴儿监测模块用于对婴儿的体征数据进行监测,所述婴儿护理模块用于对婴儿进行护理操作,所述数据分析模块用于对监测得到的体征数据进行分析处理,所述显示告警模块用于显示监测状态并产生告警信息,所述通信模块用于将监测的信息发送给家属;本***的数据分析模块根据母体和婴儿不同的特征以及抗风险能力,采用不同的数据处理方式对采集的数据进行处理,达到实时掌握母体和婴儿身体状态的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电数字数据处理领域,具体涉及一种基于大数据的智能母婴健康监护***。
背景技术
孕妇在生产后,身体在长时间内会处于虚弱状态,而新生婴儿也处于较为脆弱的阶段,因此需要对母体和婴儿的健康进行监护,而监护工作通常由护士进行负责,但护士无法做到24小时实时陪伴在母体和婴儿身边,因此需要一种监护***来实现实时掌握健康状态的效果。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
现在已经开发出了很多监护***,经过我们大量的检索与参考,发现现有的监护***有如公开号为CN205054187U所公开的***,这些***一般包括有主机和分别与主机连接的生理感受器和4G移动通讯终端;生理感受器包括有温度传感模块、血压传感模块、血氧传感模块、胎心传感模块、宫缩传感模块和心电图监测传感模块;不仅可实现对孕妇远程多参数监护,还可实现用户通过现有手机或平板电脑本自行在家进行监测,而监测结果可自行分析判断。但该***是针对产前的孕妇进行监护的,而不是对产后的母体和婴儿进行监护,无法解决产后母体和婴儿的监护问题。
发明内容
本发明的目的在于,针对所存在的不足,提出了一种基于大数据的智能母婴健康监护***。
本发明采用如下技术方案:
一种基于大数据的智能母婴健康监护***,包括母体监测模块、婴儿监测模块、婴儿护理模块、数据分析模块、显示告警模块和通信模块;
所述母体监测模块用于对母体的体征数据进行监测,所述婴儿监测模块用于对婴儿的体征数据进行监测,所述婴儿护理模块用于对婴儿进行护理操作,所述数据分析模块用于对监测得到的体征数据进行分析处理,所述显示告警模块用于显示监测状态并产生告警信息,所述通信模块用于将母体和婴儿的信息发送给绑定的家属;
所述母体监测模块监测的体征项目包括心率、呼吸频率、皮肤电导率和血压,所述婴儿监测模块监测的体征项目包括体温、心率、呼吸频率和血氧饱和度;
所述婴儿护理模块包括温度调节单元和空气调节单元,所述温度调节单元用于控制婴儿所处环境的温度,所述空气调节单元用于控制婴儿所处环境的含氧量;
所述数据分析模块包括数据存储单元和数据处理单元,所述数据存储单元用于保存历史监测数据,所述数据处理单元包括母体模式处理器、母体状态处理器和婴儿状态处理器,所述母体模式处理器对心率、呼吸频率和皮肤电导率进行处理识别母体的活动模式,所述母体状态处理器结合母体的活动模式对心率和血压进行处理识别母体的身体状态,所述婴儿状态处理器对心率和呼吸频率进行处理识别婴儿的身体状态,所述婴儿状态处理器对体温和血氧饱和度进行处理对婴儿护理模块输出调节数据;
进一步的,所述母体模式处理器对皮肤电导率数据进行处理判断是否处于第一睡眠条件,对心率数据进行处理判断是否处于第二睡眠条件,对呼吸频率数据进行处理判断是否处于第三睡眠条件,当同时满足三个睡眠条件时,根据下式计算出综合睡眠指数P:
;
其中,、/>和/>为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数,/>为电导率基数,/>为心跳基数,/>为呼吸基数,/>为心跳周期时间集/>的均值,/>为呼吸周期时间集/>的均值,/>为/>的标准差,/>为/>的标准差,/>为标记的时间点,/>为在时间点时的皮肤电导率;
当综合睡眠指数大于睡眠阈值时,判定进入睡眠模式,否则处于清醒模式;
进一步的,所述母体状态处理器将心率和血压数据处理成血压峰值数据集、血压谷值数据集/>、峰值滞后时间集/>、谷值滞后时间集/>和心跳间隔时间/>,并根据下式计算出母体的状态指数Q1:
;
其中,表示/>的均值,/>表示/>的均值,/>表示/>的均值,表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>为第一模式基值,/>为第二模式基值,/>为第三模式基值;
三个模式基值在清醒模式和睡眠模式下有不同的取值;
当状态指数Q1大于母体阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息;
进一步的,所述婴儿状态处理器内设有正常温度区间和正常血氧饱和度区间,当所述婴儿状态处理器接收的体温数据或血氧饱和度数据不在对应的区间内时,分别根据下式计算出调节数据:
;
;
其中,T为温度调节单元的当前设置温度,为温度调节单元调节后的温度,/>为调节系数,/>为连续不在正常温度区间内长达预设时长时的平均体温,/>为正常温度区间,O表示空气调节单元需要释放的氧气含量,/>表示连续不在正常血样饱和度区间内长达预设时长时的平均血氧饱和度,/>为释氧系数,/>表示正常血氧饱和度区间;
进一步的,所述婴儿状态处理器对心率数据和呼吸频率数据进行筛选并以一分钟内筛选出的数据按照下式计算出婴儿的状态指数Q2:
;
其中,为一分钟内筛选出的心跳时长的数量,/>为一分钟内筛选出的呼吸时长的数量,/>为正常心跳时长,/>为正常呼吸时长,/>表示第i个筛选出的心跳时长,表示第i个筛选出的呼吸时长;
当状态指数Q2大于婴儿阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息。
本发明所取得的有益效果是:
本***对母体和婴儿采用不同的数据处理方式,对于母体,先通过数据判断是否处于睡眠状态,再对心率和血压数据进行深入处理,判断母体是否处于异常状态,对于婴儿,通过体温和血氧保护度数据来调节婴儿所述环境的温度和氧含量,通过心率和呼吸数据判断婴儿是否处于异常状态,当母体或婴儿处于异常状态时,及时发出告警,使医护人员能够快速采取措施。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明整体结构框架示意图;
图2为本发明母体监测模块构成示意图;
图3为本发明婴儿监测模块构成示意图;
图4为本发明数据分析模块构成示意图;
图5为本发明数据处理单元构成示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一:本实施例提供了一种基于大数据的智能母婴健康监护***,结合图1,包括母体监测模块、婴儿监测模块、婴儿护理模块、数据分析模块、显示告警模块和通信模块;
所述母体监测模块用于对母体的体征数据进行监测,所述婴儿监测模块用于对婴儿的体征数据进行监测,所述婴儿护理模块用于对婴儿进行护理操作,所述数据分析模块用于对监测得到的体征数据进行分析处理,所述显示告警模块用于显示监测状态并产生告警信息,所述通信模块用于将母体和婴儿的信息发送给绑定的家属;
所述母体监测模块监测的体征项目包括心率、呼吸频率、皮肤电导率和血压,所述婴儿监测模块监测的体征项目包括体温、心率、呼吸频率和血氧饱和度;
所述婴儿护理模块包括温度调节单元和空气调节单元,所述温度调节单元用于控制婴儿所处环境的温度,所述空气调节单元用于控制婴儿所处环境的含氧量;
所述数据分析模块包括数据存储单元和数据处理单元,所述数据存储单元用于保存历史监测数据,所述数据处理单元包括母体模式处理器、母体状态处理器和婴儿状态处理器,所述母体模式处理器对心率、呼吸频率和皮肤电导率进行处理识别母体的活动模式,所述母体状态处理器结合母体的活动模式对心率和血压进行处理识别母体的身体状态,所述婴儿状态处理器对心率和呼吸频率进行处理识别婴儿的身体状态,所述婴儿状态处理器对体温和血氧饱和度进行处理对婴儿护理模块输出调节数据;
所述母体模式处理器对皮肤电导率数据进行处理判断是否处于第一睡眠条件,对心率数据进行处理判断是否处于第二睡眠条件,对呼吸频率数据进行处理判断是否处于第三睡眠条件,当同时满足三个睡眠条件时,根据下式计算出综合睡眠指数P:
;
其中,、/>和/>为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数,/>为电导率基数,/>为心跳基数,/>为呼吸基数,/>为心跳周期时间集/>的均值,/>为呼吸周期时间集/>的均值,/>为/>的标准差,/>为/>的标准差,/>为标记的时间点,/>为在时间点时的皮肤电导率;
当综合睡眠指数大于睡眠阈值时,判定进入睡眠模式,否则处于清醒模式;
所述母体状态处理器将心率和血压数据处理成血压峰值数据集、血压谷值数据集/>、峰值滞后时间集/>、谷值滞后时间集/>和心跳间隔时间/>,并根据下式计算出母体的状态指数Q1:
;
其中,表示/>的均值,/>表示/>的均值,/>表示/>的均值,表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>为第一模式基值,/>为第二模式基值,/>为第三模式基值;
三个模式基值在清醒模式和睡眠模式下有不同的取值;
当状态指数Q1大于母体阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息;
所述婴儿状态处理器内设有正常温度区间和正常血氧饱和度区间,当所述婴儿状态处理器接收的体温数据或血氧饱和度数据不在对应的区间内时,分别根据下式计算出调节数据:
;
;
其中,T为温度调节单元的当前设置温度,为温度调节单元调节后的温度,/>为调节系数,/>为连续不在正常温度区间内长达预设时长时的平均体温,/>为正常温度区间,O表示空气调节单元需要释放的氧气含量,/>表示连续不在正常血样饱和度区间内长达预设时长时的平均血氧饱和度,/>为释氧系数,/>表示正常血氧饱和度区间;
所述婴儿状态处理器对心率数据和呼吸频率数据进行筛选并以一分钟内筛选出的数据按照下式计算出婴儿的状态指数Q2:
;
其中,为一分钟内筛选出的心跳时长的数量,/>为一分钟内筛选出的呼吸时长的数量,/>为正常心跳时长,/>为正常呼吸时长,/>表示第i个筛选出的心跳时长,表示第i个筛选出的呼吸时长;
当状态指数Q2大于婴儿阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息。
实施例二:本实施例包含了实施例一中的全部内容,提供了一种基于大数据的智能母婴健康监护***,包括母体监测模块、婴儿监测模块、婴儿护理模块、数据分析模块、显示告警模块和通信模块;
所述母体监测模块用于对母体的体征数据进行监测,所述婴儿监测模块用于对婴儿的体征数据进行监测,所述婴儿护理模块用于对婴儿进行护理操作,所述数据分析模块用于对监测得到的体征数据进行分析处理,所述显示告警模块用于显示监测状态并产生告警信息,所述通信模块用于将母体和婴儿的信息发送给绑定的家属;
结合图2,所述母体监测模块包括第一传感检测单元和第一数据转换单元,所述第一传感检测单元用于检测母体各项体征的电信号,所述第一数据转换单元用于将检测到的电信号转换成具体的体征数据,所述第一传感检测单元检测的体征项目包括心率、呼吸频率、皮肤电导率和血压;
结合图3,所述婴儿监测模块包括第二传感检测单元和第二数据转换单元,所述第二传感检测单元用于检测婴儿各项体征的电信号,所述第二数据转换单元用于将检测到的电信号转换成具体的体征数据,所述第二传感检测单元检测的体征项目包括体温、心率、呼吸频率和血氧饱和度;
所述婴儿护理模块包括温度调节单元和空气调节单元,所述温度调节单元用于控制婴儿所处环境的温度,所述空气调节单元用于控制婴儿所处环境的含氧量;
结合图4,所述数据分析模块包括数据存储单元和数据处理单元,所述数据接收单元用于接收所述第一数据转换单元和所述第二数据转换单元发送的数据并进行存储,所述数据处理单元对接收的数据进行异常分析,当出现特殊异常情况时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息,当出现普通异常情况时,所述数据处理单元向所述婴儿护理模块发送调节信息;
所述显示告警模块从所述数据存储单元中获取实时信息并进行显示,当接收到告警信息时,做出告警动作,所述告警动作包括语音提示,短信发送等方式;
结合图5,所述数据处理单元包括母体模式处理器、母体状态处理器和婴儿状态处理器,所述母体模式处理器用于识别母体的活动模式,所述活动模式包括睡眠模式和清醒模式,所述母体状态处理器基于母体的活动模式对母体的身体状态进行识别,所述婴儿状态处理器用于识别婴儿的身体状态;
所述母体模式处理器对数据的处理过程包括如下步骤:
S1、获取皮肤电导率数据,并根据下式计算出实时的变化率g:
;
其中,为实时的皮肤电导率,/>为t时长前的皮肤电导率;
当g大于阈值时,对这个时间点进行标记,计作,并触发步骤S2;
S2、对时刻后/>时长内的皮肤电导率按照下式进行判断:
;
其中,表示在t0时刻的皮肤电导率,/>为偏差阈值;
当上述条件在时长内始终满足时,判定满足第一睡眠条件;
需要注意的是,步骤S1处于实时运行的状态,当再次标记一个时间点时,若步骤S2中还没满足第一睡眠条件,则终止原有的步骤S2线程,以新的触发新的步骤S2线程;
S3、获取心率和呼吸频率数据,将所述心率数据处理成用最新的心跳周期时间集表示,将所述呼吸频率数据处理成用最新的呼吸周期时间集/>表示,分别计算出的标准差/>和/>的标准差/>,当/>小于心跳阈值时,判定满足第二睡眠条件,当小于阈值时,判定满足第三睡眠条件;
需要注意的是,步骤S3也处于实时运行的状态;
当同时满足三个睡眠条件时,触发步骤S4;
S4、根据下式计算出综合睡眠指数P:
;
其中,、/>和/>为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数,/>为电导率基数,/>为心跳基数,/>为呼吸基数,/>为/>的均值,/>为/>的均值;
上述三个权重系数和三个基数由本领域技术人员根据实际数据情况自行进行设定;
当综合睡眠指数大于睡眠阈值时,判定进入睡眠模式;
所述母体状态处理器对数据的处理过程包括如下步骤:
S21、获取血压数据,将所述血压数据处理成由峰点数据对集和谷点数据对集/>表示,其中,t表示时间,/>表示血压峰值,/>表示血压谷值,获取心率数据,将所述心率数据处理成用数据对集/>表示,其中,/>表示对应时间心跳的强度;
S22、根据下式计算出峰值滞后时间集、谷值滞后时间集/>和心跳间隔时间:
;
;
;
其中,表示从数据对集/>中获取的一个时间,/>表示从数据对集、/>或/>中获取的最接近t且晚于t的时间;
S23、根据下式计算出母体的状态指数Q1:
;
其中,表示/>的均值,/>表示/>的均值,/>表示/>的均值,表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>表示/>的标准差,/>为第一模式基值,/>为第二模式基值,/>为第三模式基值;
三个模式基值在清醒模式下的取值高于在睡眠模式下的取值,具体取值由技术人员自行设定;
当状态指数Q1大于母体阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息;
所述婴儿状态处理器内设有正常温度区间和正常血氧饱和度区间,当所述婴儿状态处理器接收的体温数据或血氧饱和度数据不在对应的区间内时,分别根据下式计算出调节数据:
;
其中,T为温度调节单元的当前设置温度,为温度调节单元调节后的温度,/>为调节系数,/>为连续不在正常温度区间内长达预设时长时的平均体温,/>为正常温度区间;
;
其中,O表示空气调节单元需要释放的氧气含量,表示连续不在正常血样饱和度区间内长达预设时长时的平均血氧饱和度,/>为释氧系数,/>表示正常血氧饱和度区间;
所述婴儿状态处理器从心率数据和呼吸频率数据中筛选出单次心跳时长和单次呼吸时长分别小于正常心跳时长和正常呼吸时长的数据,并以一分钟内筛选出的数据按照下式计算出婴儿的状态指数Q2:
;
其中,为一分钟内筛选出的心跳时长的数量,/>为一分钟内筛选出的呼吸时长的数量,/>为正常心跳时长,/>为正常呼吸时长,/>表示第i个筛选出的心跳时长,表示第i个筛选出的呼吸时长;
当状态指数Q2大于婴儿阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息。
通过所述通信模块能够给每个母体绑定家属的联系信息,所述通信模块将母体和婴儿的监测信息通过绑定的联系信息发送给家属,当产生告警时,所述通信模块会发送提示信息,在监测信息的对应时间点进行标记,当医护人员对告警信息进行处理后,所述通信模块还将处理过程及结果信息发送给家属,家属能够通过标记的时间点跳转得到处理信息。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的保护范围内,此外,随着技术发展其中的元素可以更新的。
Claims (1)
1.一种基于大数据的智能母婴健康监护***,其特征在于,包括母体监测模块、婴儿监测模块、婴儿护理模块、数据分析模块和显示告警模块;
所述母体监测模块用于对母体的体征数据进行监测,所述婴儿监测模块用于对婴儿的体征数据进行监测,所述婴儿护理模块用于对婴儿进行护理操作,所述数据分析模块用于对监测得到的体征数据进行分析处理,所述显示告警模块用于显示监测状态并产生告警信息;
所述母体监测模块监测的体征项目包括心率、呼吸频率、皮肤电导率和血压,所述婴儿监测模块监测的体征项目包括体温、心率、呼吸频率和血氧饱和度;
所述婴儿护理模块包括温度调节单元和空气调节单元,所述温度调节单元用于控制婴儿所处环境的温度,所述空气调节单元用于控制婴儿所处环境的含氧量;
所述数据分析模块包括数据存储单元和数据处理单元,所述数据存储单元用于保存历史监测数据,所述数据处理单元包括母体模式处理器、母体状态处理器和婴儿状态处理器,所述母体模式处理器对心率、呼吸频率和皮肤电导率进行处理识别母体的活动模式,所述母体状态处理器结合母体的活动模式对心率和血压进行处理识别母体的身体状态,所述婴儿状态处理器对心率和呼吸频率进行处理识别婴儿的身体状态,所述婴儿状态处理器对体温和血氧饱和度进行处理对婴儿护理模块输出调节数据;
其中,所述母体模式处理器对皮肤电导率数据进行处理判断是否处于第一睡眠条件,对心率数据进行处理判断是否处于第二睡眠条件,对呼吸频率数据进行处理判断是否处于第三睡眠条件,当同时满足三个睡眠条件时,根据下式计算出综合睡眠指数P:
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当综合睡眠指数大于睡眠阈值时,判定进入睡眠模式,否则处于清醒模式;
其中,所述母体状态处理器将心率和血压数据处理成血压峰值数据集、血压谷值数据集/>、峰值滞后时间集/>、谷值滞后时间集/>和心跳间隔时间/>,并根据下式计算出母体的状态指数Q1:
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其中,所述婴儿状态处理器内设有正常温度区间和正常血氧饱和度区间,当所述婴儿状态处理器接收的体温数据或血氧饱和度数据不在对应的区间内时,分别根据下式计算出调节数据:
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其中,T为温度调节单元的当前设置温度,为温度调节单元调节后的温度,/>为调节系数,/>为连续不在正常温度区间内长达预设时长时的平均体温,/>为正常温度区间,O表示空气调节单元需要释放的氧气含量,/>表示连续不在正常血氧饱和度区间内长达预设时长时的平均血氧饱和度,/>为释氧系数,/>表示正常血氧饱和度区间;
其中,所述婴儿状态处理器对心率数据和呼吸频率数据进行筛选并以一分钟内筛选出的数据按照下式计算出婴儿的状态指数Q2:
;
其中,为一分钟内筛选出的心跳时长的数量,/>为一分钟内筛选出的呼吸时长的数量,/>为正常心跳时长,/>为正常呼吸时长,/>表示第i个筛选出的心跳时长,/>表示第i个筛选出的呼吸时长;当状态指数Q2大于婴儿阈值时,所述数据处理单元向所述显示告警模块发送告警信息。
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