一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，其特征在于：包括评估设备、生理参数检测设备和至少一种运动设备，评估设备、生理参数检测设备以及运动设备均通过无线中继网络将各自的检测参数上传到远程服务器上，在无线中继网络上还连接有识别器和Web服务器。其显著效果是：系统综合利用了无线中继网络，将评估设备、生理参数检测设备以及运动设备有机融为一体，通过评估设备对患者身体状况进行评估，医生可以提供治疗建议，出具运动处方，患者可以根据医生的运动处方进行运动康复治疗，通过生理参数检测设备和运动设备自带的参数检测电路可以实时掌握治疗状况，降低患者的反复发病率和住院率。
【专利说明】一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网技术，具体地讲，是一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统,通过无线中继网络实现慢性稳定性心力衰竭病人的运动康复治疗。
【背景技术】
[0002]国际上慢性心力衰竭(Chronic heart failure, CHF)运动康复始于19世纪70年代末，拥有一定量的循证医学证据，证明其安全性与有效性，肯定的有效性是:运动康复可降低CHF患者死亡率,减少反复住院次数,改善患者运动耐力，改善患者生活质量,合理控制医疗成本。至今，CHF运动康复已经得到国际上专业协会的推荐，2005年欧洲心脏病协会心脏康复和运动生理工作组和美国心脏协会下属运动心脏康复和预防分会建议，运动康复是CHF患者有效的二级预防措施，运动锻炼应作为心脏康复的一部分应用于稳定心力衰竭患者。2009年ACC/AHA (美国心脏病学会/美国心脏协会)成人慢性心力衰竭诊断和治疗指南把慢性稳定性心力衰竭患者运动康复的推荐证据列为IB等级。据我国对35~74岁城乡居民共15518人随机抽样调查显示，心衰患病率为0.9%，心衰患者约为400万，其中男性为0.7%，女性为1.0%，随着年龄增高，目前逐年呈增加态势，CHF患者中有临床症状的5年存活率与恶性肿瘤相仿。
[0003]然而，目前我国CHF患者运动康复还处于发展阶段，仅在少数地区开展，未得到大多数地区及医院的重视，因而CHF患者得不到规范的运动康复指导，从而反复发病、反复住院，增加医疗负担，甚至不 恰当运动引发猝死等不良事件。其主要原因在于用于运动康复治疗的监控体系还不够完善，医生无法实时掌握患者的运动康复状况。
【发明内容】
[0004]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，该系统基于无线中继网络，将评估设备、生理参数检测设备以及运动设备与远程服务器融合，实现患者运动康复监控治疗，降低患者的反复发病率和住院率，从而提升治疗效果。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下:
[0006]一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，其关键在于:包括评估设备、生理参数检测设备和至少一种运动设备，所述运动设备上安装有用于采集运动参数的控制器，所述评估设备用于进行心肺运动试验，该评估设备输出的参数包括峰值摄氧量、无氧代谢阈值、最大心率、血压、肺通气指标以及呼吸交换率，所述生理参数检测设备用于检测心电信号、血氧信号、血压信号以及呼吸信号，所述运动设备用于实现运动康复训练，其中，评估设备、生理参数检测设备以及运动设备均通过无线中继网络将各自的检测参数上传到远程服务器上，在所述无线中继网络上还连接有识别器和Web服务器，所述远程服务器通过识别器进行康复患者信息管理和身份识别，所述Web服务器用于实现医生远程诊断、操作和监控。
[0007]基于上述系统设计可以发现，在对患者实施运动康复治疗前，先利用评估设备进行心肺运动试验(Cardiopulmonary exercise test, CPET),它综合应用呼吸气体监测技术、计算机技术和活动平板/踏车技术，通过检测在不同负荷条件下，患者机体氧耗量和二氧化碳排出量的动态变化，客观定量评价患者的心脏储备功能和运动耐力。对于慢性稳定性心力衰竭患者而言，CPET可用于判断心力衰竭的严重程度和治疗效果，评估是否需要心脏移植，进行运动耐力测试等。
[0008]评估设备将评估出的峰值摄氧量、无氧代谢阈值、最大心率、血压、肺通气指标以及呼吸交换率等参数上传到远程服务器中，医生通过Web服务器登陆远程服务器即可查看各个患者的评估结果，根据相应的评估参数制定运动处方，这里的运动处方包括运动种类、运动强度、运动时间和频率，其中运动强度是制定运动处方的重要内容，直接关系到康复治疗的安全性和效果。
[0009]在远程服务器中还设置有调度模块、逻辑处理模块以及数据库，数据库主要用于管理用户信息，包括患者信息管理和登陆认证，调度模块用于实现运动设备的调度和管理，逻辑处理用于实时判断患者才监测指标。
[0010]患者需要治疗时，先通过识别器进行身份识别，通常，所述识别器为RFID射频标签识别器。在每台运动设备上配置有生理参数检测设备和运动参数检测设备，患者运动治疗时，各种生理参数和运动参数可以传输到远程服务器中，便于实时监控。
[0011]作为进一步描述，所述生理参数检测设备中设置有心电信号检测模块、血氧信号检测模块、血压信号检测模块以及呼吸信号检测模块，所述心电信号检测模块、血氧信号检测模块以及血压信号检测模块分别通过AD转换模块将检测的数据传送到微处理器中，该微处理器还通过触发电路获取所述呼吸信号检测模块上传的呼吸信号，该微处理器通过无线通信模块接入所述无线中继网络，在该微处理器上还设置有人机交互模块。
[0012]再进一步描述，所述运动设备包括跑步机、健身车、划船机，在每台运动设备上安装有微控制器，所述微控制器上连接有无线通信模块、时钟模块、人机交互模块以及传感器模块，其中跑步机上的传感器模块为转速传感器和角度传感器，健身车上传感器模块为转速传感器，划船机上的传感器模块为位移传感器和压力开关。
[0013]跑步机上的转速传感器和角度传感器可以采集患者的跑动速度和强度，健身车上的转速传感器可以采集转速，划船机的位移传感器和压力开关可以获取位移和压力，通过上述各种参数，可以有效判断患者是否达到治疗所需的运动量和运动强度，从而保证治疗效果。
[0014]本发明的显著效果是:系统综合利用了无线中继网络，将评估设备、生理参数检测设备以及运动设备有机融为一体，通过评估设备对患者身体状况进行评估，医生可以根据评估结果提供治疗建议，出具运动处方，患者可以根据医生的运动处方进行运动康复治疗，通过生理参数检测设备和运动设备自带的参数检测电路可以实时掌握治疗状况，实现患者运动康复监控治疗，降低患者的反复发病率和住院率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的系统原理框图；
[0016]图2是生理参数检测设备的电路原理框图；
[0017]图3是跑步机参数检查电路的电路原理框图；[0018]图4是健身车参数检查电路的电路原理框图；
[0019]图5是划船机参数检查电路的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0021]如图1所示，一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，包括评估设备、生理参数检测设备和至少一种运动设备，这里的运动设备包括跑步机、健身车、划船机等等，所述运动设备上安装有用于采集运动参数的控制器，所述评估设备用于进行心肺运动试验，该评估设备输出的参数包括峰值摄氧量、无氧代谢阈值、最大心率、血压、肺通气指标以及呼吸交换率，所述生理参数检测设备用于检测心电信号、血氧信号、血压信号以及呼吸信号，所述运动设备用于实现运动康复训练，其中，评估设备、生理参数检测设备以及运动设备均通过无线中继网络将各自的检测参数上传到远程服务器上，在所述无线中继网络上还连接有识别器和Web服务器，这里的识别器通常为RFID射频标签识别器，远程服务器通过识别器进行康复患者信息管理和身份识别，所述Web服务器用于实现医生远程诊断、操作和监控。
[0022]如图2所示，所述生理参数检测设备中设置有心电信号检测模块、血氧信号检测模块、血压信号检测模块以及呼吸信号检测模块，所述心电信号检测模块、血氧信号检测模块以及血压信号检测模块分别通过AD转换模块将检测的数据传送到微处理器中，该微处理器还通过触发电路获取所述呼吸信号检测模块上传的呼吸信号，该微处理器通过无线通信模块接入所述无线中继网络，在该微处理器上还设置有人机交互模块。
[0023]运动康复人员通过人机交换模块将个人的身份信息传递给微处理器中，心电信号检测模块采用三导联方式采集心 电信号，血氧信号检测模块采用数字光电式方式采集血氧信号，血压信号检测模块采用示波法测量患者血压信号，呼吸信号检测模块采用阻抗法测量呼吸信号，在患者运动康复治疗过程中，通过生理参数检测设备可以实时掌握患者的康复治疗状况，避免因为运动不当引发猝死事件。
[0024]如图3-图5所示，所述运动设备包括跑步机、健身车、划船机，在每台运动设备上安装有微控制器，所述微控制器上连接有无线通信模块、时钟模块、人机交互模块以及传感器模块，其中跑步机上的传感器模块为转速传感器和角度传感器，健身车上传感器模块为转速传感器，划船机上的传感器模块为位移传感器和压力开关。
[0025]从图3可以看出，利用转速传感器和角度传感器可以检测跑步机的运动参数，其中转速传感器采用霍尔元件，通过在跑步机的旋转体上等分加上磁铁，转速传感器正对磁铁固定，当患者在跑步机上跑动时，旋转体转动，霍尔传感器和磁铁重合时，感应输出脉冲信号，转速越快，也是频率输出越高，微控制器通过读取转速传感器的脉冲信号频率即可测出转速。角度传感器是用于测得跑步机转动体的倾斜角度，不同的角度可以对应不同的运动强度。
[0026]从图4可以看出，健身车利用转速传感器测得车辆转速，其工作原理与跑步机相同。
[0027]从图5可以看出，划船机通过压力开关和位移传感器来测量运动参数，压力开关工作原理是当系统内压力高于或低于额定的安全压力时，开关内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升额定的恢复值时，碟片瞬复位，开关自动复位，从而达到控制被测压力的目的。
[0028]而位移传感器工作原理是:工作时由电子仓内电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输时，同时产生了一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确测出位移。
[0029]各种运动设备的控制电路将检测的参数通过通信模块上传到远程服务中心，便于系统管理和医生远程查看，实时掌握患者的康复状况。
[0030]通过配置该系统，慢性稳定性心力衰竭患者在进行运动康复治疗时，可以得到有效监控，降低患 者的反复发病率和住院率，提升了运动康复治疗效果。
【权利要求】
1.一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，其特征在于:包括评估设备、生理参数检测设备和至少一种运动设备，所述运动设备上安装有用于采集运动参数的控制器，所述评估设备用于进行心肺运动试验，该评估设备输出的参数包括峰值摄氧量、无氧代谢阈值、最大心率、血压、肺通气指标以及呼吸交换率，所述生理参数检测设备用于检测心电信号、血氧信号、血压信号以及呼吸信号，所述运动设备用于实现运动康复训练，其中，评估设备、生理参数检测设备以及运动设备均通过无线中继网络将各自的检测参数上传到远程服务器上，在所述无线中继网络上还连接有识别器和Web服务器，所述远程服务器通过识别器进行康复患者信息管理和身份识别，所述Web服务器用于实现医生远程诊断、操作和监控。
2.根据权利要求1所述的一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，其特征在于:所述识别器为RFID射频标签识别器。
3.根据权利要求1所述的一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统，其特征在于:所述生理参数检测设备中设置有心电信号检测模块、血氧信号检测模块、血压信号检测模块以及呼吸信号检测模块，所述心电信号检测模块、血氧信号检测模块以及血压信号检测模块分别通过AD转换模块将检测的数据传送到微处理器中，该微处理器还通过触发电路获取所述呼吸信号检测模块上传的呼吸信号，该微处理器通过无线通信模块接入所述无线中继网络，在该微处理器上还设置有人机交互模块。
4.根据权利要求1所述的一种慢性稳定性心力衰竭运动康复监控治疗系统,其特征在于:所述运动设备包括跑步机、健身车、划船机，在每台运动设备上安装有微控制器，所述微控制器上连接有无线通信模块、时钟模块、人机交互模块以及传感器模块，其中跑步机上的传感器模块为转速传感器和角度传感器，健身车上传感器模块为转速传感器，划船机上的传感器模块为位移传感器`和压力开关。
【文档编号】A61B5/0205GK103876717SQ201410081671
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】肖前军, 王智慧 申请人:无锡首康科技有限公司