应用于糖尿病康复的运动监护与管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种应用于糖尿病康复的运动监护与管理系统，能够实时的获取糖尿病患者运动过程中的生理参数和环境参数，并对数据进行实时的处理和反馈。包括：前端监测设备，用于实时的获取糖尿病患者在运动过程中的生理参数以及环境参数，然后通过低功耗蓝牙模块将数据上传至手机客户端；手机客户端对数据进行本地存储以及初步的处理，并将结果显示在交互界面上，然后通过移动通信网络将监测信息实时发送至远程的健康管理系统；健康管理系统基于糖尿病的运动管理理论进行综合的分析，将分析结果反馈给医生和患者，避免患者在运动中出现运动过量而危险，而且便于对患者的运动康复情况长期进行监控和统计。
【专利说明】应用于糖尿病康复的运动监护与管理系统
【技术领域】
[0001]本发明属于糖尿病运动康复监护与管理领域，更具体的讲，涉及一种人体生命参数监测、数据通信以及病人信息管理系统。
【背景技术】
[0002]糖尿病运动疗法的机理是提高胰岛素的敏感性，从而控制血糖水平，降低糖尿病及其并发症的发病几率。由于糖尿病的病因和发病机理不尽相同，虽然运动疗法对糖尿病治疗的重要性和有效性已经得到了广泛的认可，但是实际操作中依然存在着许多的困难，在临床上并未广泛的应用，困难主要包括医生和患者相关知识匮乏、患者个体差异性强、运动强度难以量化、监护困难、日常教育和指导困难等。
[0003]近年来信息化技术日新月异，智能手机、平板电脑等便携式移动终端已经成为人们生活中不可缺少的一部分。借助智能互联网技术，医生和患者可以通过互联网更为方便的获取医疗信息，这有助于提高医生的诊断水平、改善整体的医患关系。智能互联网技术在医疗领域应用已经十分广泛，其中最具代表性的就是可穿戴医疗设备。通过可穿戴智能医疗设备跟踪患者后续生理状态，医生可以动态评价药物的疗效，及时跟踪患者的康复情况，发现潜在的危险因素等。同时，携带传感器的可穿戴式医疗设备可以实时的监测患者的生理信息，便于医生制定较为详尽的康复方案。
[0004]从糖尿病治疗的现状来看，有必要在糖尿病康复运动中引入健康管理的理念，研发智能化运动信息采集和指导产品，建立家庭、社区、医院三级信息管理系统和人工智能数据平台，为糖尿病及其并发症患者提供个性化康复运动指导系统。系统能够在患者运动康复的过程中实时的采集生理参数，并进行智能的处理和系统的管理，可以帮助进一步提高我国糖尿病运动康复治疗的精细化与系统化。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能够对糖尿病康复过程进行监护与管理的系统，实时的获取糖尿病患者运动过程中的生理参数和环境参数，并对数据进行实时的处理和反馈，对患者的健康档案进行定时的更新，提升运动疗法的实用性，避免患者在运动过程中出现危险。
[0006]为实现以上目的，本发明采取的技术方案是:
[0007]一种应用于糖尿病康复的运动监护与管理系统，包括:
[0008]前端监测设备，用于实时的获取糖尿病患者在运动过程中的生理参数以及环境参数，然后通过低功耗蓝牙模块将数据上传至手机客户端；
[0009]手机客户端对数据进行本地存储以及初步的处理，并将结果显示在交互界面上，然后通过移动通信网络将监测信息实时发送至远程的健康管理系统；
[0010]健康管理系统基于糖尿病的运动管理理论进行综合的分析，将分析结果反馈给医生和患者，避免患者在运动中出现运动过量而危险，而且便于对患者的运动康复情况长期进行监控和统计。
[0011]其中前端监测设备为可穿戴式的传感设备，患者在运动过程中需要配戴监测设备并随身携带智能手机，健康管理系统为远程的云端数据管理平台。
[0012]所述的前端监测设备包括生命参数采集模块、片上系统、LED指示模块以及低功耗蓝牙传输模块；其中生命参数采集模块包含对人体生命体征进行采集的传感器，分别为心率传感器、温度传感器、血压传感器；监测信息通过片上系统、控制传感器芯片进行采集，并将数据通过低功耗蓝牙模块发送至手机客户端；
[0013]片上系统是前端监测设备的控制中心，对生命参数采集模块和LED指示模块以及低功耗蓝牙传输模块进行管理和控制，建立多参数采集的传感器网络；对采集到的生命参数的模拟信号进行ADC转换，并通过数据处理计算出患者的各项生理指标；
[0014]LED指示模块负责对当前设备的运行状态进行指示；
[0015]低功耗蓝牙通信模块负责监测数据的收发，实现统手机客户端的短距离无线通信。
[0016]所述的手机客户端接收监测终端上传的患者生命参数数据，并进行存储和处理；手机客户端提供与用户交互的界面，用户通过APP建立健康档案、进行身份认证、选择测量模式、控制数据采集和上传。
[0017]手机客户端根据事先设定的糖尿病康复的运动方案对患者的运动过程进行跟踪监控，并在患者运动过量或者出现不适时，通过手机向患者发出警告，而且通过移动网络将患者当前的生理状况和位置信息发送至远程医疗中心，保证患者运动的安全性。
[0018]所述的健康管理系统包括数据管理中心、医疗中心，用于将接收到的监测信息进行综合的分析，对患者健康状况进行监控并整理，建立糖尿病运动康复健康档案，医生可以随时掌握患者的身体状况以及康复情况，以便对康复方案进行动态的评价和改进；
[0019]数据管理中心包括数据库和数据库服务器，负责建立相关数据库，定义存储协议，接收手机客户端发送过来的监测信息和处理后的信息；对接收到的监测数据进行分析，基于糖尿病运动康复理论，对患者当前的健康状况和康复情况进行整体评估，并将结果计入档案，方便患者和医生查询；
[0020]医疗中心基于网络服务器针对不同用户群提供多样的接口，针对不同的授权用户数据管理中心针对查询请求会分别提供不同的患者信息，并进行图形化的显示。
[0021]所述的数据管理中心包括:PC机、通信模块、权限管理模块、数据分析模块、数据库系统、报警模块；
[0022]PC机是整个系统的服务器，通过软、硬件对整个健康管理系统的运作进行管理；
[0023]通信模块实现了 PC机与智能手机的无线通信，包括接收手机客户端通过移动网络发送过来的监测信息以及发出指挥、报警以及刷新信息给手机客户端；
[0024]权限管理模块用于对手机客户端或者浏览器客户端对服务器数据访问权限的控制，可以对不同用户群进行差异化的管理；
[0025]数据分析模块用于对接收到的监测信息进行系统的分析，包括患者当前的心肺功能、血压状况，通过与长期监测到的数据进行对比评估患者当前的康复情况，并更新患者的健康档案；
[0026]报警模块用于在患者生命体征超出设定范围或者正常范围的时候，通过客户端向患者发送报警信息，并向医疗中心提供患者当前的位置信息。
[0027]本发明与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点:
[0028]1.本发明穿戴式前端监测设备为紧贴手腕手环状结构，方便在患者运动过程中穿戴，实时的测量患者的心率信息，通过电子血压计患者可以方便的随时自己测量当前的血压值，而且都可以通过蓝牙模块将监测数据发送至智能手机终端，兼容性与拓展性好。
[0029]2.本发明的近距离无线传输都采用低功耗蓝牙技术，相对传统蓝牙技术，大大节省了数据传输过程中消耗的电量，使前端检测设备能够长时间续航，持续检测患者的生理信息。
[0030]3.本发明的前端检测设备采用高度集成的片上系统，使设备体积微小但是功能复杂，能够完成数据采集的控制、传输并实现部分处理功能。
[0031]4.本发明的健康管理系统针对糖尿病运动康复理论，制定一整套糖尿病康复运动处方，并通过运动监测实时的掌握患者运动过程中的心率、运动强度等生理信息，结合其他环境参数如位置、加速度等，对患者当前的运动状态进行评估，预防患者运动过程中出现危险。
[0032]5.本发明的健康管理系统针对糖尿病患者心血管并发症易发的特点，对患者的血压状况进行系统的监控，每天定时提醒患者进行血压测量，掌握患者的动态血压，预防急性心血管疾病的发生。
[0033]6.本发明的健康管理系统形成联网结构，智能手机终端和远端服务器都可以对患者生理数据进行处理，并评估患者的生理状态，在患者身体状况出现异常时能够快速的做出响应，及时向急救中心通报。
[0034]7.本发明的健康管理系统针对每一位患者建立了糖尿病运动康复健康档案，方便医生对某一位患者进行康复情况的查询，帮助医生对患者运动康复方案进行动态的评估与修正。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本发明实施方式结构示意图。
[0036]图2是前端监测设备手环状心率监测设备示意图。
[0037]图3是模块之间通/[目关系不意图。
[0038]图4是手机客户端功能流程图。
[0039]图5是Web浏览器功能流程图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便患者和医生能够更好的理解本发明的应用方法。
[0041]在本实施例中，如图1所示，本发明主要由三个子系统构成，包括前端监测设备1，智能终端2以及健康管理系统3。各系统之间通过无线网络有机的结合在一起，协同完成生理参数的采集、处理、传输、存储、分析和反馈等过程。电子监测系统通过心率传感器101和血压传感器102测量人体的心跳和血压信号，通过处理芯片106进行模数转换，微处理芯片将数据进行处理和打包通过蓝牙模块105发送至智能手机终端，电源模块103负责给整个前端监测设备供电，LED模块104负责显示设备当前工作状态；智能手机终端通过内置的蓝牙4.0模块201接收检测模块上传的数据包，然后经过处理和分析通过交互显示模块202与患者进行交互。由于绝大多数的智能手机集成了加速度传感器、重力传感器以及位置传感器203等，患者的加速度信息和位置信息可以直接通过智能终端获得。此外还需要对数据通过存储模块204进行本地的存储，并将结果通过无线通信模块205上传到服务器，更新数据库保证数据的同步；健康管理系统负责与客户端(便携式智能终端和浏览器端303)进行数据交换，为客户端提供与数据库305交互的接口，并且允许手机客户端和浏览器通过应用服务器302和Web服务器301对系统进行访问，当患者身体状况出现异常时，管理系统可以通过移动网络或者网络向客户端和医疗中心304发送警报。
[0042]在本实施例中，如图2所示，前端心率监测设备为手环状，手环107可紧贴患者手腕，手环上集成有光电式脉搏传感器101、处理芯片106、电源模块103和天线108，所述的光电式脉搏传感器101在手环底部，紧贴患者脉搏，模拟心率信号的输出端经过放大电路与芯片的模拟信号输入端连接；所述的处理芯片106、电源模块103、天线108集成在手环外部，位于患者手腕的正面；电源模块包括电池和电源管理电路，与处理芯片的电源端口连接；天线108的输入口与处理芯片106的射频输出口连接。
[0043]本实施例中，如图3所示，系统通信主要实现前端监测设备1、智能手机终端2和Web客户端303以及服务器模块301/302之间的信息交互功能。前端监测设备I与手机终端2通过低功耗的蓝牙4.0技术进行数据通信，监测设备与手机终端建立蓝牙连接后将采集到的生理数据上传；手机客户端2对数据进行实时的处理与显示后，将数据通过移动网络或者无线W1-Fi发送至服务器端3，服务器端对数据进行分析后，对手机客户端2反馈相应指令，并对数据库305进行更新；用户通过Web浏览器303可以对服务器进行访问，查询最新的生理信息，并且可以通过对网页进行操作更改个人数据。
[0044]本实施例中，如图4所示，通过手机客户端2患者可以搜索周围的蓝牙设备105，并与手机蓝牙设备201配对绑定。患者可以通过Π操作选择监测模式，包括运动监测模式和血压检测模式:运动监测模式下系统会采集患者当前的心率、位置、加速度等信息，并计算出患者实时的运动强度、运动量、运动距离等参数；血压监测模式下系统可以通过电子血压计102自动的监测患者的血压信息。患者还可以对系统和个人信息进行设定，以及对历史运动数据进行查询。
[0045]本实施例中，如图5所示，本发明将用户群分为三类，普通用户、糖尿病患者以及医生，普通用户进入网站可以自由浏览公共网页，患者注册并登录以后可以对密码或者资料进行修改，还可以对自己的个人信息和运动信息进行查询，医生在登录网站以后可以对某位患者指定时间的运动信息进行查询，并对患者的健康和恢复状况进行评估，用户对数据库访问的差异性是通过权限设置实现的。
【权利要求】
1.一种应用于糖尿病康复的监测与管理系统，其特征在于，包括: 前端监测设备，用于实时的获取糖尿病患者在运动过程中的生理参数以及环境参数，然后通过低功耗蓝牙模块将数据上传至手机客户端； 手机客户端对数据进行本地存储以及初步的处理，并将结果显示在交互界面上，然后通过移动通信网络将监测信息实时发送至远程的健康管理系统； 健康管理系统基于糖尿病的运动管理理论进行综合的分析，将分析结果反馈给医生和患者，避免患者在运动中出现运动过量而危险，而且便于对患者的运动康复情况长期进行监控和统计。 其中前端监测设备为可穿戴式的传感设备，患者在运动过程中需要配戴监测设备并随身携带智能手机，健康管理系统为远程的云端数据管理平台。
2.根据权利要求1所述的一种应用于糖尿病康复的监测与管理系统，其特征在于，所述的前端监测设备包括生命参数采集模块、片上系统、LED指示模块以及低功耗蓝牙传输模块；其中生命参数采集模块包含对人体生命体征进行采集的传感器，分别为心率传感器、温度传感器、血压传感器；监测信息通过片上系统、控制传感器芯片进行采集，并将数据通过低功耗蓝牙模块发送至手机客户端； 片上系统是前端监测设备的控制中心，对生命参数采集模块和LED指示模块以及低功耗蓝牙传输模块进行管理和控制，建立多参数采集的传感器网络；对采集到的生命参数的模拟信号进行ADC转换，并通过数据处理计算出患者的各项生理指标； LED指示模块负责对当前设备的运行状态进行指示； 低功耗蓝牙通信模块负责监测数据的收发，实现统手机客户端的短距离无线通信。
3.根据权利要求1所述的一种应用于糖尿病康复的监测与管理系统，其特征在于，所述的手机客户端接收监测终端上传的患者生命参数数据，并进行存储和处理；手机客户端提供与用户交互的界面，用户通过APP建立健康档案、进行身份认证、选择测量模式、控制数据采集和上传。 手机客户端根据事先设定的糖尿病康复的运动方案对患者的运动过程进行跟踪监控，并在患者运动过量或者出现不适时，通过手机向患者发出警告，而且通过移动网络将患者当前的生理状况和位置信息发送至远程医疗中心，保证患者运动的安全性。
4.根据权利要求1所述的一种应用于糖尿病康复的监测与管理系统，其特征在于，所述的健康管理系统包括数据管理中心、医疗中心，用于将接收到的监测信息进行综合的分析，对患者健康状况进行监控并整理，建立糖尿病运动康复健康档案，医生可以随时掌握患者的身体状况以及康复情况，以便对康复方案进行动态的评价和改进； 数据管理中心包括数据库和数据库服务器，负责建立相关数据库，定义存储协议，接收手机客户端发送过来的监测信息和处理后的信息；对接收到的监测数据进行分析，基于糖尿病运动康复理论，对患者当前的健康状况和康复情况进行整体评估，并将结果计入档案，方便患者和医生查询； 医疗中心基于网络服务器针对不同用户群提供多样的接口，针对不同的授权用户数据管理中心针对查询请求会分别提供不同的患者信息，并进行图形化的显示。
5.根据权利要求1所述的一种应用于糖尿病康复的监测与管理系统，其特征在于，所述的数据管理中心包括:PC机、通信模块、权限管理模块、数据分析模块、数据库系统、报警模块； PC机是整个系统的服务器，通过软、硬件对整个健康管理系统的运作进行管理； 通信模块实现了 PC机与智能手机的无线通信，包括接收手机客户端通过移动网络发送过来的监测信息以及发出指挥、报警以及刷新信息给手机客户端； 权限管理模块用于对手机客户端或者浏览器客户端对服务器数据访问权限的控制，可以对不同用户群进行差异化的管理； 数据分析模块用于对接收到的监测信息进行系统的分析，包括患者当前的心肺功能、血压状况，通过与长期监测到的数据进行对比评估患者当前的康复情况，并更新患者的健康档案； 报警模块用于在患者生命体征超出设定范围或者正常范围的时候，通过客户端向患者发送报警信息，并向医疗中心提供患者当前的位置信息。
【文档编号】A61B5/0205GK104305977SQ201410545131
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】杨健, 王涌天, 艾丹妮, 刘越, 艾长滨 申请人:北京理工大学