本发明涉及分布式检测技术领域，更具体地，涉及一种疾病远程跟踪预警系统。
背景技术：
无线传感器网络(wsn)综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。在分布式多传感器处理系统中，每个传感器对得到的观测数据先进行一定的预处理，然后将压缩的数据传送给其它传感器，最后汇总到融合中心。对数据的压缩性预处理降低了对通信带宽的要求。分布式多传感器结构可以降低对单个传感器的性能要求、降低造价。分散的信号处理方式可以增加计算容量。
现有技术中，已经存在一些基于无线传感器网络的疾病远程监控技术。例如，申请号为cn201110175466的中国发明专利申请公开了一种应用于智能手机的疾病监控系统，一个智能手机通过无线网络连接一个远程监控中心，应用于智能手机的疾病监控系统至少包括：采集模块，其用于采集疾病案件信息；存储模块，其连接所述采集模块；无线传输模块，其连接所述采集模块、存储模块以及远程监控中心，并用于将所述采集模块采集的疾病案件信息通过无线网络上传至远程监控中心，或者用于自所述案件存储数据库中提取预存的疾病案件信息通过无线网络上传至远程监控中心；更新模块，其连接所述无线传输模块及远程监控中心；资料查询模块，汇集流行病学信息和应急处置预案。
随着这种分布式检测系统应用越来越广泛，如何进一步优化分布式检测系统成为备受关注的问题。另外，如何提高智能化预警也是有待加强的方向。
技术实现要素：
为了进一步优化分布式远程监控在疾病远程跟踪领域的效率，并提高疾病预警的智能化水平，本发明提供了一种疾病远程跟踪预警系统，包括监控端和多个跟踪预警端，所述监控端用于分析跟踪预警端向其传输的疾病信息，所述监控端与所述跟踪预警端相互之间、所述多个所述跟踪预警端彼此之间均通过无线通信方式传输，所述跟踪预警端包括疾病信息采集模块、疾病信息传输模块和疾病信息预警模块，其中，所述疾病信息采集模块用于采集有关患者的信息，疾病信息传输模块用于在所述监控端和所述跟踪预警端之间进行通信传输，所述疾病信息预警模块根据所述监控端发给跟踪预警端的信息发出预警。
进一步地，所述监控端包括疾病信息数据库，该疾病信息数据库存储有针对各个跟踪预警端的疾病历史纪录。
进一步地，所述疾病历史纪录包括电子病历信息。
进一步地，所述监控端还包括分析模块，用于在疾病信息数据库中检索所述跟踪预警端发送来的疾病信息。
进一步地，所述分析模块还包括比较单元，用于比较所述跟踪预警端发送来的疾病信息以及所述疾病历史纪录中的信息。
进一步地，所述疾病信息数据库还包括多种流行病有关的信息。
进一步地，所述跟踪预警端包括定位模块和视频显示端，分别用于确定跟踪预警端的位置以及显示救治视频信息。
进一步地，所述跟踪预警端还包括生理参数传感器。
进一步地，所述生理参数传感器包括心电传感器、血氧传感器、温度传感器和湿度传感器。
进一步地，所述监控端还包括地理-发病信息数据库，用于存储地理信息以及疾病发生历史记录。
本发明的有益效果是：
(1)提高了基于无线分布式网络的数据传输效率；
(2)提高了疾病预警准确度，有利于尽快为远程监控对象提供医疗救助信息；
(3)克服了在偏远地区分布式网络与后台服务器之间数据传输容易出现故障的弊端；
(4)使在相同偏远位置或相近偏远位置之间的监控对象能够彼此相互协助；
(5)从多个方面增强了远程疾病监控对象的使用体验。
附图说明
图1示出了根据本发明的疾病远程跟踪预警系统的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的疾病远程跟踪预警系统包括监控端和多个跟踪预警端，所述监控端和多个跟踪预警端呈分布式布置，且所述监控端与所述跟踪预警端相互之间、所述多个所述跟踪预警端彼此之间均通过无线通信方式传输。
根据本发明的优选实施例，所述监控端与所述跟踪预警端相互之间通过3g或4g方式实现通信，所述多个所述跟踪预警端彼此之间通过3g或4g以及无线数传两种方式实现数据传输。其中，3g或4g既为与所述监控端通信所需的通信方式，也是多个所述跟踪预警端彼此通信的常规方式。当然，这要建立在3g或4g网络畅通，例如信号强度足够的空间或区域。对于偏远地区，某些高山、峡谷或其他空间或区域的3g或4g信号覆盖较差，信号强度低，因此，本发明考虑了采用无线数传方式作为这种情况下优先使用的备用通信方式。当上述常规方式无法满足通信要求时，则所述跟踪预警端将启动备用通信方式中的无线数传模块，通过无线数传模块与其他的跟踪预警端尝试通信，从而使在相同偏远位置或相近偏远位置之间的监控对象能够通过各自的跟踪预警端实现彼此相互协助，增强了远程疾病监控对象的使用体验。
根据本发明的某些实施例，上述无线数传模块不仅能够使各个跟踪预警端通过无线数传彼此通信，还可以通过此方式间接地与监控端(或服务器端)实现通信。
本发明中，“通信”既包括通讯链路的建立和维护，又包括基于通讯链路的数据传输。
本发明中，监控端是使用者是医护人员或设备维护人员或监护人，跟踪预警端的使用者是待监控对象(或称监控对象或被监护人)或患者。
所述监控端用于分析跟踪预警端向其传输的疾病信息并根据这些信息向跟踪预警端提供预警信息。
本发明中的所述监控端包括疾病信息数据库，该疾病信息数据库存储有针对各个跟踪预警端的疾病历史纪录。例如，所述疾病历史纪录包括电子病历信息。根据本发明的优选实施例，在该疾病信息数据库中，相关待监控对象的电子病历信息中各条记录被分解为如下列内容：就诊时间、就诊地点(行政区划的地点，例如**省**市**县或**市**区)、就诊年龄、就诊医院级别、就诊时生理参数(其中包括但不限于：心电、血氧、血压、血糖、环境温度、环境湿度等)、诊断结论、是否在住院或应立即住院、是否急重、采取的医护或医疗措施、注意事项等。
根据本发明的优选实施例，所述疾病信息数据库还包括多种流行病有关的信息。这些信息包括(但不限于)：疾病种类、疾病流行时间、疾病流行区域(此区域为地理空间坐标范围表示的区域)、发病时的典型环境温度范围、发病时的典型环境湿度范围、发病时的典型体表温度范围、发病时的典型体表湿度范围、近3年趋势为增加还是减少、是否致命、应采取何种措施、最佳救护时限等。
本发明中的所述监控端还包括分析模块，该分析模块采用处理器或具有运算功能的任何设备实现，用于在疾病信息数据库中检索所述跟踪预警端发送来的疾病信息。检索时，根据跟踪预警端采集并传输给监控端的生理参数对照该待监控对象的电子病历信息中相应参数的近似度，且检索按照电子病历信息中的各条记录的时间先后顺序以从后往前的顺序进行检索。
所述分析模块还包括比较单元，用于比较所述跟踪预警端发送来的疾病信息以及所述疾病历史纪录中的信息。在比较一条记录时，将该条电子病历信息中的生理参数与跟踪预警端传输来的生理参数一一对应地作差，将同一条电子病历记录中的各个差的绝对值求取集合平均值。经逐条比较后，将各个平均值相比较，取其最小值。当该最小值低于预设阈值时，将该最小平均值对应的电子病历记录中的“采取的医护或医疗措施”和“注意事项”等信息作为预警信息发送给该跟踪预警端，供该跟踪预警端向待监控对象提供预警信息。
所述跟踪预警端包括疾病信息采集模块、疾病信息传输模块和疾病信息预警模块，所述疾病信息采集模块用于采集有关患者的信息，疾病信息传输模块用于在所述监控端和所述跟踪预警端之间进行通信传输，所述疾病信息预警模块根据所述监控端发给跟踪预警端的信息发出预警。
其中，疾病信息传输模块包括3g和4g传输模块，以及无线数传模块。这两个通信模块的工作原理以及有益效果已经在前文描述。
根据本发明的各个实施例，所述跟踪预警端还包括生理参数传感器。根据某些实施例，所述生理参数传感器包括心电传感器、血氧传感器、温度传感器和湿度传感器。其中温度传感器包括体温传感器以及环境温度传感器，湿度传感器包括体表湿度传感器(检测汗水)以及环境湿度传感器。其中的环境温度和环境湿度以及体表湿度和体表温度传感器采集到的数据将作为流行病判断的参考数据，与监控端的所述疾病信息数据库中的数据进行比对。比对采用检索的方式，对疾病信息数据库中的各流行病记录逐条检索，在检索每一条期间，均采用跟踪预警端采集到的上述信息与疾病信息数据库中的各流行病记录进行比较的方式。该比较和检索的方式与上文中监控端的分析模块及其比较单元的工作机理类似，在此不再赘述。
根据本发明的优选实施例，所述监控端还包括地理-发病信息数据库，用于存储地理信息以及疾病发生历史记录。该数据库记录了以往各区域发生疾病的种类、时间、区域的地理范围、采取的医疗或救护手段、最终的医疗或救护结果等信息。在该数据库中的疾病一般为容易发作但同时容易自我救治或由他人辅助救治的疾病。当待监控对象进入这些区域时，监控端根据上述地理-发病信息数据库保存的各条记录与跟踪预警端采集到的信息进行基于比较的检索，并采用与监控端的分析模块及其比较单元的上述工作机理相类似的方式获得预警信息(如果有的话)，发送给跟踪预警端。
所述跟踪预警端包括定位模块和视频显示端，分别用于确定跟踪预警端的位置以及显示救治视频信息。
本发明中，跟踪预警端在通过3g或4g通信方式无法与监控端通信时，改为采用无线数传方式与其他跟踪预警端通信。
根据本发明的优选实施例，跟踪预警端还包括存储器，其中记录了跟踪预警端从监控端收到过的所有预警信息(例如对于某些生理参数和/或流行病的救治方法、视频信息、救治时限等)。这样，当某个跟踪预警端，例如附图1中的跟踪预警端1无法与监控端通过3g或4g通信方式建立通信时，将尝试通过其自身的定位模块确定距其最近(或在预设距离内)的跟踪预警端，例如经过定位模块确定距离跟踪预警端1最近的跟踪预警端为跟踪预警端2，则跟踪预警端1与跟踪预警端2之间建立无线数传通信。当然，上述预设距离不应超过无线数传的传输距离。
一旦建立跟踪预警端1与跟踪预警端2之间的无线数传连接，则跟踪预警端1将从跟踪预警端2获得跟踪预警端2从监控端获得的上述生理参数信息和预警信息(其中在此无线数传通信方式下不获得跟踪预警端2的个人隐私信息，例如姓名)，并在跟踪预警端1上通过其疾病信息预警模块进行分析和判断。其中，分析与判断的方式同上述检索和比较的机理相同，在此不再赘述。
通过上述方式，即使由于各种原因出现与监控端无法正常通信的情形，本发明的系统也能使在相同偏远位置或相近偏远位置之间的监控对象能够彼此相互协助。
本发明中，为了提高分布式结构中各节点的相互通信的效率，根据本发明的优选实施例，提供了如下影像传输单元，专门用于传输上述救治视频信息，从而克服了使用智能手机在通信信号强度和带宽有限的情况下的通信效率，提高了用户体验水平。
该影像传输单元包括：第一前导影像和第二前导影像传输模块、压缩率设置模块、拍摄参数和传输参数确定模块、缓存设置模块，以及传输延迟时间计算模块。
第一前导影像和第二前导影像传输模块，用于传输第一前导影像和第二前导影像。所述第一前导影像和第二前导影像的解析度不同且内容不同；利用压缩率设置模块，所述第一前导影像和第二前导影像采用不同的压缩率进行传输。该压缩率根据第一前导影像各数据帧的数据量和第二前导影像的各数据帧的数据量进行选取，例如，当第一前导影像或第二前导影像的各数据帧的总数据量较大时，该前导影像将采用较大的压缩比进行传输，而另一个前导影像则采用较小的压缩比进行传输。各个压缩比的具体数值由本领域技术人员根据实际需要选取并根据3g或4g信号强度预先(在首次使用过程或之前的初始化时)设置默认值。
根据本发明的优选实施例，所述第一前导影像和第二前导影像均具有多个数据帧，且各个数据帧的亮度各不相同。所述第一前导影像的多个数据帧为预设的多个测试用数据帧，所述第二前导影像的多个数据帧为实际影像数据帧。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一前导影像和所述第二前导影像采用病人在通过摄像头采集影像时在刚开始的预定时间之内获得的影像中的两个。当开启摄像头采集影像信息(例如眼部疾病时可以采集眼睛的影像信息、口腔疾病时可以采集有关口腔内的视频，等)时，在从开启摄像头后预定时间(例如1分钟)内，影像信息中的随机的两段(例如0-5秒以及5-10秒)的影像将被作为第一前导影像和第二前导影像。这些段影像优选是时间长度相等且彼此之间相邻的。拍摄参数和传输参数确定模块，用于根据所述第一前导影像和第二前导影像的传输效率，判断所需解析度条件下的最低传输速率所对应的前导影像的拍摄参数和传输参数；
其中，所述传输效率根据所述第一前导影像和第二前导影像的各个数据帧的传输时间获得。在本发明的优选实施例中，可以对第二前导影像和第一前导影像的各个数据帧的传输时间分别采用最小二乘法得到的结果的比值作为传输效率。所述最低传输速率是指传输第一前导影像和传输第二前导影像时得到的二者的平均传输速率的较小者。
其中，所述拍摄参数包括跟踪预警端对各数据帧进行拍摄时使用的解析度、对比度、亮度、饱和度。所述传输参数包括所述第一前导影像和第二前导影像的各个数据帧的传输速率。
缓存(ram)设置模块用于按照所述的最低传输速率以及所述前导影像的拍摄参数和传输参数，设置跟踪预警端缓存单元的数量和各个缓存单元的大小；
根据本发明的优选实施例，所述按照所述的最低传输速率以及所述前导影像的拍摄参数和传输参数，设置跟踪预警端端缓存单元的数量和各个缓存单元的大小进一步包括：按照下式设置跟踪预警端端缓存单元的数量和各个缓存单元的大小：
缓存单元的大小＝第一前导影像的各个数据帧的传输速率/(8*第二前导影像的各个数据帧传输速率)；
缓存单元的数量＝跟踪预警端剩余ram空间*a*传输效率*((拍摄第二前导影像的各数据帧时各帧的解析度/拍摄第一前导影像的各数据帧时各帧的解析度)*(r(拍摄第一前导影像的各数据帧时各帧的对比度*拍摄第一前导影像的各数据帧时各帧的亮度*拍摄第一前导影像的各数据帧时各帧的饱和度)/r(拍摄第二前导影像的各数据帧时各帧的对比度*拍摄第二前导影像的各数据帧时各帧的亮度*拍摄第二前导影像的各数据帧时各帧的饱和度)))/缓存单元的大小，其中a为1/3～1/2之间的值。
传输延迟时间计算模块用于根据上述最低传输速率所对应的前导影像设置医疗影像传输延迟时间；
根据本发明的优选实施例，此延迟时间的计算方式为：最低传输速率所对应的前导影像的各个数据帧的总数据量/(|(第二前导影像的各个数据帧的总数据量-第一前导影像的各个数据帧的总数据量)|/(|第一前导影像的各个数据帧的传输时间-第二前导影像的各个数据帧的传输时间|))，其中“|x|”表示对x取绝对值。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。