CN104622448A - 一种用于电子血压计的数据采集与管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于电子血压计的数据采集与管理系统及方法，解决了在多人共用一台电子血压计进行测量时血压数据的混淆问题，实现了个体化血压及心率数据记录；为血压检测者提供了异常状态记录途径，有助于医生了解受检者在测量血压时所处状态。本方法发明通过电子血压计数值识别模块；自身ID身份识别模块、电子血压计末次数据采集模块、异常事件采集模块；时间模块；数据存储模块；数据分析处理模块；数据传输输出模块间的组合实现了电子血压计数据的采集与管理。

Description

一种用于电子血压计的数据采集与管理系统及方法

所属技术领域

本发明涉及一种数据采集与管理系统及方法，特别是涉及一种用于电子血压计且实现了个体化血压数据记录与异常状态记录功能的数据采集与管理系统及方法。

背景技术

目前，电子血压计除血压测量与数据存储技术以外的进展，主要集中于数据传输方面，主要涉及具有通信功能的电子血压计设计方面：如带有USB、蓝牙、GPRS传输功能的电子血压计，可向手机、电脑、医疗设备终端等传输血压测量数据。

如龚素琴等研发设计的基于AT90S8535单片机为控制核心的带串口的电子血压计，实现了电子血压计数据与计算机的快速无失真传输(见参考文献1)。王建华等人的发明“一种电子血压计数据传输和管理装置及方法”(见参考文献2)，是将被测试者的身份信息与电子血压计里短信服务模块中的SIM卡绑定，在使用电子血压计进行血压测试后，通过短信服务模块发送数据信息，在存储到网络服务器以后，进行数据分析、处理。梁艺平发明的实用新型“一种无线网络传输语音型电子血压计”(见参考文献3)，是以电子血压计为载体，增加了面板、PCB板与语音模块，文中所述血压计的增加设计包含了用于数据无线传输的无线网络模块，以及可以进行短信、通话、网络传输服务的SIM卡模块。梁艺平的另一项实用新型发明“一种带蓝牙的电子血压计”(见参考文献4)，则是将依赖于SIM卡的无线传输模块改为应用蓝牙模块，从而形成了通过蓝牙与终端设备完成信息交换的语音血压计。

此外，在当前市场上，迈克大夫推出了具有USB电脑联机(自动型数字显示电子血压计BP3A100)数据传输功能的电子血压计。欧姆龙HEM-7081-IT电子血压计提供了蓝牙传输功能。神鹰e师SY100已经可以使用SIM卡把测量信息传输到绑定的亲情号码。

参考文献：

(1)具有通信功能的电子血压计的设计。龚素琴，谷刚。《电脑开发与应用》2011年01期。

(2)一种电子血压计数据传输和管理装置及方法。专利号：200910195053，专利申请日：2009/09/03，公开(公告)日：2010/03/03，分类号：A61B5/021；H04M3/42，申请(专利权)人：上海轶龙应用软件开发有限公司，发明(设计)人：王建华；沈思宇；金朝晖；陈金雅；裴同璧；曹颖晶。

(3)一种无线网络传输语音型电子血压计。专利号：201220220308。专利类型：实用新型。专利申请日：2012.05.16。分类号：A61B5/021(2006.01)I。申请(专利权)人：深圳市家康科技有限公司。发明(设计)人：梁艺平。

(4)一种带蓝牙的电子血压计。专利号：201220220316。专利类型：实用新型。专利申请日：2012.05.16。公开(公告)日：2013.01.23。分类号：A61B5/022(2006.01)I。申请(专利权)人：深圳市家康科技有限公司。发明(设计)人：梁艺平。申请人：深圳市家康科技有限公司。

发明内容

尽管当前越来越多的品牌已针对电子血压计本身进行了数据传输功能的升级，但在电子血压计的数据采集与管理方面却存在着两方面缺陷：

其一，目前电子血压计本身所记录的血压测量数据没有实现对不同受检者血压测量数据的区分，即没有实现个体化的血压测量记录。即便是具有数据传输功能的电子血压计，其传输的数据也是电子血压计中记录的全部测量数据，而无法区分受检者。由此带来的问题是：当一个家庭、团体共用一台电子血压计或某人在社会公用电子血压计上测量血压时，会出现该受检人的血压数据与其他受检人血压数据相互混乱的现象(对于血压病患而言，日常复查周期约一至两周，并须每日多次测量血压数据并进行记录，因此，在多人共用同一电子血压计的情况下，在定期导出血压测量数据时，便很难对某一受检者的全部个体血压数据进行区分，从而导致不同受检人之间血压数据相互混乱现象的出现)。

其二，当前的电子血压计仅对血压、心率、时间进行记录，并没有对患者测量血压时是否存在异常状态(如头晕、头痛、心慌等不适状态)进行记录。然而在临床医疗过程中，患者检测血压、心率时的状态(即正常状态下进行测量，还是不适状态下进行测量)，这对于临床医师判断患者疾病情况是非常重要的。

本发明从以下几个方面对上述存在的技术问题进行了解决：

(1)通过电子血压计数值识别模块；自身ID身份识别模块、电子血压计末次数据采集模块、异常事件采集模块；时间模块；数据存储模块；数据分析处理模块；数据传输输出模块之间的组合建立了一种用于电子血压计的数据采集与管理系统及方法。

(2)电子血压计末次数据采集模块

可通过数据连接线模式(包括：监控模块，连接转换模块，数据区分模块及数据记录模块)或拍照图像识别模式(包括：拍照采集模块，图像识别模块，时间读取模块及数据记录模块)实现。

通过记录电子血压计的末次血压数据(注：末次血压数据是指当前受检人在测量血压时，产生的所有血压测量数据，而非当前受检人多次测量数据中的最后一次血压测量数据)，实现对同一电子血压计上全部血压数据的区分，避免与其他受检人的测量数据混淆，以实现个体化的血压记录。

(3)异常事件记录模块

通过屏幕录入异常事件采集模块、语音录入异常事件采集模块；异常事件接受模块；时间读取模块；异常事件处理模块；异常事件存储模块实现。

异常事件记录模块，可为使用者提供异常状态记录途径。如受检者在测量血压过程中存在异常状态，可通过该模块对其异常状态进行记录。

本方法发明的总体工作模式如图1所示，共包含有8个工作模块，包括：电子血压计识别模块；自身ID身份识别模块；电子血压计末次数据采集模块；异常事件采集模块；时间模块；数据存储模块；数据分析处理模块；数据传输输出模块。

(1)电子血压计识别模块

通过此模块可对不同的电子血压计进行识别，有利于区分不同电子血压计之间的测量差异，从而在后续数据分析时进行区别对待。

(2)自身ID身份识别模块

自身ID识别主要用于对本发明装置自身硬件的标记，也可作为使用者本人的ID标记，即实现一个ID号对应一位使用者。通过此标记，可以在后续的数据存储与管理中继续体现个体化特性，从而方便家庭某一成员统一管理所有家庭成员的相关数据资料，也方便医生管理自己的患者群。

(3)电子血压计末次数据采集模块

电子血压计末次数据采集模块采集的信息包括：血压、心率、时间与电子血压计型号，采集方式可采用数据连接线模式或拍照图像识别模式。

●数据连接线模式

数据连接线工作模式如图2所示，包括：监控模块，连接转换模块，数据区分模块及数据记录模块。

A.当数据采集设备与电子血压计连接后，双方会进行数据交换，监控模块作为自行启动的设备程序，监控到当前已经接入采集设备，同时记录时间模块提供的连接开始时间，确认连接后，通过对数据采集设备硬件编号的识别，关联当前血压检测用户的ID身份。监控模块的实现可以采用自启动程序实现，即在某种条件下被激活的程序。

B.连接转换模块是一个中间转换模块，将电子血压计内的数据转换成为数据记录模块可以存储和设别的数据；当连接产生后，数据转换模块被激活，数据转换模块开始传输电子血压计上的所有数据，包括之前已有的数据和正在产生的数据，并为连接后新产生的数据标注时间。连接转换模块，是一个对文本信息的重新定义模块，不同的采集设备可能拥有不同的数据格式，无法利用一个统一的接口进行调用，因此，可以采用高层抽象的方式，将数据接口进行抽象化处理，针对不同型号的设备进行不同的实现即可，以保证最终数据的完整性。

C.当数据连接传输数据时，数据区分模块可以将传输过程中的数据进行筛选，根据血压及相关数据被标注的时间情况区分哪些是连接本发明后产生的测量数据(包括血压、心率等)，并将其标示成为末次数据。

D.最后数据记录模块负责将末次血压及相关数据记录到实际的物理存储空间之中。数据记录模块针对连接转换模块中的接口数据进行重新定义，可以利用文件流的方式将数据写入到当前的物理存储空间。

●拍照图像识别模式

拍照图像识别的工作模式如图3所示，包括：拍照采集模块，图像识别模块，时间读取模块及数据记录模块。

A.拍照采集模块：采用摄像头来拍摄血压及心率测试结果，通过摄像头镜头框选需要采集的血压及心率结果，将结果拍摄并传输给图像识别模块进行识别。

B.图像识别模块：采用图像算法对拍摄结果进行识别。图像识别模块，分为图像预处理和图像识别两个部分，图像的预处理主要涉及到图像灰度变化算法，图像的二值化算法，图像的滤波处理算法。通过这一系列的变换，得到具有明显特征属性的二值化图像。并进行归一化处理。图像数值的识别主要涉及到图像特征提取算法，特征库的建立算法，特征库比对算法。将归一化处理的图像分别送入网络中进行识别，最后把识别出的数值进行组合后得到血压及心率测试结果。

C.时间读取模块：负责与时间模块进行交互，获取拍照时间信息，对图像识别模块获取的血压及心率等数据进行时间标记。

D.数据记录模块：将经过时间标记的血压及心率等数据记录至物理空间。

(4)异常事件记录模块工作模式图如图4所示，包含屏幕录入异常事件采集模块、语音录入异常事件采集模块；异常事件接受模块；时间读取模块；异常事件处理模块；异常事件存储模块。

A.屏幕录入异常事件采集模块：提供一个可供用户操作的电子屏幕，输入方式使用屏幕手写或者系统内置的输入法，用户通过这种方式将自己的异常情况传递给异常事件接受模块。

B.语音录入异常事件采集模块：用户通过设备集成的麦克，录入语音的异常信息并传递给异常事件接受模块。

C.异常事件接受模块：负责异常事件的接受。

D.时间读取模块：负责与时间模块进行交互，获取时间信息，对异常事件进行时间标记。

E.异常事件处理模块：根据异常事件接受模块所接收到的不同异常事件信息，对不同的异常事件信息进行分类处理，对于屏幕录入方式而言，由于可以获取到明确的数据内容，因此可直接进行封装并传输给异常事件存储模块；对于语音录入传递过来的异常事件信息而言，需要通过语音识别系统进行识别转换，形成可以被存储系统记录的数据。

F.异常事件存储模块：通过数据流的格式将异常事件数据存储在物理空间。

(5)时间模块：

时间模块提供时间信息，在与“电子血压计末次数据采集模块”和“异常事采集模块”进行关联后，对电子血压计末次数据和异常事件的时间标记提供时间信息，便于后续存储模块存储，以及血压及心率测量数据与异常事件信息的匹配。

(6)数据存储模块：

本方法发明中数据存储模块，可通过FLASH闪存芯片或T-FLASH卡或SD卡实现，以便存储多次血压及心率的测量数据。

(7)数据分析处理模块

该模块用于实现ID身份匹配(本系统可以支持多个ID身份使用)；数据计算(根据临床医学需求，计算脉压、计算每组数据去除第一次测量后的平均值等等)；多种数据信息整合功能(如将时间、血压、心率、异常事件进行匹配等等)。

(8)数据传输输出模块：

该模块用于实现数据显示(根据临床医学需求，分别显示收缩压、舒张压、心率、脉压等的随时间变化的图形，同时在图形上标注是否存在异常事件)；数据输出模块(根据临床医学需求，可以输出成不同格式用于建立数据库进行统计分析)；网络传输模块(用于个人版界面上传至医生版，或云备份功能，或软件升级功能)。其中，数据显示分为患者模式与就诊模式。患者模式，以易于患者理解的方式显示血压、心率、异常事件等相关数据，便于患者回顾自身监测记录；就诊模式，以医生熟悉习惯的方式显示血压、心率、异常事件等相关数据，便于患者就诊时方便医生全面、快速的浏览患者的检测记录。

附图说明

图1是电子血压计数据采集与管理系统及方法的总体工作模式图。

图2是数据连接线方式工作模式图。

图3是拍照图像识别方式工作模式图。

图4是异常事件记录模块工作模式图。

具体实施方式

根据说明书附图对本发明的实施方式做进一步说明。

(1)不存在异常事件条件下，利用连接线模式进行血压、心率的测量与存储

血压测量者在利用电子血压计测量血压前，可先将基于本方法发明形成的数据采集设备通过连接线接入电子血压计，再进行血压测量(可多次测量)，此时，该数据采集设备仅对末次血压及心率测量数据进行储存。当测量结束后，将数据采集设备从电子血压计上拔出即可。在下次血压测量时，重复上述步骤，从而实现个体化的血压数据记录。

基于本方法发明形成的数据采集设备与电子血压计连接后，图1中的电子血压计识别模块先行启动，完成电子血压计的识别，并建立数据链接；此时，电子血压计末次数据采集模块中的监控模块(图2)自行启动，记录连接开始时间，并通过对数据采集设备硬件编号的识别，关联当前血压检测用户的具体身份；之后，数据采集设备将与电子血压计进行数据交换，此时末次数据采集模块中的连接转换模块(图2)被激活，将电子血压计中的数据转换成为数据记录模块可以存储和识别的数据，并为连接后新产生的数据标记时间，随后，开始传输电子血压计上的所有数据，包括之前已有的数据和正在产生的血压及心率测量数据；在传输数据时，图2中的数据区分模块启动，对传输数据进行筛选，根据血压及心率数据被标注的时间情况区分哪些是连接本发明后产生的血压及心率测量数据，并将其标示成为末次数据；图2中的数据记录模块将标示为末次血压及心率的数据记录到图1的数据存储模块之中，形成个体化的血压记录；最后个体化的血压记录经图1中数据分析处理模块与数据传输输出模块的处理，以患者模式与就诊模式进行显示。

(2)不存在异常事件条件下，利用拍照图像识别模式进行血压测量与存储

利用拍照图像识别模式进行血压测量与存储时，无需将数据采集设备与电子血压计进行连接。受检者每完成一次血压测量，仅需利用数据采集设备对电子血压计的数字显示屏进行拍照，获取血压测量数据照片，之后数据采集设备会对数据照片进行识别与存储，从而形成个性化的血压及心率测量记录。

血压检测者在完成一次血压测量后，利用图3中的拍照采集模块对显示有血压及心率测量数据结果的电子血压计屏幕进行拍照；图3中的图像识别模块会利用图像算法对拍照结果进行识别，生成可以进行时间标记与存储的数据信息；随后，图3中的时间读取模块会与图1中的时间模块进行交互，获取时间，并对图像识别模块得到的血压等数据信息进行时间标记；之后，图3中的数据记录模块会将标示有时间信息的血压及心率数据记录到图1的数据存储模块中，形成个体化的血压及心率记录；最后个体化的血压及心率记录经图1中数据分析处理模块与数据传输输出模块的处理，以患者模式与就诊模式进行显示。

(3)存在异常事件条件下，利用连接线模式进行血压测量与存储

血压测量者在利用电子血压计测量血压前，可先将基于本方法发明形成的数据采集设备通过连接线接入电子血压计。此时，如受检者存在异常状态(如头晕、头痛、心慌等不适症状)，可通过屏幕录入异常事件采集模块或语音录入异常事件采集模块对存在的异常状态进行录入，之后再进行血压测量(可多次测量)。如此一来，数据采集设备在存储末次血压及心率测量数据的同时，还会相应记录下受检者测量血压时所存在的异常状态。当测量结束后，将本发明从电子血压计上拔出即可，从而在实现了个体化血压及心率数据记录的同时，还实现了异常事件的标注。

基于本方法发明形成的数据采集设备与电子血压计连接后，图1中的电子血压计识别模块先行启动，完成电子血压计的识别，并建立数据链接；电子血压计末次数据采集模块中的监控模块(图2)自行启动，记录连接开始时间，并通过对数据采集设备硬件编号的识别，关联当前血压检测用户的具体身份；之后，数据采集设备将与电子血压计进行数据交换，末次数据采集模块中的连接转换模块(图2)被激活，将电子血压计中的已有数据转换成为数据记录模块可以存储和识别的数据，并为连接后新产生的数据标记时间，随后，开始传输电子血压计上的所有数据，包括之前已有的数据和正在产生的血压及心率测量数据；在传输数据时，图2中的数据区分模块启动，对传输数据进行筛选，根据血压及心率数据被标注的时间情况区分哪些是连接本发明后产生的血压及心率测量数据，并将其标示成为末次数据；图2中的数据记录模块将标示为末次血压、心率的数据记录到图1的数据存储模块之中，形成个体化的血压及心率记录。另一方面，在电子血压计末次数据采集模块(图1中)工作的同时，异常事件采集模块(图1中)也在工作。受检者在进行血压测量前，会先通过图4中的屏幕录入异常事件采集模块(用户通过设备提供的电子屏幕，以屏幕手写或系统内置输入法方式录入)或语音录入异常事件采集模块(用户通过设备集成的麦克进行语音录入)对存在的异常状态进行录入；随后，图4中的异常事件接受模块完成对录入异常事件信息的接收，并由时间读取模块(图4中)与时间模块(图1中)进行交互，获取时间信息，对异常事件进行时间标记；之后，异常事件处理模块(图4中)对异常事件接受模块接收到的不同异常事件信息进行分类处理，对于屏幕录入方式而言，由于可以获取到明确的数据内容，因此可直接进行封装并传输给异常事件存储模块，对于语音录入传递过来的异常事件信息而言，需要通过语音识别系统进行识别转换，形成可以被存储系统记录的数据信息；图4中的异常事件记录模块通过数据流的格式将标识有时间信息的异常事件数据存储到图1中的数据存储模块。在图1中数据存储模块完成对于标识有时间信息的末次血压及心率数据与异常事件数据的存储后，数据分析处理模块(图1中)会对末次血压及心率数据与异常事件数据进行时间匹配，从而完成对末次数据的异常事件标识。最后标识有异常事件信息的个体化血压记录经过图1中数据传输输出模块的处理，以患者模式与就诊模式进行显示。

(4)存在异常事件条件下，利用拍照图像识别模式进行血压测量与存储

利用拍照图像识别模式进行血压测量与存储时，无需将数据采集设备与电子血压计进行连接。测量血压时，如受检者存在异常状态(如头晕、头痛、心慌等不适症状)，可先通过屏幕录入异常事件采集模块或语音录入异常事件采集模块对存在的异常状态进行录入，之后再进行血压测量(可多次测量)。完成血压测量后，受检者仅需利用数据采集设备对电子血压计的数字显示屏进行拍照，获取血压及心率测量数据照片，之后数据采集设备会对数据照片进行识别与存储，如此一来，数据采集设备在存储末次血压及心率测量数据的同时，还会相应记录下受检者测量血压时所存在的异常状态，从而在实现了个体化血压及心率数据记录的同时，还实现了异常事件的标注。

在受检者利用图4中的屏幕录入异常事件采集模块(用户通过设备提供的电子屏幕，以屏幕手写或系统内置输入法方式录入)或语音录入异常事件采集模块(用户通过设备集成的麦克进行语音录入)对自身存在的异常状态进行录入后；异常事件接受模块(图4中)会对录入的异常事件信息进行接收，时间读取模块(图4中)通过与时间模块(图1中)进行交互，获取时间信息，完成对异常事件的时间标记；之后，异常事件处理模块(图4中)对异常事件接受模块接收到的不同异常事件信息进行分类处理，对于屏幕录入方式而言，由于可以获取到明确的数据内容，因此可直接进行封装并传输给异常事件存储模块，对于语音录入传递过来的异常事件信息而言，需要通过语音识别系统进行识别转换，形成可以被存储系统记录的数据信息；随后，图4中的异常事件记录模块通过数据流的格式将标识有时间信息的异常事件数据存储到图1中的数据存储模块。接下来受检者便可使用电子血压计进行测量，在完成一次血压测量后，利用图3中的拍照采集模块对显示有血压、心率测量数据结果的电子血压计屏幕进行拍照；图3中的图像识别模块会利用图像算法对拍照结果进行识别，生成可以进行时间标记与存储的数据信息；随后，图3中的时间读取模块会与图1中的时间模块进行交互，获取时间，并对图像识别模块得到的血压及心率等数据信息进行时间标记；之后，图3中的数据记录模块会将标示有时间信息的血压及心率数据记录到图1的数据存储模块中，形成个体化的血压记录。在图1中数据存储模块完成对于标识有时间信息的末次血压及心率数据与异常事件数据的存储后，数据分析处理模块(图1中)会对末次数据与异常事件数据进行时间匹配，从而实现对于末次血压及心率数据的异常事件标识。最后标识有异常事件信息的个体化血压及心率记录经过图1中数据传输输出模块的处理，以患者模式与就诊模式进行显示。

本发明可解决以下问题：

(1)在一个家庭中，使用同一台电子血压计的情况下，有利于区分不同家庭成员的血压及心率数值。

(2)有效利用家庭、工作场所、社区、医院等公共场合的电子血压计，令患者可以根据需要随时选择测量，且无需担心血压测量记录的问题。

(3)帮助患者记录自身血压及心率数据，减少电子血压计数据上传的复杂操作过程。

(4)减少以纸质方式记录血压可能带给患者的焦虑情绪。因为，患者以纸质方式每记录一次血压，均可看见前面所记录的血压情况，在血压控制尚不达标的情况下，可能给患者带来焦虑情绪。

(5)异常事件记录功能，可以令医生对患者的病情回顾更具有针对性。

(6)有利于了解家庭自测血压的依从性及准确性，为临床研究提供真实可靠的数据。

(7)一站式数据获取、存贮、分析、输出模式，方便患者应用已有的终端设备记录自身血压、心率数据及异常事件情况。

(8)综合应用云端技术，使患者可以在多种终端设备之间自由读取自身信息，也适于医生管理患者群的群体模式。

Claims (5)

1.一种用于电子血压计的数据采集与管理系统，其特征在于：所述数据采集与管理系统由电子血压计数值识别模块、自身ID身份识别模块、电子血压计末次数据采集模块、异常事件采集模块、时间模块、数据存储模块、数据分析处理模块、数据传输输出模块组成。

2.如权利要求1所述的用于电子血压计的数据采集与管理系统，其特征在于：所述电子血压计末次数据采集模块可通过数据连接线方法或拍照图像识别方法实现。

3.如权利要求2所述的用于电子血压计的数据采集与管理系统，其特征在于：所述电子血压计末次数据采集模块可通过数据连接线方法实现，所述数据连线方法包括监控模块、连接转换模块、数据区分模块及数据记录模块。

4.如权利要求2所述的用于电子血压计的数据采集与管理系统，其特征在于：所述电子血压计末次数据采集模块可通过拍照图像识别方法实现，所述拍照图像识别方法包括拍照采集模块、图像识别模块、时间读取模块、数据记录模块间。

5.如权利要求1所述的用于电子血压计的数据采集与管理系统，其特征在于：所述异常事件采集模块由屏幕录入异常事件采集模块或语音录入异常事件采集模块、异常事件接受模块、时间读取模块、异常事件处理模块以及异常事件存储模块之间的组合实现。