CN106137153A - 家用健康检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用健康检测系统，包括：生理参数采集装置，用于采集人体的一个或多个生理参数；智能终端，与该生理参数采集装置之间建立通讯连接，该智能终端包括通讯单元、信号处理单元以及应用单元，该通讯单元用于与生理参数采集装置进行通讯，信号处理单元连接该通讯单元，用于将该生理参数采集装置采集到的信号进行处理，该应用单元连接该信号处理单元，用于控制该生理参数采集装置的采集过程以及对该信号处理单元的处理结果进行展现。本发明的家用健康检测系统可以基于轻量级的检测设备进行健康检测。

Description

家用健康检测方法和系统

技术领域

本发明属于健康监护器械领域，尤其是涉及一种家用健康检测方法和系统。

背景技术

随着社会的发展，人们越来越关心自己的健康问题。及时、方便地检测自己的身体健康状况成为一种社会需求。电子技术、计算机技术及医学检测技术的发展极大地促进了医用电子仪器的发展，现代的医疗检测技术已经可以满足人们对基本健康状况的检测需求。比如，体温、脉搏、血压、血氧、心电等数字化医疗检测技术已经趋于成熟。但但现有的医疗检测系统由于价格昂贵、操作复杂、使用不方便等缺点，使其无法在普通家庭里普及。

为此，目前有一些可以用于家庭自行进行检测生理指标的仪器。但是这些仪器都只能检测某种单一的生理指标，例如血压或者脉搏。一旦需要检测和处理多项生理指标，则仪器的复杂度迅速上升。而且，某些生理指标的信号处理过程十分复杂，需要大量的处理资源。一旦仪器需要配备相应的处理资源，其成本将迅速上升。

因此，期望在保持轻量级的检测仪器或检测器件的前提下，实现多种生理指标的采集和处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种家用健康检测方法和系统，可以基于轻量级的检测设备进行健康检测。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种家用健康检测系统，包括：生理参数采集装置，用于采集人体的一个或多个生理参数；智能终端，与该生理参数采集装置之间建立通讯连接，该智能终端包括通讯单元、信号处理单元以及应用单元，该通讯单元用于与生理参数采集装置进行通讯，信号处理单元连接该通讯单元，用于将该生理参数采集装置采集到的信号进行处理，该应用单元连接该信号处理单元，用于控制该生理参数采集装置的采集过程以及对该信号处理单元的处理结果进行展现。

在本发明的一实施例中，该生理参数采集装置包括脉搏波采集器件。

在本发明的一实施例中，该生理参数采集装置包括单导心电采集器件。

在本发明的一实施例中，该信号处理单元包括脉搏波信号处理单元，其进一步包括：脉搏波信号滤波单元，对采集到的脉搏波信号进行滤波处理以去除突变点；以及加密单元，将脉搏波数据加密打包。

在本发明的一实施例中，该信号处理单元还包括血压计算单元，其基于示波法计算血压值。

在本发明的一实施例中，该血压计算单元进行包络图高斯拟合，利用幅度系数法确定平均压、高压与低压，再进行误差补偿的方式计算血压值。

在本发明的一实施例中，该信号处理单元包括心电信号处理单元，其进一步包括：心电信号滤波单元，对采集到的心电信号进行数字滤波以及小波多分辨率滤波以消除工频干扰、肌电干扰和基线漂移；参数提取单元，从滤波后的心电信号中提取基本参数；以及数据打包单元，将基本参数按照标准格式进行数据打包。

在本发明的一实施例中，上述的家用健康检测系统还包括云端服务器，和该智能终端交互，接收该智能终端上传的数据。

本发明还提出一种家用健康检测系统，包括生理参数采集装置和智能终端。生理参数采集装置用于采集人体的一个或多个生理参数。智能终端与该生理参数采集装置之间建立通讯连接。智能终端包括：通讯单元，用于与该生理参数采集装置进行通讯；存储单元，储存一系列指令；处理器，被配置为运行该一系列指令以执行如下步骤：控制该一个或多个生理参数的采集过程；接收包含该一个或多个生理参数的采集信号；对该采集信号进行处理；以及对该采集信号的处理结果进行展现。

本发明还提出一种家用健康检测方法，包括以下步骤：在一生理参数采集装置采集人体的一个或多个生理参数；在一与该生理参数采集装置之间建立通讯连接的智能终端执行如下步骤：控制该一个或多个生理参数的采集过程；接收包含该一个或多个生理参数的采集信号；对该采集信号进行处理；以及对该采集信号的处理结果进行展现。

本发明通过将这些生理参数的处理移出生理参数采集装置之外，可以利用目前智能终端高效的CPU运算功能，将复杂的数学计算(如：小波变换、高斯拟合等)运用到波形处理中来，从而解决以往必须检测硬件CPU运算受限的困难，同时也降低了硬件设备的成本。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出了本发明的家用健康检测系统的第一实施例的原理图。

图2示出了本发明的信号处理单元的第一实施例的原理图。

图3示出了本发明的信号处理单元的第二实施例的原理图。

图4示出了本发明的信号处理单元的第三实施例的原理图。

图5示出了本发明的家用健康检测系统的第二实施例的原理图。

图6示出了示波法血压包络示意图。

图7示出了移动终端上的应用界面的示意图。

图8示出了本发明一实施例的家用健康检测方法的流程图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了本发明的家用健康检测系统的第一实施例的原理。请参见图1，本实施例的家用健康检测系统可包括生理参数采集装置11和智能终端21。生理参数采集装置11可以是一些轻量级的硬件检测装置。这些装置可以仅包括采集生理参数所需的传感器、辅助设备、通信模块以及电源。有利的是，这些装置可以不必包含处理所采集的生理参数所需的处理资源，例如进行滤波、校正等信号处理的器件，也不必包含展现可视化的生理参数所需的器件。在较佳实施例中，生理参数采集装置11被实施为一些可穿戴式设备，以提高便携性。然而可以理解，常规的设备型态，例如盒状的生理参数采集装置11仍然在本发明的实施范围之内，而由于装置的轻量级设计，盒状的生理参数采集装置11可以做成较小的尺寸。

生理参数采集装置11和智能终端21之间建立通讯连接，这种通讯连接一般采用无线通讯连接，例如广泛使用的蓝牙通讯连接。出于节约能源的目的，例如Zigbee这样的低功耗协议也可被优先采用。

在本发明的各实施例中，智能终端21例如是智能手机、平板电脑、个人计算机、一体机、智能电视或者其它具有类似的丰富计算资源的设备。较佳地，智能终端21具有智能操作系统，例如广泛使用的Android、iOS、Windows Phone等。

在工作时，生理参数采集装置11根据智能终端21的指令控制装置内的相应模块进行生理参数，例如血压、脉搏波、心电信号等的采集，而无需进行复杂的计算处理。生理参数采集装置11通过例如蓝牙协议与智能终端21通讯，根据智能终端21的指令执行血压测量；或固定加压检测脉搏波，将对应的实时脉搏波传输至智能终端21；或者根据智能终端21的指令执行心电采集工作，将实施心电数据传输至智能终端21。智能终端21则通过蓝牙协议与生理参数采集装置11通讯，对实时脉搏波数据或心电数据进行信号处理，并可基于示波法计算血压值。

可以理解的是，生理参数采集装置11可以具有采集一项生理参数的能力，也可以具有采集多项生理参数的能力。当生理参数采集装置11具有采集多项生理参数的能力时，可以分时或者同时采集多项生理参数。

在智能终端21中进一步包括通讯单元210、信号处理单元211以及应用单元212。通讯单元210用于与生理参数采集装置11进行通讯。信号处理单元211用于将生理参数采集装置11采集到的信号进行处理。应用单元212用于控制生理参数采集装置11的采集过程以及对信号处理单元211的处理结果进行展现。

在本发明的各实施例中，生理参数采集装置11可以包括血压采集器件、脉搏波采集器件或者心电信号采集器件之一或者其组合。

由于脉搏波采集和血压测量的相关性，生理参数采集装置11可实施为能够采集脉搏波数据和测量血压。对应地，智能终端21中的信号处理单元211可以包括脉搏波信号处理单元，其原理请参见图2所示。

脉搏波信号处理单元包括脉搏波信号滤波单元31、血压计算单元32以及加密单元33。脉搏波信号滤波单元31将采集到的脉搏波信号进行滤波处理，以去除突变点。血压计算单元32则基于例如示波法计算血压值。具体来说，血压计算单元32进行包络图高斯拟合，利用幅度系数法确定平均压、高压与低压，再进行误差补偿的方式计算血压值，示波法的图示如图6所示。最后由加密单元33将脉搏波数据加密打包。

生理参数采集装置11实施为采集脉搏波数据和测量血压时，其和智能终端21的交互步骤如下：

首先生理参数采集装置11上电，与智能终端21建立例如蓝牙连接。然后智能终端21指令血压测量。由生理参数采集装置11执行指令，关阀步进加压，同步采集实时脉搏波并传输至智能终端21，直至完成指令任务，开阀放气。智能终端21指令检测固定压力下脉搏波。生理参数采集装置11执行指令，光阀加压至指定压力，采集实时脉搏波并传输至智能终端21。智能终端21指令结束，结束采集和传输，开阀放气。

智能终端21的相关单元主要包括三个层次结构：应用层、数据层和协议层。其中协议层负责与生理参数采集装置11进行数据握手与交换，数据层负责对生理参数采集装置11采集的实时信号进行处理，而应用层则负责控制测量过程和结果展现等，结果展现的界面示例如图7所示。

生理参数采集装置11也可以实施为具有单导心电采集功能。相应地，智能终端21中的信号处理单元211可以包括心电信号处理单元，其原理请参见图3所示。

心电信号处理单元进一步包括心电信号滤波单元41、参数提取单元42以及数据打包单元43。心电信号滤波单元41对采集到的心电信号进行数字滤波以及小波多分辨率滤波以消除工频干扰、肌电干扰和基线漂移。参数提取单元42从滤波后的心电信号中提取基本参数，基本参数包括幅值、QRS波定位和识别等。数据打包单元43将基本参数按照标准格式进行数据打包。

此外，若生理参数采集装置11是同时包括血压及脉搏波采集功能以及单导心电采集功能，其对应的信号处理单元也同时包括脉搏波信号处理单元和心电信号处理单元。脉搏波信号处理单元和心电信号处理单元的内部原理同上，在此不再赘述。

除了上述的健康检测系统的第一实施例之外，本发明还揭示了第二实施例，第二实施例在第一实施例的系统结构的基础上增加了云端服务器32。在第二实施例中，生理参数采集装置12和智能终端22之间建立通讯连接，这种通讯连接一般采用无线通讯连接，例如蓝牙通讯连接。这里的智能终端22例如是智能手机、平板电脑、个人计算机、一体机、智能电视等。而生理参数采集装置12的功能是根据智能终端22的指令控制装置内的相应模块进行参数采集，例如血压、脉搏波、心电信号等的采集，而无需进行复杂的计算处理。生理参数采集装置12通过例如蓝牙协议与智能终端22通讯，根据智能终端22的指令执行血压测量；或固定加压检测脉搏波，将对应的实时脉搏波传输至智能终端22；或者根据上位机的指令执行心电采集工作，将实施心电数据传输至智能终端22。智能终端22则通过蓝牙协议与生理参数采集装置12通讯，对实时脉搏波数据或心电数据进行信号处理，并基于示波法计算血压值。智能终端22最终将信号处理结果与云端服务器32交互，将用户检测数据上传至云平台归档管理。

图8示出了本发明一实施例的家用健康检测方法的流程图。参考图8所示，方法流程包括：

步骤801，在生理参数采集装置采集人体的一个或多个生理参数；

在与生理参数采集装置之间建立通讯连接的智能终端执行如下步骤：

步骤802，控制一个或多个生理参数的采集过程；

步骤803，接收包含一个或多个生理参数的采集信号；

步骤804，对采集信号进行处理；

步骤805，对采集信号的处理结果进行展现。

具体的原理可以参考家用健康检测系统的实施例，在此不再展开。

本发明通过将这些生理参数的处理移出生理参数采集装置之外，可以利用目前智能终端高效的CPU运算功能，将复杂的数学计算(如：小波变换、高斯拟合等)运用到波形处理中来，从而解决以往必须检测硬件CPU运算受限的困难，同时也降低了硬件设备的成本。

需要注意的是，本发明的健康检测方法所进行的检测并不是出于诊断目的，因此健康检测方法所检测的生理参数范围应该按照非诊断目的的意图进行解释。一些可以直接用于诊断目的的生理参数并不在本发明的健康检测方法的检测范围之内。

在一种实施例中，本发明的健康检测系统所进行的检测可以不是出于诊断目的，因此健康检测系统的生理参数可以按照非诊断目的的意图进行解释。一些可以直接用于诊断目的的生理参数可以不在本发明的健康检测系统的检测范围之内。

在另一种实施例中，本发明的健康检测系统所进行的检测可以是出于诊断目的和或不出于诊断目的。此时，本发明的生理参数可以按照诊断目的和/或非诊断目的的意图进行解释。当出于诊断目的时，一些可以直接用于诊断目的的生理参数可以在本发明的健康检测系统的检测范围之内。当不出于诊断目的时，一些可以直接用于诊断目的的生理参数可以不在本发明的健康检测系统的检测范围之内。

本发明上述实施例的智能终端可以利用硬件、软件或软件与硬件的组合加以实施。对于硬件实施而言，本发明中所描述的实施例可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。

对软件实施而言，本发明中所描述的实施例可通过诸如程序模块(procedures)和函数模块(functions)等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块执行一个或多个本文中描述的功能和操作。软件代码可通过在适当编程语言中编写的应用软件来加以实施，可以储存在内存中，由控制器或处理器执行。

对于软件与硬件的组合实施而言，智能终端可包括通讯单元、存储单元和处理器。通讯单元用于与生理参数采集装置进行通讯。存储单元可储存一系列指令。处理器可被配置为运行一系列指令以执行如下步骤：控制一个或多个生理参数的采集过程；接收包含一个或多个生理参数的采集信号；对采集信号进行处理；以及对采集信号的处理结果进行展现。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种家用健康检测系统，包括：

生理参数采集装置，用于采集人体的一个或多个生理参数；

智能终端，与该生理参数采集装置之间建立通讯连接，该智能终端包括通讯单元、信号处理单元以及应用单元，该通讯单元用于与生理参数采集装置进行通讯，信号处理单元连接该通讯单元，用于将该生理参数采集装置采集到的信号进行处理，该应用单元连接该信号处理单元，用于控制该生理参数采集装置的采集过程以及对该信号处理单元的处理结果进行展现。

2.根据权利要求1所述的家用健康检测系统，其特征在于，该生理参数采集装置包括脉搏波采集器件。

3.根据权利要求1所述的家用健康检测系统，其特征在于，该生理参数采集装置包括单导心电采集器件。

4.根据权利要求2所述的家用健康检测系统，其特征在于，该信号处理单元包括脉搏波信号处理单元，其进一步包括：

脉搏波信号滤波单元，对采集到的脉搏波信号进行滤波处理以去除突变点；以及

加密单元，将脉搏波数据加密打包。

5.根据权利要求4所述的家用健康检测系统，其特征在于，该信号处理单元还包括血压计算单元，其基于示波法计算血压值。

6.根据权利要求5所述的家用健康检测系统，其特征在于，该血压计算单元进行包络图高斯拟合，利用幅度系数法确定平均压、高压与低压，再进行误差补偿的方式计算血压值。

7.根据权利要求3所述的家用健康检测系统，其特征在于，该信号处理单元包括心电信号处理单元，其进一步包括：

心电信号滤波单元，对采集到的心电信号进行数字滤波以及小波多分辨率滤波以消除工频干扰、肌电干扰和基线漂移；

参数提取单元，从滤波后的心电信号中提取基本参数；以及

数据打包单元，将基本参数按照标准格式进行数据打包。

8.根据权利要求1所述的家用健康检测系统，其特征在于还包括：

云端服务器，和该智能终端交互，接收该智能终端上传的数据。

9.一种家用健康检测系统，包括：

生理参数采集装置，用于采集人体的一个或多个生理参数；

智能终端，与该生理参数采集装置之间建立通讯连接，该智能终端包括：

通讯单元，用于与该生理参数采集装置进行通讯；

存储单元，储存一系列指令；

处理器，被配置为运行该一系列指令以执行如下步骤：

控制该一个或多个生理参数的采集过程；

接收包含该一个或多个生理参数的采集信号；

对该采集信号进行处理；以及

对该采集信号的处理结果进行展现。

10.一种家用健康检测方法，包括以下步骤：

在一生理参数采集装置采集人体的一个或多个生理参数；

在一与该生理参数采集装置之间建立通讯连接的智能终端执行如下步骤：

控制该一个或多个生理参数的采集过程；

接收包含该一个或多个生理参数的采集信号；

对该采集信号进行处理；以及

对该采集信号的处理结果进行展现。