CN110200609A - 心衰安全运动智能手表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种心衰安全运动智能手表,目的是适合心衰患者步行运动中使用,辅助心衰患者根据运动处方进行康复训练。包括微处理器、存储模块、速度检测模块、计时模块、输入模块、显示模块、警示模块,微处理器受控于存储模块中的存储指令执行如下操作:S1、通过输入模块设定运动处方目标速度;S2、通过输入模块设定运动处方目标时间;S3、通过输入模块启动执行运动处方;S4、通过速度检测模块感应的运动速度和目标速度比较,如果感应的运动速度大于目标速度控制警示模块进行安全速度警示;S5、通过计时模块感应的运动时间和目标时间比较,如果计算的运动时间小于目标时间执行S4操作,反之控制警示模块进行超过时间提示,结束运动处方。
Description
【技术领域】
本发明涉及辅助医疗技术领域,具体涉及心衰安全运动智能手表。
【背景技术】
心衰是各类心血管疾病的严重阶段,发病率较高,据估算我国目前心衰人数超过1000万,而且心衰总体预后较差,具有高住院率、高病死率特点。不仅如此,由于心衰的生活质量差,常常给家人带来严重的心理负担。目前国内外证据表明,运动是心衰患者的有效治疗方法,可以显著改善生活质量及再住院率,被国际各大心衰指南均强烈推荐(证据级别:IA)。但是,由于心衰本身具有猝死风险,运动强度过大更加会增加死亡风险,因而控制合适的运动强度非常重要。运动处方中的核心要素是运动强度,关系到运动的安全与有效,步行或跑步速度是最常用的有氧运动强度。其他运动处方要素还有:运动时间、频率及运动方式。
智能手表、智能手环在辅助医疗领域的应用已有报导。发明名称《一种用于定量评估帕金森患者运动功能的智能手环》,专利权人中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的中国授权发明专利,公开了一种用于定量评估帕金森患者运动功能的智能手环,将智能手环概念应用于PD患者运动功能的评估,可以实时感知PD患者手部的震颤症状作为客观评价PD患者的依据,大大有利于PD患者的疾病治疗。发明名称《一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环》,专利权人中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的中国授权发明专利,公开了一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环,可以通过触觉、听觉或视觉刺激等方式缓解帕金森病患者的冻结步态,有利于帕金森病患者的疾病治疗。发明名称《一种智能手环和基于智能手环预防心脏病发作的方法》,专利申请人广州七喜电脑有限公司的中国发明专利申请,公开了一种智能手环和基于智能手环预防心脏病发作的方法,可以实现提前发现佩戴者的心率不良情况,在佩戴者心脏疾病发作前进行及时提示和救治。
本发明针对上述现有技术,设计了应用于心衰安全运动辅助医疗的智能手表。
【发明内容】
本发明的目的是,提供一款适合心衰患者步行运动中使用,辅助心衰患者根据运动处方进行康复训练的安全运动智能手表。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是一种心衰安全运动智能手表,上述智能手表包括微处理器、存储模块、速度检测模块、计时模块、输入模块、显示模块、警示模块,上述速度检测模块用于感应佩戴智能手表患者的运动速度,上述计时模块用于感应佩戴上述智能手表患者的运动时间,上述输入模块用于输入目标参数,上述显示模块用于显示目标参数以及感应参数,上述警示模块用于发出警示信息,上述存储模块用于存储指令,上述微处理器受控于存储模块中的存储指令,执行如下操作:
S1、通过上述输入模块设定运动处方目标速度;
S2、通过上述输入模块设定运动处方目标时间;
S3、通过上述输入模块启动执行运动处方;
S4、通过上述速度检测模块感应的运动速度和目标速度比较,如果感应的运动速度大于目标速度控制上述警示模块进行安全速度警示;
S5、通过上述计时模块感应的运动时间和目标时间比较,如果计算的运动时间小于目标时间执行S4操作,反之控制上述警示模块进行超过时间提示,结束运动处方。
进一步的优选技术方案,上述S1操作包括如下操作:
S111、通过上述输入模块输入佩戴上述智能手表患者的无氧阈时的代谢当量;
S112、通过以下公式计算目标速度:其中Vm表示目标速度,D表示代谢当量。
或者进一步的优选技术方案,上述S1操作包括如下操作:
S121、通过上述输入模块输入佩戴上述智能手表患者的六分钟步行实验距离;
S122、通过以下公式计算目标速度:其中Vm表示目标速度,L表示六分钟步行试验距离。
研究证实,根据无氧阈制定的运动强度是安全、科学、有效的强度;慢性心衰[81%*6分钟步行试验距离]*10/1000相当于根据无氧阈制定的强度,而且更具有便利性,因为6分钟步行试验简单、便捷;所以上述技术方案根据无氧阈时的代谢当量、六分钟步行试验距离计算目标速度对于心衰辅助安全运动更有针对性,而且符合科学,简单有效。
优选地,上述S2操作中目标时间默认是60分钟。科学的设定默认时间便捷患者操作。
进一步的优选技术方案,上述智能手表还包括心率检测模块,上述心率检测模块用于感应佩戴上述智能手表患者的心率,上述微处理器受控于存储模块中的存储指令,还执行如下操作:
J1、通过上述输入模块设定目标心率;
J2、通过上述心率检测模块感应的心率和目标心率比较,如果感应的心率大于目标心率控制上述警示模块进行超过心率警示。
优选地,上述J1操作中目标心率是佩戴上述智能手表患者无氧阈时心率或六分钟步行试验结束时心率。
进一步的优选技术方案,上述智能手表还包括血压接受模块,所述血压接受模块通过蓝牙传输技术接收外置血压仪测量的佩戴所述智能手表患者血压信息,上述微处理器受控于存储模块中的存储指令,还执行如下操作:
X1、通过上述输入模块设定目标血压;
X2、通过上述血压接受模块接受的血压和目标血压比较,如果接受的血压大于目标血压控制上述警示模块进行超过血压警示。
优选地,上述X1操作中目标血压默认是180/100mmHg。
心率、血压等生理指标的实时监测对心衰患者更有现实意义,可以切实保障心衰患者步行运动中的生命安全,对于辅助治疗安全更有针对性。
优选地,上述输入模块的输入方式包括按键输入、和/或无线通讯输入、和/或有线通讯输入。
输入模块的输入方式可以根据智能手表的使用者的实际情况,应用的场景进行选择、设计;按键输入操作本地化无需辅助设备,通讯输入可以和智能手机、PAD等移动终端配对用户体验相对更好。
优选地,上述警示模块的警示方式包括响铃、和/或振动、和/或控制所述显示模块显示的感应参数由绿色变为红色。
警示模块的警示方式可以根据使用者的习惯,使用的场景进行设置、设计,主要目的是能够达到实际的警示效果,切实发挥智能手表辅助治疗的作用。
本发明有如下有益效果:1、对运动处方中的运动速度、运动时间进行监控,是心衰患者运动处方执行的安全保障;2、智能手表轻巧方便佩戴、方便操作,是社区及家庭开展心衰运动康复的有力助手;3、全面的生理参数监控、全方位安全警示,降低心衰患者运动风险、保障运动治疗效果。
【附图说明】
图1是一种心衰安全运动智能手表模块示意图。
图2是一种心衰安全运动智能手表运动处方监控实施例1步骤图。
图3是一种心衰安全运动智能手表运动处方监控实施例2步骤图。
图4是一种心衰安全运动智能手表运动处方监控实施例3步骤图。
图5是一种心衰安全运动智能手表心率监控步骤图。
图6是一种心衰安全运动智能手表血压监控步骤图。
【具体实施方式】
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例实现心衰安全运动智能手表。
附图1所述一种心衰安全运动智能手表模块示意图,图中的模块仅仅是功能模块,具体实现根据技术的发展可以是分立的传感器,也可以是集成的半导体芯片,可以包括锂电池,其电源管理以及充放电原理和现有的智能手表相同。
附图2所述一种心衰安全运动智能手表运动处方监控实施例一步骤图,本实施例一种心衰安全运动智能手表,上述智能手表包括微处理器、存储模块、速度检测模块、计时模块、输入模块、显示模块、警示模块,上述速度检测模块用于感应佩戴智能手表患者的运动速度,上述计时模块用于感应佩戴上述智能手表患者的运动时间,上述输入模块用于输入目标参数,上述显示模块用于显示目标参数以及感应参数,上述警示模块用于发出警示信息,上述存储模块用于存储指令,上述微处理器受控于存储模块中的存储指令,执行如下操作:
S1、通过上述输入模块设定运动处方目标速度;
S2、通过上述输入模块设定运动处方目标时间;
S3、通过上述输入模块启动执行运动处方;
S4、通过上述速度检测模块感应的运动速度和目标速度比较,如果感应的运动速度大于目标速度控制上述警示模块进行安全速度警示;
S5、通过上述计时模块感应的运动时间和目标时间比较,如果计算的运动时间小于目标时间执行S4操作,反之控制上述警示模块进行超过时间提示,结束运动处方。
微处理器可以是以ARM或者C8051处理器为核心的最小系统,包括RAM,ROM等数据和程序存储器,构成存储模块。半导体领域SOC片上系统的集成电路很多,选择包含生理检测传感器、时钟、显示模块、无线通讯模块等专门用于智能手表设计的SOC也是可以的。
速度检测模块可以由加速度传感器和GPS定位模块组成用于感应佩戴智能手表的患者的运动状态以及运动距离进而计算运动速度,具体的感应原理和手机导航中的速度感应原理相同。
智能手表的显示模块可以显示目标速度、目标时间,以及由感应器感应的感应速度、感应时间。
由于心衰本身具有猝死风险,运动强度过大更加会增加死亡风险,因而控制合适的运动强度非常重要。运动处方中的核心要素是运动强度,关系到运动的安全与有效,步行或跑步速度是最常用的有氧运动强度。目前慢性心衰运动处方制定建议:(1)运动速度:可以根据医疗实践设置;(2)运动时间:30-60分钟;(3)频率:5次/周;(4)运动方式:步行等有氧运动首先推荐。根据上述运动处方特点,本实施例智能手表允许根据患者的个体情况通过输入模块输入目标速度和目标时间制定运动处方,然后在佩戴智能手表的患者执行运动处方的过程中感应速度和目标速度比对,感应时间和目标时间比对,对超过目标速度的情况警示模块及时警示,对超过目标时间的情况警示模块及时提示,确保佩戴者根据运动处方进行运动,并确保运动的安全,以及运动的效果。
优选地,上述输入模块的输入方式包括按键输入、和/或无线通讯输入、和/或有线通讯输入。
输入模块的输入方式可以根据智能手表的使用者的实际情况,应用的场景进行选择、设计;按键输入操作本地化无需辅助设备,通讯输入可以和智能手机、PAD等移动终端配对用户体验相对更好。无线通讯输入方式优选蓝牙通讯,近距离低功耗;其他的无线通讯模式例如Zigbee无线通讯,WiFi无线通讯根据应用的场合选择。
优选地,上述警示模块的警示方式包括响铃、和/或振动、和/或控制所述显示模块显示的感应参数由绿色变为红色。
警示模块的警示方式可以根据使用者的习惯,使用的场景进行设置、设计,主要目的是能够达到实际的警示效果,切实发挥智能手表辅助治疗的作用。优选方式如下:经感应速度与目标速度比较,出具安全速度信息提示,警示模块控制感应速度显示颜色由绿色变为红色;经感应时间与目标时间比较,出具超过时间提示,智能手表警示模块响铃提示。
实施例2
本实施例实现心衰安全运动智能手表。
附图3所述一种心衰安全运动智能手表运动处方监控实施例2步骤图,本实施例在实施例1的基础上进行改进。无氧阈就是由有氧代谢供能转向由无氧代谢供能的临界点。据研究证实根据无氧阈制定的运动强度是安全、科学、有效强度,所以本实施例通过患者无氧阈时的代谢当量计算目标速度,进一步提高运动处方的科学性、有效性。
进一步的优选技术方案,上述实施例中S1操作包括如下操作:
S111、通过上述输入模块输入佩戴上述智能手表患者的无氧阈时的代谢当量;
S112、通过以下公式计算目标速度:Vm=(【(D-1)×3.5×60】÷0.1)/1000,其中Vm表示目标速度,D表示代谢当量。
优选地,上述实施例中S2操作中目标时间默认是60分钟。科学的设定默认时间便捷患者操作。
实施例3
本实施例实现心衰安全运动智能手表。
附图4所述一种心衰安全运动智能手表运动处方监控实施例3步骤图,本实施例在实施例1的基础上进行改进。六分钟步行试验是一种对中、重度心肺疾病患者功能状态的运动试验。据研究证实慢性心衰[81%*6分钟步行试验距离]*10/1000相当于根据无氧阈制定的强度,而且更具有便利性,因为六分钟步行试验简单、便捷,所以本实施例通过患者六分钟步行试验距离计算目标速度,进一步提高运动处方的科学性、有效性、便利性。
进一步的优选技术方案,上述实施例中S1操作包括如下操作:
S121、通过上述输入模块输入佩戴上述智能手表患者的六分钟步行试验距离;
S122、通过以下公式计算目标速度:其中Vm表示目标速度,L表示六分钟步行试验距离。
优选地,上述实施例中S2操作中目标时间默认是60分钟。科学的设定默认时间便捷患者操作。
实施例4
本实施例实现心衰安全运动智能手表。
本实施例在实施例1、2、3的基础上进行改进。本实施例结合心衰患者生理参数特征,对心率、血压进行监测,可以发出心率及血压警示信息。
附图5所述一种心衰安全运动智能手表心率监控步骤图,进一步的优选技术方案,上述智能手表还包括心率检测模块,上述心率检测模块用于感应佩戴上述智能手表患者的心率,上述微处理器受控于存储模块中的存储指令,还执行如下操作:
J1、通过上述输入模块设定目标心率;
J2、通过上述心率检测模块感应的心率和目标心率比较,如果感应的心率大于目标心率控制上述警示模块进行超过心率警示。
优选地,上述J1操作中目标心率是佩戴上述智能手表患者无氧阈时心率或六分钟步行试验结束时心率。
附图6所述一种心衰安全运动智能手表血压监控步骤图,进一步的优选技术方案,上述智能手表还包括血压接受模块,所述血压接受模块通过蓝牙传输技术接收外置血压仪测量的佩戴所述智能手表患者血压信息,上述微处理器受控于存储模块中的存储指令,还执行如下操作:
X1、通过上述输入模块设定目标血压;
X2、通过上述血压检测模块接受的血压和目标血压比较,如果接受的血压大于目标血压控制上述警示模块进行超过血压警示。
优选地,上述X1操作中目标血压默认是180/100mmHg。
感应心率及接受的血压超过设定的目标值时,显示模块上感应心率、血压跳闪提示,或者由绿色变为红色。心率、血压等生理指标的实时监测对心衰患者更有现实意义,可以切实保障心衰患者步行运动中的生命安全,对于辅助治疗安全更有针对性。
本领域普通技术人员可以理解,实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Acess Memory,RAM)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种心衰安全运动智能手表,所述智能手表包括微处理器、存储模块、速度检测模块、计时模块、输入模块、显示模块、警示模块,其特征在于所述速度检测模块用于感应佩戴所述智能手表患者的运动速度,所述计时模块用于感应佩戴所述智能手表患者的运动时间,所述输入模块用于输入目标参数,所述显示模块用于显示目标参数以及感应参数,所述警示模块用于发出警示信息,所述存储模块用于存储指令,所述微处理器受控于存储模块中的存储指令,执行如下操作:
S1、通过所述输入模块设定运动处方目标速度;
S2、通过所述输入模块设定运动处方目标时间;
S3、通过所述输入模块启动执行运动处方;
S4、通过所述速度检测模块感应的运动速度和目标速度比较,如果感应的运动速度大于目标速度控制所述警示模块进行安全速度警示;
S5、通过所述计时模块感应的运动时间和目标时间比较,如果计算的运动时间小于目标时间执行S4操作,反之控制所述警示模块进行超过时间提示,结束运动处方。
2.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述S1操作包括如下操作:
S111、通过所述输入模块输入佩戴所述智能手表患者的无氧阈时的代谢当量;
S112、通过以下公式计算目标速度:其中Vm表示目标速度,D表示代谢当量。
3.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述S1操作包括如下操作:
S121、通过所述输入模块输入佩戴所述智能手表患者的六分钟步行试验距离;
S122、通过以下公式计算目标速度:其中Vm表示目标速度,L表示六分钟步行试验距离。
4.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述S2操作中所述目标时间默认是60分钟。
5.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述智能手表还包括心率检测模块,所述心率检测模块用于感应佩戴所述智能手表患者的心率,所述微处理器受控于存储模块中的存储指令,还执行如下操作:
J1、通过所述输入模块设定目标心率;
J2、通过所述心率检测模块感应的心率和目标心率比较,如果感应的心率大于目标心率控制所述警示模块进行超过心率警示。
6.根据权利要求5所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述J1操作中所述目标心率是佩戴所述智能手表患者无氧阈时心率或六分钟步行试验结束时心率。
7.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述智能手表还包括血压接受模块,所述血压接受模块通过蓝牙传输技术接收外置血压仪测量的佩戴所述智能手表患者血压信息,所述微处理器受控于存储模块中的存储指令,还执行如下操作:
X1、通过所述输入模块设定目标血压;
X2、通过所述血压接受模块接受的血压和目标血压比较,如果接受的血压大于目标血压控制所述警示模块进行超过血压警示。
8.根据权利要求7所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述X1操作中所述目标血压默认是180/100mmHg。
9.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述输入模块的输入方式包括按键输入、和/或无线通讯输入、和/或有线通讯输入。
10.根据权利要求1所述的一种心衰安全运动智能手表,其特征在于所述警示模块的警示方式包括响铃、和/或振动、和/或控制所述显示模块显示的感应参数由绿色变为红色。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190906 |