CN111166288B - 一种基于物联网的内分泌检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的内分泌检测系统。包括云端主机1、医疗分析终端2、用户检测终端3、用户移动终端4、穿戴式智能设备5；利用物联网技术，结合当下的智能设备，设计了专门针对内分泌患者的检测系统，该系统可以远程检测使用者每日的内分泌状态和生活状态，适合内分泌疾病的特点，对患者的日常进行监测和提醒；结合光谱检测技术和图像检测技术对患者进行尿检，使用光谱检测对图像检测进行标定，从而使得检测结果更加准确。

Description

一种基于物联网的内分泌检测系统

技术领域

本发明涉及内分泌检测领域，尤其涉及基于物联网的内分泌检测系统。

背景技术

内分泌 （internal secretion）是外分泌的对应词，是由C·Bermard（1859）所命名，即机体组织所产生的物质不经导管而直接分泌于血液（体液）中的现象。

甲状腺控制使用能量的速度、制造蛋白质、调节身体对其他荷尔蒙的敏感性。甲状腺依靠制造甲状腺素来调整这些反应，有三碘甲状腺原氨酸(T3)和thyroxine，也可称为四碘甲状腺原氨酸(T4)。这两者调控代谢、生长速率还有调解其他的身体系统。T3和T4由碘和酪胺酸合成。甲状腺也生产降钙素（Calcitonin），调节体内钙的平衡。如果甲状腺出现问题，患者的生活将受到极大的影响，往往出现失眠，容易疲劳，情绪容易激动等，大大降低生活质量。由于内分泌疾病其病程长，发病缓，都需要长期监测，因此结合当下的物联网技术对患者进行长期的检测是可行的。

但是，现有的长期监测系统一般检测的是用户的各项体液指标，比如血液，尿液等；但是血液的检测用户自己操作是有困难的，而单一检测尿液又可能出现不准确的情况，而且由于家用的设备普遍要求造价较低，因此其检测的精度往往没有保障。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，将物联网技术和内分泌检测结合，将体液检测和日常的生理指标检测结合，提供一种基于物联网的内分泌检测系统，包括云端主机、医疗分析终端、用户检测终端、用户移动终端、穿戴式智能设备；云端主机和用户检测终端、用户移动终端、医疗分析终端无线连接；穿戴式智能设备、用户检测终端和用户移动终端无线连接；用户检测终端用于进行日常尿检，尿检包括光学尿检和试纸尿检；用户检测终端检测的尿检光谱图和试纸图像发送至云端主机；

穿戴式智能设备用于进行日常步数监测、睡眠时间质量监测；穿戴式智能设备可以将监测步数和睡眠时间-质量曲线发送至用户移动终端；

医疗分析终端根据尿检光谱图、试纸图像、监测步数、睡眠时间-质量曲线对使用者的甲状腺内分泌状态进行分析，分析结果以及尿检光谱图、试纸图像、监测步数、睡眠时间-质量曲线被发送至医疗分析终端供进一步人工分析。

用户检测终端包括长方体外壳、光学检测部和试纸分析部；光学检测部和试纸分析部分别设置在外壳的两侧；

光学检测部包括第一储液池、第二储液池、储液池盖、光发射器、光接收器；第一储液池和第二储液池上端开口且设置开口设置在外壳的顶面，第一储液池和第二储液池相互紧靠设置且第一储液池和第二储液池的开口相互连通；储液池盖的形状和第一储液池及第二储液池共同形成的开口的形状相匹配；储液池盖上设置有连通第一储液池和第二储液池之间的通道，且该通道连通储液池盖的顶面；使得当第一储液池内装满液体时，若储液池盖盖住第一储液池和第二储液池，第一储液池开口处由于表面张力形成的突出液体可以通过储液池盖的通道排放到第二储液池中，从而使得第一储液池内不含有空气；

储液池盖的底面为高反射面，第一储液池的内表面为透明材质构成，光发射器和光接收器设置在第一储液池底面的下侧，使得从光发射器发射出的光穿过第一储液池底面和储液池内部的液体后，被储液池盖反射后再穿过第一储液池内的液体和第一储液池底面后到达光接收器；

光接收器前设置有光色散器，使得光被色散后被光接收器接收，从而使得用户检测终端可以获取第一储液池内部液体的吸收光谱；

试纸分析部包括试纸插口、透明底板、光扫描头；试纸插口可以供试纸插入，试纸为免疫层析试纸，其表面设置有多条定量检测区，定量检测尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘；

光扫描头穿过透明底板扫描试纸插口内的试纸的图像，从而使得用户检测终端可以获取试纸图像。

穿戴式智能设备为手环型智能设备，穿戴式智能设备定时检测使用者的心率、睡眠质量、步数；每天监测使用者的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和使用者的每日时间-步数曲线，其中时间-心率曲线为使用者不同时间的心率变化曲线，睡眠时间-质量曲线是通过监测使用者睡眠时其时间和睡眠深度的曲线；时间-步数曲线为不同时间用户的步数频率设置，步数频率为每分钟用户的总步数。

用户检测终端为智能手机，用户检测终端实时获取穿戴式智能设备的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线，并将其发送至云端主机；

用户检测终端还监测用户的手机使用时间，并将用户时间-亮屏时间曲线发送至云端主机，其中时间-亮屏曲线为用户不同时间的屏幕点亮时长的曲线，其横坐标为时间，纵坐标为用户亮屏时长。

云端主机收集尿检光谱图、试纸图像，并根据尿检光谱图确定尿样中加入的标定成分的浓度，所述标定成分为通过吸收光谱可以直接确定的成分的浓度；云端主机在试纸图像中获取标定成分对应的检测线的颜色，并以标定成分的浓度作为标定成分检测线颜色对应的浓度对其他试纸图像中的检测线进行标定；从而获取其他检测线对应成分的浓度。

云端主机将从试纸图像中分析得到的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间输入内分泌检测模型，获取使用者的甲状腺内分泌状态，然后云端主机将从试纸图像中分析得到的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间以及分析得到的甲状腺内分泌状态发送给设置在医疗机构的医疗分析终端。

所述甲状腺内分泌状态包括正常和不正常；正常指尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间均处于正常阈值范围内，不正常为尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间中的至少一项为正常阈值范围外。

本发明的有益效果为：

本发明利用物联网技术，结合当下的智能设备，设计了专门针对内分泌患者的检测系统，该系统可以远程检测使用者每日的内分泌状态和生活状态，适合内分泌疾病的特点，对患者的日常进行监测和提醒；

本发明结合光谱检测技术和图像检测技术对患者进行尿检，使用光谱检测对图像检测进行标定，从而使得检测结果更加准确。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明用户检测终端示意图；

图3为用户移动终端和穿戴式智能设备示意图。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

实施例1：

结合图1-3，一种基于物联网的内分泌检测系统，包括云端主机1、医疗分析终端2、用户检测终端3、用户移动终端4、穿戴式智能设备5；云端主机1和用户检测终端3、用户移动终端4、医疗分析终端2无线连接；穿戴式智能设备5、用户检测终端3和用户移动终端4无线连接；用户检测终端3用于进行日常尿检，尿检包括光学尿检和试纸尿检；用户检测终端3检测的尿检光谱图和试纸图像发送至云端主机1；

穿戴式智能设备5用于进行日常步数监测、睡眠时间质量监测；穿戴式智能设备5可以将监测步数和睡眠时间-质量曲线发送至用户移动终端4；

医疗分析终端2根据尿检光谱图、试纸图像、监测步数、睡眠时间-质量曲线对使用者的甲状腺内分泌状态进行分析，分析结果以及尿检光谱图、试纸图像、监测步数、睡眠时间-质量曲线被发送至医疗分析终端2供进一步人工分析。

用户检测终端3包括长方体外壳31、光学检测部和试纸分析部；光学检测部和试纸分析部分别设置在外壳31的两侧；

光学检测部包括第一储液池32、第二储液池33、储液池盖34、光发射器35、光接收器36；第一储液池32和第二储液池33上端开口且设置开口设置在外壳31的顶面，第一储液池32和第二储液池33相互紧靠设置且第一储液池32和第二储液池33的开口相互连通；储液池盖34的形状和第一储液池32及第二储液池33共同形成的开口的形状相匹配；储液池盖34上设置有连通第一储液池32和第二储液池33之间的通道37，且该通道37连通储液池盖34的顶面；使得当第一储液池32内装满液体时，若储液池盖34盖住第一储液池32和第二储液池33，第一储液池32开口处由于表面张力形成的突出液体可以通过储液池盖34的通道37排放到第二储液池33中，从而使得第一储液池32内不含有空气；

储液池盖34的底面为高反射面，第一储液池32的内表面为透明材质构成，光发射器35和光接收器36设置在第一储液池32底面的下侧，使得从光发射器35发射出的光穿过第一储液池32底面和储液池内部的液体后，被储液池盖34反射后再穿过第一储液池32内的液体和第一储液池32底面后到达光接收器36；

光接收器36前设置有光色散器，使得光被色散后被光接收器36接收，从而使得用户检测终端3可以获取第一储液池32内部液体的吸收光谱；

试纸分析部包括试纸插口38、透明底板、光扫描头39；试纸插口38可以供试纸6插入，试纸为免疫层析试纸，其表面设置有多条定量检测区，定量检测尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘；

光扫描头穿过透明底板扫描试纸插口38内的试纸的图像，从而使得用户检测终端3可以获取试纸图像。

穿戴式智能设备5为手环型智能设备，穿戴式智能设备5定时检测使用者的心率、睡眠质量、步数；每天监测使用者的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和使用者的每日时间-步数曲线，其中时间-心率曲线为使用者不同时间的心率变化曲线，睡眠时间-质量曲线是通过监测使用者睡眠时其时间和睡眠深度的曲线；时间-步数曲线为不同时间用户的步数频率设置，步数频率为每分钟用户的总步数。

用户检测终端3为智能手机，用户检测终端3实时获取穿戴式智能设备5的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线，并将其发送至云端主机1；

用户检测终端3还监测用户的手机使用时间，并将用户时间-亮屏时间曲线发送至云端主机1，其中时间-亮屏曲线为用户不同时间的屏幕点亮时长的曲线，其横坐标为时间，纵坐标为用户亮屏时长。

云端主机1收集尿检光谱图、试纸图像，并根据尿检光谱图确定尿样中加入的标定成分的浓度，所述标定成分为通过吸收光谱可以直接确定的成分的浓度；云端主机1在试纸图像中获取标定成分对应的检测线的颜色，并以标定成分的浓度作为标定成分检测线颜色对应的浓度对其他试纸图像中的检测线进行标定；从而获取其他检测线对应成分的浓度。

云端主机1将从试纸图像中分析得到的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间输入内分泌检测模型，获取使用者的甲状腺内分泌状态，然后云端主机1将从试纸图像中分析得到的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间以及分析得到的甲状腺内分泌状态发送给设置在医疗机构的医疗分析终端2。

所述甲状腺内分泌状态包括正常和不正常；正常指尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间均处于正常阈值范围内，不正常为尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间中的至少一项为正常阈值范围外。

实施例2：

本实施例针对本发明的使用方法进行介绍。

使用本发明时，云端主机1设置于医疗机构内；医疗分析终端设置于医疗机构内的医生办公室内，且可以是电脑、手机或者其他智能设备；

用户检测终端3、用户移动终端4、穿戴式智能设备5设置在使用者家中，使用者家中和医疗机构内通过互联网或者移动网络相互连通；

用户使用时，每天在进行小便时收集尿样，然后将尿样加入用户检测终端的第一储液池内，之后盖上储液池盖，进行光学检测；光学检测后的尿样加入到试纸上，然后进行试纸检测，获得试纸图像。

由于试纸图像是通过扫描获得的，扫描的环境会对扫描的图像造成很大的影响，直接通过扫描的图像进行定量分析是不准确的。因此先通过吸收光谱检测，然后根据吸收光谱检测的结果对扫描图像进行标定，这样就可以避免图像扫描带来的误差对检测的影响。标定成分可以是尿样中本身含有的成分，还可以是使用者另外加入的成分，例如加入一些有机染料，然后选择能够对该有机染料和尿中的待测成分同时检测的试纸。有机染料的选择可以是公知的，不在此进行赘述。

穿戴式智能设备收集用户的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线；由于甲状腺患病的患者其睡眠质量、心率和疲劳往往都收到甲状腺的影响，因此患者的睡眠质量、心率和每天的步数都会反映患者的健康状态；

此外，收集的亮屏时间也可以反映患者使用手机的频率；当患者疲劳或者睡眠质量变化时其亮屏曲线也会出现变化。

尤其的，时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线的阈值均为设定阈值，即检测时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线的峰值，如果心率超出峰值或者长时间的睡眠深度过浅则表明用户激素分泌有异常；

而时间-步数曲线和时间-亮屏时间的则根据用户的日常习惯进行自动分析，如果时间-步数曲线和时间-亮屏时间则表明用户的使用异常。

云端主机对以上数据进行综合分析并显示在医生使用的终端上，从而使得医生可以实时对患者的状态进行了解。

使用者的移动终端还具有提醒功能，当使用者的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间出现异常时，提醒使用者，从而督促其注意保健。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于物联网的内分泌检测系统，包括云端主机（1）、医疗分析终端（2）、用户检测终端（3）、用户移动终端（4）、穿戴式智能设备（5）；其特征在于：

云端主机（1）和用户检测终端（3）、用户移动终端（4）、医疗分析终端（2）无线连接；穿戴式智能设备（5）、用户检测终端（3）和用户移动终端（4）无线连接；用户检测终端（3）用于进行日常尿检，尿检包括光学尿检和试纸尿检；用户检测终端（3）检测的尿检光谱图和试纸图像发送至云端主机（1）；

穿戴式智能设备（5）用于进行日常步数监测、睡眠时间质量监测；穿戴式智能设备（5）能够将监测步数和睡眠时间-质量曲线发送至用户移动终端（4）；

医疗分析终端（2）根据尿检光谱图、试纸图像、监测步数、睡眠时间-质量曲线对使用者的甲状腺内分泌状态进行分析，分析结果以及尿检光谱图、试纸图像、监测步数、睡眠时间-质量曲线被发送至医疗分析终端（2）供进一步人工分析；

用户检测终端（3）包括长方体外壳（31）、光学检测部和试纸分析部；光学检测部和试纸分析部分别设置在所述外壳（31）的两侧；

光学检测部包括第一储液池（32）、第二储液池（33）、储液池盖（34）、光发射器（35）、光接收器（36）；第一储液池（32）和第二储液池（33）上端开口且设置开口设置在所述外壳（31）的顶面，第一储液池（32）和第二储液池（33）相互紧靠设置且第一储液池（32）和第二储液池（33）的开口相互连通；储液池盖（34）的形状和第一储液池（32）及第二储液池（33）共同形成的开口的形状相匹配；储液池盖（34）上设置有连通第一储液池（32）和第二储液池（33）之间的通道（37），且该通道（37）连通储液池盖（34）的顶面；使得当第一储液池（32）内装满液体时，若储液池盖（34）盖住第一储液池（32）和第二储液池（33），第一储液池（32）开口处由于表面张力形成的突出液体能够通过储液池盖（34）的通道（37）排放到第二储液池（33）中，从而使得第一储液池（32）内不含有空气；

储液池盖（34）的底面为高反射面，第一储液池（32）的内表面为透明材质构成，光发射器（35）和光接收器（36）设置在第一储液池（32）底面的下侧，使得从光发射器（35）发射出的光穿过第一储液池（32）底面和储液池内部的液体后，被储液池盖（34）反射后再穿过第一储液池（32）内的液体和第一储液池（32）底面后到达光接收器（36）；

光接收器（36）前设置有光色散器，使得光被色散后被光接收器（36）接收，从而使得用户检测终端（3）能够获取第一储液池（32）内部液体的吸收光谱；

试纸分析部包括试纸插口（38）、透明底板、光扫描头（39）；试纸插口（38）能够供试纸（6）插入，试纸为免疫层析试纸，其表面设置有多条定量检测区，定量检测尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘；

光扫描头穿过透明底板扫描试纸插口（38）内的试纸的图像，从而使得用户检测终端（3）能够获取试纸图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的内分泌检测系统，其特征在于：

穿戴式智能设备（5）为手环型智能设备，穿戴式智能设备（5）定时检测使用者的心率、睡眠质量、步数；每天监测使用者的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和使用者的每日时间-步数曲线，其中时间-心率曲线为使用者不同时间的心率变化曲线，睡眠时间-质量曲线是通过监测使用者睡眠时其时间和睡眠深度的曲线；时间-步数曲线为不同时间用户的步数频率设置，步数频率为每分钟用户的总步数。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的内分泌检测系统，其特征在于：

用户检测终端（3）为智能手机，用户检测终端（3）实时获取穿戴式智能设备（5）的时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线，并将其发送至云端主机（1）；

用户检测终端（3）还监测用户的手机使用时间，并将用户时间-亮屏时间曲线发送至云端主机（1），其中时间-亮屏曲线为用户不同时间的屏幕点亮时长的曲线，其横坐标为时间，纵坐标为用户亮屏时长。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的内分泌检测系统，其特征在于：

云端主机（1）收集尿检光谱图、试纸图像，并根据尿检光谱图确定尿样中加入的标定成分的浓度，所述标定成分为通过吸收光谱能够直接确定的成分的浓度；云端主机（1）在试纸图像中获取标定成分对应的检测线的颜色，并以标定成分的浓度作为标定成分检测线颜色对应的浓度对其他试纸图像中的检测线进行标定；从而获取其他检测线对应成分的浓度。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的内分泌检测系统，其特征在于：

云端主机（1）将从试纸图像中分析得到的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间输入内分泌检测模型，获取使用者的甲状腺内分泌状态，然后云端主机（1）将从试纸图像中分析得到的尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间以及分析得到的甲状腺内分泌状态发送给设置在医疗机构的医疗分析终端（2）。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的内分泌检测系统，其特征在于：

所述甲状腺内分泌状态包括正常和不正常；正常指尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间均处于正常阈值范围内，不正常为尿盖、尿酸、尿蛋白、尿碘含量以及时间-心率曲线、睡眠时间-质量曲线和时间-步数曲线、时间-亮屏时间中的至少一项为正常阈值范围外。

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