CN111986788A - 一种智慧医疗系统 - Google Patents

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CN111986788A CN202010756229.3A CN202010756229A CN111986788A CN 111986788 A CN111986788 A CN 111986788A CN 202010756229 A CN202010756229 A CN 202010756229A CN 111986788 A CN111986788 A CN 111986788A
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朱文凯
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Abstract

本发明提供了一种智慧医疗系统，所述系统包括：依次无线连接的输液检测模块、信息中继模块、护士穿戴设备以及上位数据分析管理模块，其中，输液检测模块，用于监测患者的输液状态，以得到患者数据并将患者数据送至信息中继模块；信息中继模块，用于将所接收的患者数据发送至上位数据分析管理模块；上位数据分析管理模块，用于根据所述患者数据判断是否需要对患者的吊瓶进行处置，若是，基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，并向最短距离对应的护士穿戴设备发送信息，以使对应的护士对患者的吊瓶进行处理，其中，所述患者为患者标识信息对应的患者。应用本发明实施例，大大提高了工作效率。

Description

一种智慧医疗系统
技术领域
本发明涉及智慧医疗领域，具体涉及一种智慧医疗系统。
背景技术
随着社会经济的发展，我国在发展医疗上投入了大量的人力和物力。例如，在输液领域，为了关注患者的输液情况，通常由患者家属陪同、患者自己关注输液的状态或者需要护士巡视观察多个患者的输液情况。传统的输液只能依靠人工观察去判断液体到了多少位置以及需要护士人工判断何时能够输液完成，这导致了人眼观察的时候带来了很大的误差性，容易导致管理混乱以及人工成本较高等问题。
为了解决上述问题，目前，申请号为CN201910917457.1的发明专利公开了一种智能输液监控方法和系统，包括，输液检测设备、数据传输中继设备和数据控制端；通过输液检测设备中的第一检测模块获取当前吊瓶当前余量信息，并通过数据传输中继设备将当前吊瓶当前余量信息发送至数据控制端中，通过设置数据控制端对当前吊瓶空载重量、当前吊液余量、输液器按键所需规格以及设备编号进行分析，根据吊瓶中的吊液余量是否达到最低值和预警值对医护人员进行吊瓶更换提醒，以解决目前医院在进行输液时，无法对吊瓶内的输液余量进行监控，往往需要患者对医护人员进行提醒，医护人员才能对吊瓶进行更换的问题。
但是，现有技术中仅能监控吊瓶内的输液余量，如果面对大规模的医院输液大厅，且多个患者存在需求的情况下，并不能合理的分配护士，甚至可能会出现一些安全，因此，现有技术存在工作效率较低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何提高工作效率以及病人输液的安全性。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
本发明提供了一种智慧医疗系统，所述系统包括：依次无线连接的输液检测模块、信息中继模块、护士穿戴设备以及上位数据分析管理模块，其中，
输液检测模块，用于监测患者的输液状态，以得到患者数据并将患者数据送至信息中继模块，其中，所述患者数据包括：输液余量以及患者标识；
信息中继模块，用于将所接收的患者数据发送至上位数据分析管理模块；
上位数据分析管理模块，用于根据所述患者数据判断是否需要对患者的吊瓶进行处置，若是，基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，并向最短距离对应的护士穿戴设备发送信息，以使对应的护士对患者的吊瓶进行处理，其中，所述患者为患者标识信息对应的患者。
可选的，所述基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，包括：
向护士穿戴设备和输液检测设备分别发送“AT+CWLAP”指令，得到各个护士穿戴设备对应的信号强度rssi；
利用公式，
Figure RE-GDA0002718147790000031
计算各个护士穿戴设备到输液检测设备的距离，其中，
d为护士穿戴设备到输液检测设备的距离；rssi为护士穿戴设备对应的信号强度；n为环境衰减因子；abs为绝对值函数。
可选的，护士穿戴设备还用于：
在护士穿戴设备接收到上位数据分析管理模块发来的各条患者数据时，根据接收的先后顺序在护士穿戴设备上顺次显示；
接收护士在护士穿戴设备上的点击信息，并将点击信息发送至上位数据分析管理模块，以使上位数据分析管理模块不再与点击信息对应的患者数据，并将该患者数据发送至其他护士穿戴设备。
可选的，上位数据分析管理模块，还用于：
在向护士穿戴设备发送患者数据之后的预设时间段内未接收到该护士穿戴设备返回的点击信息，不再与点击信息对应的患者数据，并将该患者数据发送至其他护士穿戴设备。
可选的，所述输液模块与信息中继模块之间通过TCP通信。
可选的，每一个输液分区内设置一个信息中继模块用于收集该输液分区内放置的若干个输液模块收集的患者数据。
可选的，所述信息中继模块与上位数据分析管理模块之间采用UDP 通信。
可选的，所述上位数据分析管理模块与护士穿戴设备之间采用UDP 通信。
可选的，所述输液检测模块，用于：
在输液检测模块未与信息中继模块进行通信时，判定患者为离线状态，保持输液检测模块上的警示灯为关闭；
当输液检测模块与信息中继模块发生信息交互并检测到液体时，判定患者为输液状态，点亮绿色警示灯；
当输液检测模块在患者为输液状态时，再次进行吊瓶检测且未检测到液体时，判定当前状态为报警状态，点亮闪烁的红色警示灯。
可选的，所述信息中继模块包括：两块wifi芯片，其中一块wifi芯片用于与护士穿戴设备通信连接；另一块wifi芯片用于与上位数据分析管理模块通信连接；
且两块wifi芯片之间以有线的方式通信连接。
本发明的优点在于：
应用本发明实施例，可以实时、准确的检测输液大厅或者病房内患者的输液状态，当患者完成输液时，系统自动呼叫护士的时候，通过上位数据分析管理模块将所需处理的患者信息传输给护士的护士穿戴设备；可能存在多个护士都接收到信息，系统能够判断哪个护士离这个患者比较近；可以有效的减少护士人员分配，大大提高了工作效率。
另外，本系统可在无人看守输液患者的情况下使护士随时了解患者状态，减轻了护士的工作压力，减少了人力成本，同时，提高了患者输液的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种智慧医疗系统的架构示意图；
图2为本发明实施例提供的ttp223-ba6触摸感应模块的电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的ps3120a升压模块的电路结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种智慧医疗系统中各模块之间的通信示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种智慧医疗系统的架构示意图，如图1 所示，所述系统包括：部署于不同分区内的输液检测模块，每一个分区中可以包括若干个输液检测模块、信息中继模块、护士穿戴设备以及上位数据分析管理模块，其中，
输液检测模块，用于监测患者的输液状态，每一个患者对应一个输液检测模块，输液检测模块可以得到患者数据并将患者数据送至信息中继模块，其中，所述患者数据包括：输液余量以及患者标识。输液检测模块是由52单片机控制的液体检测子模块及信息通信子模块，其中液体检测子模块所用芯片为ttp223-ba6触摸感应芯片，信息通信子模块所用芯片为 ESP8266-WIFI(所有通讯芯片均为ESP826-WIFI)。
信息中继模块，用于将所接收的患者数据发送至上位数据分析管理模块；
上位数据分析管理模块，用于根据所述患者数据判断输液余量是否低于预设阈值，若是，说明该患者输液即将完成，需要对患者的吊瓶进行处置；在需要对患者的吊瓶进行处置的情况下，基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，并向最短距离对应的护士穿戴设备发送信息，以使对应的护士对患者的吊瓶进行处理，其中，所述患者为患者标识信息对应的患者。
护士穿戴设备是由52单片机控制的通信、触摸、显示一体化的系统，配有一片ESP8266-WIFI，TFT液晶显示屏幕，ttp224b-cobn四按键电容式触摸芯片按键模块和ps3120a升压模块。图2为本发明实施例提供的 ttp223-ba6触摸感应模块的电路结构示意图；如图2所示，ttp223-ba6触摸感应模块中包括作为按键的Header3pin排针以及ttp223-ba6芯片，其中， Header3的接口1分别与第一电容C1的一端以及ttp223-ba6芯片的引脚1连接；Header3的接口2分别与第二电容C2的一端以及ttp223-ba6芯片的引脚2连接；Header3的接口3分别与第三电容C2的一端以及ttp223-ba6 芯片的引脚3连接；第一电容、第二电容以及第三电容均为30微法的电容，且另一端均接地；ttp223-ba6芯片的引脚6与5V电源连接；ttp223- ba6芯片的引脚10接地；ttp223-ba6芯片的引脚14、引脚15以及引脚16用于输出与排针上的三个接口对应的信号。护士穿戴设备用于和上位数据分析管理模块进行信息交互，将接收到的患者状态信息显示在液晶屏幕上，并通过按键进行页面切换，信息确认和发送信息。若收到报警信息，设备会将最先报警的患者显示在第一行，之后报警的显示在第二行，依此类推。护士设备的每次通信操作均会被数据分析管理系统所记录。
护士穿戴设备在保证能够进行正常的信息交互功能外，还需要小巧精密、便于携带。因此，在硬件电路设计中，选择了无电感的PS3120A升压电路。图3为本发明实施例提供的ps3120a升压模块的电路结构示意图，如图3所示，PS3120A芯片的引脚1分别与5V电源以及第六电容C6的一端连接；第六电容C6的另一端与PS3120A芯片的引脚2连接并接地；第六电容C6为10微法电容；PS3120A芯片的引脚3作为使能端与3V电源连接；PS3120A芯片的引脚4与第四电容C4的一端连接，且第四电容C4 的另一端与PS3120A芯片的引脚6连接，第四电容C4余第五电容C5均为10微法电容；PS3120A芯片的引脚5分别与3V电源以及第五电容C5的一端连接；第五电容C5的另一端接地。此电路外围只需三个电容，且电路的抗干扰强，同时无电感的设计减小了护士穿戴设备的体积，便于携带。在按键电路的设计中，采用了触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。以传导性物体(例如手指)触摸电容器可改变电容，此改变会被内置于微控制器内的电路所侦测，以此来做出相应的操作。
本发明实施例中.ESP8266-WIFI通信相关指令及关键字
(1)WIFI相关AT指令
<1>WIFI重启：AT+RST
<2>设置WIFI模式(station或ap)：AT+CWMODE＝value(value＝1,2)
<3>设置WIFI连接模式(单连接或多连接)： AT+CIPMUX＝value(value＝0,1)
<4>配置输液检测模块WIFI参数：AT+CWSAP＝”PATIENT_N”,”123”,11,0
<5>配置信息中继模块WIFI参数：AT+CWSAP＝”ROOM_N”,“123”, 11,0
<6>配置护士穿戴设备WIFI参数：AT+CWSAP＝”DOCTOR_N”, “123”,11,0
<7>配置服务器server参数：AT+CIPSERVER＝1,8080(仅ap模式下多连接模块可配置)
<8>建立ap透传；AT+CWJAP＝”value_1”,“value_2”(value_1＝id, value_2＝密码)
<9>建立TCP通信：AT+CIPSTART＝”SERVER”,“192.168.4.1”,8080
(2)信息关键字
输液检测模块—>信息中继模块—>上位数据分析管理模块—>护士穿戴设备
“x y 0”表示房间x患者y设备在线
“x y 1”表示房间x患者y有患者输液
“x y 2”表示房间x患者y报警
5.护士穿戴设备TTF显示含义
TTF液晶屏主界面为报警界面，副页面为查询页面
pat n RUN表示患者n正在输液
pat n OVER表示患者n输完液报警
pat n ON表示输液检测设备n上线
pat n OFF表示输液检测设备n离线。
在本发明实施例中WIFI的rx(接收)、tx(发送)引脚分别与52单片机的 tx(发送)、rx(接收)引脚通过电路相连。单片机和与其相连的WIFI间的通信方式为串行通信，WIFI-1和WIFI-2间的通信方式为TCP或者UDP通信。
图4为本发明实施例提供的一种智慧医疗系统中各模块之间的通信示意图，如图4所示，两个模块的详细通信方式为：单片机-1通过串口的 tx(发送)引脚向WIFI-1的rx(接收)引脚发送“AT+CIPSEND＝value”指令， WIFI-1识别AT指令后将指令中包含的信息通过TCP通信发送至WIFI-2； WIFI-2接收到信息后通过其tx(发送)引脚将信息发送至单片机-2的rx(接收)引脚，至此完成一次模块间的信息交互。
WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术，传输距离在100-300M，速率可达300Mbps，功耗10-50mA；Zigbee，传输距离50-300M，速率 250kbps，功耗5mA，最大特点是可自组网，网络节点数最大可达65000 个；蓝牙，传输距离2-30M，速率1Mbps，功耗介于zigbee和WIFI之间。相比之下，WIFI具有更快的传输速率以及更大的通信距离，同时射频的辐射较大，不宜用于孕妇，故选用WIFI较为合适。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，包括：
上位数据分析管理模块向护士穿戴设备和需要处置的患者对应的输液检测设备分别发送“AT+CWLAP”指令，输液检测设备向外发送测试信号，各个护士穿戴设备接收到输液检测设备发送的测试信号后，测量其信号强度，得到各个护士穿戴设备对应的信号强度rssi；各个护士穿戴设备将测量的信号强度反馈至上位数据分析管理模块，然后，上位数据分析管理模块利用公式，
Figure RE-GDA0002718147790000101
计算各个护士穿戴设备到输液检测设备的距离，其中，
d为护士穿戴设备到输液检测设备的距离；rssi为护士穿戴设备对应的信号强度；n为环境衰减因子；abs为绝对值函数。
应用本发明上述实施例，可以将离患者最近的护士派往患者处，进而提高了处置速度，避免了医疗事故的发生。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，护士穿戴设备还用于：
在护士穿戴设备接收到上位数据分析管理模块发来的各条患者数据时，根据接收的先后顺序在护士穿戴设备上顺次显示；
接收护士在护士穿戴设备上的点击信息，并将点击信息发送至上位数据分析管理模块，以使上位数据分析管理模块不再与点击信息对应的患者数据，并将该患者数据发送至其他护士穿戴设备。
进一步的，在离患者最近的护士在当前时刻之前的预设时间段内所点击的信息数量多于预设数量时，即该护士领取的处置任务较多时，上位数据分析管理模块根据输液状态监控出有患者需要处置时，将该信息发送给除离患者最近的护士之外的，且在当前时刻之前的预设时间段内所点击的信息数量低于预设数量的护士。进而避免了部分护士工作量较大的问题。
进一步的，上位数据分析管理模块还可以实时监测护士穿戴设备到患者的平均距离，若平均距离大于设定距离时，在输液余量低于预设阈值之前的设定时刻向最短距离对应的护士穿戴设备发送信息，以使该护士进行相应处置，进而进一步提高了护士的响应速度。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，上位数据分析管理模块，还用于：在向护士穿戴设备发送患者数据之后的预设时间段内未接收到该护士穿戴设备返回的点击信息，不再与点击信息对应的患者数据，并将该患者数据发送至其他护士穿戴设备。
在向护士穿戴设备发送患者数据之后，护士穿戴设备会提醒护士收到新信息，护士一般会进行处理，但是如果护士较忙的情况下，没有时间来得及进行点击，上位信息分析管理系统将该信息转发给其他护士穿戴设备以及时的响应患者，避免患者被长时间搁置。
进一步的，还可以在护士A点击了患者数据之后，护士A的护士穿戴设备向上位信息分析管理系统发送反馈，上位信息分析管理系统就不再将该数据发送给其他护士穿戴设备，另外，护士A的护士穿戴设备还可以向附近的其他护士穿戴设备广播，以使其他的护士穿戴设备即使收到了该患者数据也不会进行显示。因此，可以使其他护士不能够得知该患者是否得到了相应的处理。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述输液模块与信息中继模块之间通过TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)通信。所述信息中继模块与上位数据分析管理模块之间采用UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)通信。所述上位数据分析管理模块与护士穿戴设备之间采用UDP通信。
在患者与信息中继模块之间可以选择TCP通信，因为患者状态的信息较为重要，采用TCP这种通信丢包的概率很小，可以保证信息丢包率低，保障信息的准确性，防止发生医疗事故，然后在信息中继模块与上位数据分析管理模块之间的通信可以采用UDP通信，UDP对系统资源要求较少，通过信息中继模块不间断重复往外发送患者信息，不占用上位数据分析管理模块较多的资源。以及同样，在上位数据分析管理模块与护士穿戴设备之间也可以采用UDP的通信方式。通过UDP让上位数据分析管理模块 server端给护士穿戴设备client交互。另外，UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述输液检测模块，用于：
在输液检测模块未与信息中继模块进行通信时，判定患者为离线状态，保持输液检测模块上的警示灯为关闭；
当输液检测模块与信息中继模块发生信息交互并检测到液体时，判定患者为输液状态，点亮绿色警示灯；
当输液检测模块在患者为输液状态时，再次进行吊瓶检测且未检测到液体时，判定当前状态为报警状态，点亮闪烁的红色警示灯。
应用本发明上述实施例，可以方便护士观察患者的吊瓶状态，更加方便。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述信息中继模块包括：两块wifi芯片，其中一块wifi芯片用于与护士穿戴设备通信连接；另一块 wifi芯片用于与上位数据分析管理模块通信连接；
且两块wifi芯片之间以有线的方式通信连接。
信息中继模块是由52单片机控制的，配有两片ESP8266-WIFI芯片，其中一片用于接收来自输液检测模块的患者数据，另一片用于将患者数据发送至护士站的上位数据分析管理模块。从而起到初步的信息汇总和信息分类作用，减少丢包率。
WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术，传输距离在100-300M，速率可达300Mbps，功耗10-50mA。Zigbee，传输距离50-300M，速率 250kbps，功耗5mA，最大特点是可自组网，网络节点数最大可达65000 个。蓝牙，传输距离2-30M，速率1Mbps，功耗介于zigbee和WIFI之间。相比之下，WIFI具有更快的传输速率以及更大的通信距离，同时射较小，可用于孕妇，因此，本发明实施例中选用WIFI较为合适。
在实际应用中，还可以通过采用zigbee等低功耗的设备去交互，以及采取护士穿戴设备的液晶屏息屏等操作降低能耗。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智慧医疗系统，其特征在于，所述系统包括：依次无线连接的输液检测模块、信息中继模块、护士穿戴设备以及上位数据分析管理模块，其中，
输液检测模块，用于监测患者的输液状态，以得到患者数据并将患者数据送至信息中继模块，其中，所述患者数据包括：输液余量以及患者标识，或者患者标识；
信息中继模块，用于将所接收的患者数据发送至上位数据分析管理模块；
上位数据分析管理模块，用于根据所述患者数据判断是否需要对患者的吊瓶进行处置，若是，基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，并向最短距离对应的护士穿戴设备发送信息，以使对应的护士对患者的吊瓶进行处理，其中，所述患者为患者标识信息对应的患者。
2.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，所述基于信号强度计算距离的方式得到该患者到各个护士之间的距离，包括：
向护士穿戴设备和输液检测设备分别发送“AT+CWLAP”指令，得到各个护士穿戴设备对应的信号强度rssi；
利用公式，
Figure FDA0002611661460000011
计算各个护士穿戴设备到输液检测设备的距离，其中，
d为护士穿戴设备到输液检测设备的距离；rssi为护士穿戴设备对应的信号强度；n为环境衰减因子；abs为绝对值函数。
3.根据权利要求2所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，护士穿戴设备还用于：
在护士穿戴设备接收到上位数据分析管理模块发来的各条患者数据时，根据接收的先后顺序在护士穿戴设备上顺次显示；
接收护士在护士穿戴设备上的点击信息，并将点击信息发送至上位数据分析管理模块，以使上位数据分析管理模块不再与点击信息对应的患者数据，并将该患者数据发送至其他护士穿戴设备。
4.根据权利要求2所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，上位数据分析管理模块，还用于：
在向护士穿戴设备发送患者数据之后的预设时间段内未接收到该护士穿戴设备返回的点击信息，不再与点击信息对应的患者数据，并将该患者数据发送至其他护士穿戴设备。
5.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，护士穿戴设备接收到护士的点击信息后，向上位信息分析管理系统发送已经被点击的患者数据的反馈，以使上位信息分析管理系统就不再将该患者数据发送给其他护士穿戴设备；
同时，所述护士穿戴设备向其他护士穿戴设备广播，以使其他的护士穿戴设备即使收到了该患者数据也不再进行显示。
6.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，所述输液模块与信息中继模块之间通过TCP通信。
7.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，所述信息中继模块与上位数据分析管理模块之间采用UDP通信。
8.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，所述上位数据分析管理模块与护士穿戴设备之间采用UDP通信。
9.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，所述输液检测模块，用于：
在输液检测模块未与信息中继模块进行通信时，判定患者为离线状态，保持输液检测模块上的警示灯为关闭；
当输液检测模块与信息中继模块发生信息交互并检测到液体时，判定患者为输液状态，点亮绿色警示灯；
当输液检测模块在患者为输液状态时，再次进行吊瓶检测且未检测到液体时，判定当前状态为报警状态，点亮闪烁的红色警示灯。
10.根据权利要求1所述的一种智慧医疗系统，其特征在于，所述信息中继模块包括：两块wifi芯片，其中一块wifi芯片用于与护士穿戴设备通信连接；另一块wifi芯片用于与上位数据分析管理模块通信连接；
且两块wifi芯片之间以有线的方式通信连接。
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