CN112869750A - 基于智能音箱的心电采集交互系统 - Google Patents

基于智能音箱的心电采集交互系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了基于智能音箱的心电采集交互系统，包括智能音箱、心电采集设备和云端服务器，智能音箱内具备语音控制指令单元、语音播报单元、心电数据交互单元、心电监控单元和异常触发单元；云端服务器包括心电监控报告生成模块、应急模块。本发明通过智能音箱能满足与心电采集设备和云端服务器互动需求，降低了被心电监控者的操作交互难度，极大地提高了系统易用性，满足特定用户人群使用需求。能数据交互，具备异常监控、报告播放等功能，功能非常全面，提高了用户体验，同时提高了监控安全性。具备云端智能云计算控制模块，通过编辑通讯权限能实现本地化监控编辑，满足不同人群的自适应性监控设定需求，使用更智能，应急触发更精确及时。

Description

基于智能音箱的心电采集交互系统
技术领域
本发明涉及基于智能音箱的心电采集交互系统，属于心电监控系统的技术领域。
背景技术
动态心电图是通过动态心电记录设备在患者日常生活状态下，连续24小时或更长时间段记录其心电活动的全过程(包括休息、活动、进餐、工作、学习和睡眠等不同情况下)的心电图数据。通过动态心电图能够发现常规静态心电图不易发现的心律失常和心肌缺血等症状，是临床分析病情、确立诊断、判断疗效的重要客观依据。
早期的动态心电记录设备，患者在使用完毕后通常要将设备带到医院给到医生，医生将设备连接到电脑上，通过专用配套软件将动态心电图数据从设备中导出。整个过程耗时较长，同时消耗了较多的人力物力。
现有主流动态心电记录设备在连续24小时或更长时间采集、存储心电图数据后，需要将设备接入电脑，通过配套软件从设备中读出数据。在动态心电记录设备的使用人群中，老年人群占比较高，在居家等需要长期监测心电场景下，大多数老年人对于电脑的使用存在一定障碍，甚至有些老年人家中没有电脑可以使用，不得不在他人的帮助下才能完成动态心电记录设备中的数据导出、上传等操作，这种数据导出方式严重影响了动态心电记录设备的使用体验。
此时出现了通过手机软件对动态心电记录设备的操控方式，但是其对老年人有较高的使用障碍。尤其当患者突然感到心脏不舒服、心跳异常时，想打开智能手机内的终端软件进行操作时，需要经过找到手机、打开软件、登录、连接动态心电记录设备等一系列操作，才能开始采集心电数据。整个操作流程复杂、耗时，同时对于老年人来说同样操作难度较大，常常在开始采集数据时，异常状况就结束了，有效数据采集的时效性难以保证。动态心电记录设备通过蓝牙连接智能手机后，智能手机自带系统容易结束动态心电记录设备配套的应用。动态心电记录设备大部分都是通过其配套的智能手机应用连接，当配套的手机应用在智能手机操作系统后台运行时，主流操作系统都会在应用运行后台一段时间后将应用结束掉，导致无法与心电设备连接。另外，目前动态心电记录设备的通讯云端也仅仅具备与手机或设备的数据通讯，无法实现实时性应急交互。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统心电采集系统通讯控制体验较差及交互不及时等问题，提出基于智能音箱的心电采集交互系统
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
基于智能音箱的心电采集交互系统，包括智能音箱、心电采集设备和云端服务器，所述智能音箱分别与所述心电采集设备和所述云端服务器相通讯连接；
所述智能音箱内具备语音控制指令单元、语音播报单元、心电数据交互单元、心电监控单元和异常触发单元；
所述语音控制指令单元包括用于与所述心电采集设备构建通讯或中断的设备通讯语音指令、用于控制心电采集设备操作的语音指令、用于与云端服务器相通讯或中断的云端通讯语音指令、用于控制语音播报单元的语音播报指令，
所述心电数据交互单元包括用于实时采集心电信号的实时数据通信模块、用于导出心电采集设备内存储的长程心电数据的长程数据通信模块、用于缓存心电采集设备采集数据的存储模块、用于与云端服务器通讯交互的远传模块，
所述心电监控单元包括用于计算当前心率的心率计算模块、用于心脏异常监控的异常监控模块，所述异常监控模块内设有若干识别异常心电的算法模型，
所述异常触发单元包括用于根据当前异常监控模块所触发异常进行报警的报警模块，所述报警模块与所述语音播报单元相通讯连接并通过所述远传模块与云端服务器相通讯，
所述云端服务器包括用于根据远传模块上传心电采集数据生产心电报告结果的心电监控报告生成模块、用于接收报警模块异常反馈的应急模块。
优选地，所述云端服务器内设有报告存储部，所述智能音箱内的语音播报单元具备用于读取所述报告存储部内心电监控报告并转换为播报语音的报告读取模块。
优选地，所述异常心电的算法模型至少包括房颤异常算法模型、室性早搏异常算法模型、心动过缓异常算法模型、心动过速异常算法模型。
优选地，所述智能音箱内设有用于对异常监控模块和心率计算模块进行编辑及对智能音箱在线升级的编辑控制器。
优选地，所述云端服务器内设有智能云计算控制模块，所述智能云计算控制模块通过所述远传模块与所述编辑控制器相通讯连接，并且所述智能云计算控制模块与所述编辑控制器之间设有编辑通讯权限。
优选地，所述智能云计算控制模块设有心电监控模型数据库、用于根据当前心电采集数据与心电监控模型数据库相匹配选择当前阶段性对应的异常心电事件检测的算法模型的智能处理模块。
优选地，所述报警模块与外部移动端相通讯连接。
优选地，所述应急模块与外部救护远传端相通讯连接。
本发明的有益效果主要体现在：
1.通过智能音箱能满足与心电采集设备和云端服务器互动需求，降低了被心电监控者的操作交互难度，极大地提高了系统易用性，满足特定用户人群的使用需求。
2.能实时数据交互，具备异常监控、异常报警、报告播放等功能，功能非常全面，提高了用户体验，同时提高了监控安全性。
3.具备云端智能云计算控制模块，通过编辑通讯权限能实现本地化监控编辑，满足不同人群的自适应性监控设定需求，使用更智能，应急触发更精确，同时报警响应更及时更多元化。
附图说明
图1是本发明基于智能音箱的心电采集交互系统的框架结构示意图。
具体实施方式
本发明提供基于智能音箱的心电采集交互系统以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。
基于智能音箱的心电采集交互系统，如图1所示，包括智能音箱、心电采集设备和云端服务器，智能音箱分别与心电采集设备和云端服务器相通讯连接。
具体地，智能音箱与心电采集设备之间为有线或无线通讯连接，而智能音箱与云端服务器相无线通讯连接。智能音箱与心电采集设备之间可以采用USB数据线相连通，满足对心电采集设备的供电和数据通讯需求。
本案中，智能音箱内具备语音控制指令单元、语音播报单元、心电数据交互单元、心电监控单元和异常触发单元。
其中，语音控制指令单元包括用于与心电采集设备构建通讯或中断的设备通讯语音指令、用于控制心电采集设备操作的语音指令、用于与云端服务器相通讯或中断的云端通讯语音指令、用于控制语音播报单元的语音播报指令。
心电数据交互单元包括用于实时采集心电信号的实时数据通信模块、用于导出心电采集设备内存储的长程心电数据的长程数据通信模块、用于缓存心电采集设备采集数据的存储模块、用于与云端服务器通讯交互的远传模块。
心电监控单元包括用于计算当前心率的心率计算模块、用于心脏异常监控的异常监控模块，异常监控模块内设有若干识别异常心电的算法模型。
异常触发单元包括用于根据当前异常监控模块所触发异常进行报警的报警模块，报警模块与语音播报单元相通讯连接并通过远传模块与云端服务器相通讯。
云端服务器包括用于根据远传模块上传心电采集数据生产心电报告结果的心电监控报告生成模块、用于接收报警模块异常反馈的应急模块。
具体地实现过程及原理说明：
心电监控使用者能通过智能音箱的语音控制指令单元实现使用交互，具体地，通过设备通讯语音指令可以控制与心电采集设备之间的通讯控制，其一般包括对心电采集设备的开启、关闭、定时监控、通讯建立、通讯断开等语音指令。通过控制心电采集设备操作的语音指令能实现对心电采集设备的各种配合性语言控制。
而通过云端通讯语音指令能实现与云端服务器之间的通讯建立或断开。
通过语音播报指令能实现对存储模块内的数据播报控制，即可以播报当前心率等。
在进行心电监控过程中，通过实时数据通信模块能实现对心电采集设备的实时采集，通过长程数据通信模块能实现长程数据处理，通过存储模块能实现采集数据存储，同时通过远传模块能将当前监控数据实时上传至云端服务器，满足云端服务器的实时监控需求。
而智能音箱内本身具备心率计算模块、异常监控模块，即对当前实时监控数据进行心率计算和识别异常心电的算法模型进行异常识别，当触发异常时，即通过报警模块实现本地报警和云端报警功能，本地报警时直接通过语音播报单元进行实时语音预警播报，云端报警即将当前超异常数据反馈至云端服务器的应急模块，应急模块触发报警。其中识别异常心电的算法模型属于医疗相关运算模型，其属于经验数据模型。
云端服务器能根据上传数据进行心电监控报告生成，该心电监控报告能反馈出被监控者的心电情况，通过后期对该心电监控报告进行分析，即可满足诊断数据参考需求。当然，该心电监控报告可以为心电图或者借用人工智能生成的可视化文字报告。
在一个具体实施例中，云端服务器内设有报告存储部，智能音箱内的语音播报单元具备用于读取报告存储部内心电监控报告并转换为播报语音的报告读取模块。
具体地说明，即云端服务器生成的心电监控报告为文字报告，通过报告读取模块能对心电监控报告进行读取，并转换为播报语音通过语音播报单元进行播报。
在一个具体实施例中，所述异常心电的算法模型至少包括房颤异常算法模型、室性早搏异常算法模型、心动过缓异常算法模型、心动过速异常算法模型。即通过算法模型能对房颤、室性早搏、心动过缓、心动过速进行识别监控，满足异常监控需求。
当出现任意算法模型检测出异常时，即触发报警模块报警。
在一个具体实施例中，智能音箱内设有用于对异常监控模块、对智能音箱在线升级的编辑控制器。
具体地说明，心率计算模块和异常监控模块存在算法模型设定和心率计算设定，通过编辑控制器能实现本地化编辑，即可以根据被监控者的状态进行更适应的算法模型与心率计算设定。
细化地说明，被监控者存在心脏监控差异，可以根据被监控者的健康状态进行一定跨度的计算跨度设定和更适宜的算法模型设定，满足匹配性监控需求。
在一个具体实施例中，云端服务器内设有智能云计算控制模块，智能云计算控制模块通过远传模块与编辑控制器相通讯连接，并且智能云计算控制模块与编辑控制器之间设有编辑通讯权限。
具体地说明，该智能云计算控制模块能通过编辑通讯权限进行对编辑控制器的指令权限获取，从而满足对心率计算模块和异常监控模块的编辑设定需求。
该智能云计算控制模块设有心电监控模型数据库、用于根据当前心电采集数据与心电监控模型数据库相匹配选择当前阶段性对应的异常心电事件检测的算法模型的智能处理模块。
具体地说明，一般情况下，不同健康状态的被监控者会存在特定地算法模型监控差异，需要尊重医嘱进行相应的设定，本案中，采用心电监控数据库和智能处理模块能实现智能化分析，使得监控算法模型更匹配，该心电监控数据库采用大数据库形式，即对海量监控数据进行建档建库，根据当前监控数据与心电监控数据库内数据进行匹配，选择最相近最匹配的配合数据，从而根据数据库内的算法模型信息等进行分析结果输出，从而使得编辑控制器能实现远传智能化本地编辑，应用更灵活。
需要说明的是，该心电监控数据库内数据为医院、监护中心所累积的科学数据，并且存在相应监控跨度时间、心率波形图、心率周期等分类信息，通过智能处理模块能根据分类信息归属进行快速匹配，满足实时性调节需求。
在一个优选实施例中，报警模块与外部移动端相通讯连接。应急模块与外部救护远传端相通讯连接。通过外部移动端和外部救护远传端能实现多级预警报警，使得突发异常能得到快速响应高效处理。移动端可以为多个亲属手机端，外部救护远传端为救护中心等，并且报警模块内具备本地化信息数据，在触发报警时同步发送本地信息数据。
通过以上描述可以发现，本发明基于智能音箱的心电采集交互系统，通过智能音箱能满足与心电采集设备和云端服务器互动需求，降低了被心电监控者的操作交互难度，极大地提高了系统易用性，满足特定用户人群的使用需求。能实时数据交互，具备异常监控、异常报警、报告播放等功能，功能非常全面，提高了用户体验，同时提高了监控安全性。具备云端智能云计算控制模块，通过编辑通讯权限能实现本地化监控编辑，满足不同人群的自适应性监控设定需求，使用更智能，应急触发更精确，同时报警响应更及时更多元化。
以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
包括智能音箱、心电采集设备和云端服务器，所述智能音箱分别与所述心电采集设备和所述云端服务器相通讯连接；
所述智能音箱内具备语音控制指令单元、语音播报单元、心电数据交互单元、心电监控单元和异常触发单元；
所述语音控制指令单元包括用于与所述心电采集设备构建通讯或中断的设备通讯语音指令、用于控制心电采集设备操作的语音指令、用于与云端服务器相通讯或中断的云端通讯语音指令、用于控制语音播报单元的语音播报指令，
所述心电数据交互单元包括用于实时采集心电信号的实时数据通信模块、用于导出心电采集设备内存储的长程心电数据的长程数据通信模块、用于缓存心电采集设备采集数据的存储模块、用于与云端服务器通讯交互的远传模块，
所述心电监控单元包括用于计算当前心率的心率计算模块、用于心脏异常监控的异常监控模块，所述异常监控模块内设有若干识别异常心电的算法模型，
所述异常触发单元包括用于根据当前异常监控模块所触发异常进行报警的报警模块，所述报警模块与所述语音播报单元相通讯连接并通过所述远传模块与云端服务器相通讯，
所述云端服务器包括用于根据远传模块上传心电采集数据生产心电报告结果的心电监控报告生成模块、用于接收报警模块异常反馈的应急模块。
2.根据权利要求1所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述云端服务器内设有报告存储部，所述智能音箱内的语音播报单元具备用于读取所述报告存储部内心电监控报告并转换为播报语音的报告读取模块。
3.根据权利要求1所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述异常心电的算法模型至少包括房颤异常算法模型、室性早搏异常算法模型、心动过缓异常算法模型、心动过速异常算法模型。
4.根据权利要求1所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述智能音箱内设有用于对异常监控模块和心率计算模块进行编辑及对智能音箱在线升级的编辑控制器。
5.根据权利要求4所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述云端服务器内设有智能云计算控制模块，所述智能云计算控制模块通过所述远传模块与所述编辑控制器相通讯连接，并且所述智能云计算控制模块与所述编辑控制器之间设有编辑通讯权限。
6.根据权利要求5所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述智能云计算控制模块设有心电监控模型数据库、用于根据当前心电采集数据与心电监控模型数据库相匹配选择当前阶段性对应的异常心电事件检测的算法模型的智能处理模块。
7.根据权利要求1所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述报警模块与外部移动端相通讯连接。
8.根据权利要求1所述基于智能音箱的心电采集交互系统，其特征在于：
所述应急模块与外部救护远传端相通讯连接。
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