CN113616171A - 一种感测心率呼吸体动的监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种感测心率呼吸体动的监测系统及设备，包括：监测终端以及监测终端通信连接的云端服务器；监测终端被放置于待监测的人体的预设位置处，包括：信号采集模块用于采集人体生命体征的振动信号并转换成相应的振动频率电信号；通过信号放大模块放大振动频率电信号和数据采集模块得到对应的体征数据；信号处理模块将体征数据分析处理得到准确性较高的体征数据；数据传输模块，用于将体征数据发送至云端服务器进行后续分析和展示。本发明的技术方案的有益效果在于，提高了心率、呼吸和体动等数据的准确度；可实时传输数据，可将心率呼吸体动相关体征数据推送到机构或居家患者亲属终端，进行多点显示和查看。

Description

一种感测心率呼吸体动的监测系统

技术领域

本发明涉及一种医疗设施设备技术领域，尤其涉及一种感测心率呼吸体动的监测系统。

背景技术

随着社会的发展，我国的人口结构正在发生变化，老年人的数量越来越多。大多数老年人因患有疾病或其他原因，从此失去了行走能力，终日卧床不起，或者需要长时间躺在床上，这些老年人或患者的看护工作需要大量的医护人员或亲属投入大量的时间。然而，绝大多数的年轻人都需要投入大量的时间和精力到工作上，医护人员因患者太多，未及时照顾到老年人或患者，这就可能引发不必要的悲剧。如果医护人员或家人可以随时查看和掌握老年人或患者的生命体征数据，或随时收到报警提示，及时呼叫医生或呼叫救护车，就可以避免悲剧的发生。

心率呼吸体动这些生命体征信息和报警具有重要的价值，心率呼吸体动监护设备通过采集患者的心率呼吸体动等生命体征信息，对数据进行处理分析、记录和存储，将心率呼吸体动等信息推送到机构终端或亲属移动终端，实时显示老年人或患者的生命体征数据和报警信息，可及时的看护老年人或患者。心率呼吸体动等生命体征信息的准确性和数据传输的及时性直接决定了看护设备的应用价值和客户体验。

现有的心率呼吸监护设备存在的主要问题有：

1、多数生命体征监护设备都具有心率和呼吸监护功能，同时也集成了多项其他功能，有些功能因其性能不佳在产品实际使用过程中很少用到，甚至根本就不会被使用，像心率、呼吸和体动这样的实用功能开发不到位，心率呼吸体动等生命体征数据误差较大，同时又开发一些不必要的功能，造成产品开发资源浪费。

2、一些心率呼吸监护设备可以将生命体征数据传输到机构或医院终端，并且可以将数据传输到云端保存，但是这些数据只能在医院或机构等单一终端进行显示，不能将数据发送到患者亲属的移动终端，限值了监护设备的使用范围，不方便患者亲属实时查看老年人或患者的心率呼吸体动等生命体征信息。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种心率呼吸体动监测系统及设备，提供准确度较高的心率呼吸体动数据，还可以实时将数据推送到机构或居家患者亲属终端，增加了对老年人或患者进行实时监护的便捷性，也减少了老年人或患者因未被及时照看而发生不幸的概率。

上述技术方案具体包括：

一种感测心率呼吸体动的监测系统，包括：

监测终端以及所述监测终端通信连接的云端服务器；

在进行监测时，所述监测终端被放置于待监测的人体的预设位置处，并进一步包括：

一信号采集模块，所述信号采集模块用于采集人体生命体征的振动信号并转换成相应的一振动频率电信号输出；

一信号放大模块，连接所述信号采集模块，用于放大所述振动频率电信号；

一数据采集模块，连接所述信号放大模块，用于采集放大后的所述振动频率电信号并生成对应的第一体征数据；

一嵌入式的信号处理模块，连接所述数据采集模块，排除所述第一体征数据中异常数值并生成相对应的第二体征数据；

一数据传输模块，连接所述信号处理模块，用于将所述第二体征数据发送至所述云端服务器进行后续分析和展示。

优选的，该监测系统中，所述信号采集模块包括两个压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器贴合在所述预设位置，用于采集人体生命体征的心率、呼吸频率和体动并包括在所述振动信号中，然后生成对应的所述振动频率电信号。

优选的，该监测系统中，所述压电薄膜传感器为PVDF压电薄膜传感器。

优选的，该监测系统中，所述信号放大模块包括一低通滤波放大器；

所述低通滤波放大器用于先滤除所述振动频率电信号中的工频和高频信号后，然后放大所述振动频率电信号中的低频信号并生成一低频振动频率电信号。

优选的，该监测系统中，所述数据采集模块包括：

一模数转换器，用于将所述低频振动频率电信号中的第一心率电信号、第一呼吸频率电信号和第一体动电信号分别生成对应的第一心率数据、第一呼吸频率数据和第一体动数据。

优选的，该监测系统中，所述模数转换器为24位ADC模数转换器。

优选的，该监测系统中，所述信号处理模块包括：

一第一筛选单元，通过预设的心率峰值阈值，筛选出异常的所述第一心率数据并通过保留的所述第一心率数据生成一第二心率数据；

一第二筛选单元，通过预设的呼吸频率峰值阈值，筛选出异常的所述第一呼吸频率数据并通过保留的所述第一呼吸频率数据生成一第二呼吸频率数据；

一第三筛选单元，通过预设的体动峰值阈值，筛选出异常的所述第一体动数据并通过保留的所述第一体动数据生成一第二体动数据；

将所述第二心率数据、所述第二呼吸频率数据以及所述第二体动数据包括在所述第二体征数据中输出。

优选的，该监测系统中，所述数据传输模块采用一4G通讯模组进行数据传输。

优选的，该监测系统中，所述云端服务器包括：

一存储单元，所述存储单元用于存储所述第二体征数据；

一判断单元，连接所述存储单元并设有标准体征数据阈值范围，根据所述标准体征数据阈值范围判断所述第二体征数据是否正常并生成一判断结果；

一警告单元，连接所述判断单元并根据所述判断结果生成一警告信息；

一数据推送单元，分别连接所述存储单元、判断单元和警告单元，将存储于所述存储单元的所述第二体征数据、所述判断单元生成的所述判断结果以及所述警告单元生成的所述警告信息推送至一客户端。

优选的，该监测系统中，所述客户端包括设置于医疗机构中的机构终端以及关联于家庭成员的家庭终端。

本发明的技术方案的有益效果在于，提高了心率、呼吸和体动等数据的准确度；采用4G通讯模组，可实时传输数据，可将心率呼吸体动数据推送到机构或居家患者亲属终端，进行多点显示和查看。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种感测心率呼吸体动的监测系统的结构示意图；

图2是本发明的较佳的实施例中，一种感测心率呼吸体动的监测系统的数据采集模块的结构示意图；

图3是本发明的较佳的实施例中，一种感测心率呼吸体动的监测系统的信号处理模块的结构示意图；

图4是本发明的较佳的实施例中，一种感测心率呼吸体动的监测系统的云端服务器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，本发明的较优的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种感测心率呼吸体动的监测系统，包括：

监测终端1以及监测终端通信连接的云端服务器2；

在进行监测时，监测终端1被放置于待监测的人体的预设位置处，并进一步包括：

一信号采集模块10，信号采集模块10用于采集人体生命体征的振动信号并转换成相应的一振动频率电信号输出；

一信号放大模块11，连接信号采集模块10，用于放大振动频率电信号；

一数据采集模块12，连接信号放大模块11，用于采集放大后的振动频率电信号并生成对应的第一体征数据；

一嵌入式的信号处理模块13，连接数据采集模块12，排除第一体征数据中异常数值并生成相对应的第二体征数据；

一数据传输模块14，连接信号处理模块13，用于将第二体征数据发送至云端服务器2进行后续分析和展示。

在本实施例中，监测终端1通电启动后，运行监测终端1上的嵌入式软件，分别对信号采集模块10、信号放大模块11、数据采集模块12、信号处理模块13、数据传输模块14各个模块进行初始化，初始化成功后表示监测终端启动完成。信号采集模块10采集老年人或患者的人体生命体征的振动信号并以振动频率电信号的形式输出，经过信号放大模块11滤除振动频率电信号中的工频及高频信号，同时放大关于人体生命体征的低频振动信号，然后通过数据采集模块12采集低频振动电信号得到相对应的体征数据，然后传输到信号处理模块13，经信号处理模块13过滤掉超出峰值阈值异常的数值后得出准确的体征数据，最后通过数据传输模块14将准确的体征数据上传至云端服务器2，老年人或患者的家属以及医疗机构随时通过与云端服务器2连接的客户端3查看老年人或患者的各项体征数据，达到了实时监护的便捷性，减少了老年人或患者因未被及时照看而发生不幸的概率。

在一种较优的实施例中，信号采集模块10包括两个压电薄膜传感器，压电薄膜传感器贴合在预设位置，用于采集人体生命体征的心率、呼吸频率和体动并包括在振动信号中，然后生成对应的振动频率电信号。

在本实施例中，老人或患者平躺在两个压电薄膜传感器上面，压电薄膜传感器位于胸腔下面，贴合于老人或患者的皮肤，两个压电薄膜传感器共同采集老年人或患者实时人体生命体征的振动信号，比如心率、呼吸频率和体动的振动信号，并生成相对应的振动频率电信号。

在一种较优的实施例中，压电薄膜传感器为PVDF压电薄膜传感器。

在本实施例中，压电薄膜传感器采用PVDF压电薄膜传感器，非常贴合老人或患者的皮肤能采集到比较准确的振动信号，比如心率、呼吸频率和体动的振动信号，而且PVDF薄膜压电传感器具有压电常数大，频响宽，声阻抗易匹配，且机械强度好，耐冲击，质轻柔韧。

在一种较优的实施例中，信号放大模块11包括一低通滤波放大器；

低通滤波放大器用于先滤除振动频率电信号中的工频和高频信号后，然后放大振动频率电信号中的低频信号并生成一低频振动频率电信号。

在本实施例中，信号采集模块10采集过来的关于人体生命体征的振动频率电信号，需要低通滤波放大器设置一截止频率的阈值来滤除振动频率电信号中的工频和高频信号后，得到属于人体生命体征的低频信号并放大。

如图2所示，在一种较优的实施例中，数据采集模块12包括：

一模数转换器121，用于将低频振动频率电信号中的第一心率电信号、第一呼吸频率电信号和第一体动电信号分别生成对应的第一心率数据、第一呼吸频率数据和第一体动数据。本实施例中，放大后的第一心率电信号和第一呼吸频率电信号收环境影响干扰大，得到的心率数据和呼吸频率数据误差较高，通过心率数据和呼吸频率数据得到的体动数据误差也较高，需要经过后续数据处理得到准确的心率数据和呼吸频率数据以及体动数据。

在一种较优的实施例中，模数转换器121为24位ADC模数转换器。

在本实施例中，模数转换器121采用24位ADC模数转换器，该24位ADC模数转换器能采集到±5VDC的模拟数字信号。

如图3所示，在一种较优的实施例中，信号处理模块13包括：

一第一筛选单元131，通过预设的心率峰值阈值，筛选出异常的第一心率数据并通过保留的第一心率数据生成一第二心率数据；

一第二筛选单元132，通过预设的呼吸频率峰值阈值，筛选出异常的第一呼吸频率数据并通过保留的第一呼吸频率数据生成一第二呼吸频率数据；

一第三筛选单元133，通过预设的体动数据峰值阈值，筛选出异常的所述第一体动数据并通过保留的所述第一体动数据生成一第二体动数据；

将所述第二心率数据、所述第二呼吸频率数据以及所述第二体动数据包括在所述第二体征数据中输出。

本实施例中，受环境干扰的异常的心率电信号和呼吸频率电信号，其波形振动幅度大，通过第一筛选单元131设置的心率峰值阈值筛选掉心率数据中对应的心率电信号中振动幅度较强的波形产生的异常心率数据，以及通过第二筛选单元132设置呼吸频率峰值阈值筛选掉呼吸频率数据中对应的呼吸频率电信号中振动幅度较强的波形产生的异常呼吸频率数据，第三筛选单元133设置体动峰值阈值筛选掉体动数据中对应的体动电信号中振动幅度较强的波形产生的异常体动数据，分别得到准确性较高的心率数据、呼吸频率数据和体动数据，并包括在体征数据中输出给数据传输模块14。

在一种较优的实施例中，数据传输模块14采用一4G通讯模组至云端服务器2。

本实施例中，采用4G通讯模组传输体征数据至云端服务器2，具有通信速度快、传输效率高的特点。

如图4所示，在一种较优的实施例中，云端服务器2包括：

一存储单元21，存储单元21用于存储体征数据；

一判断单元22，连接存储单元21并设有标准体征数据阈值范围，根据标准体征数据阈值范围判断体征数据是否正常并生成一判断结果；

一警告单元23，连接判断单元22并根据判断结果生成一警告信息；

一数据推送单元24，分别连接存储单元21、判断单元22和警告单元23，将存储于存储单元21的体征数据、判断单元22生成的判断结果以及警告单元23生成的警告信息推送至客户端。

在本实施例中，云端服务器2通过监测终端1传输过来的体征数据存储在存储单元21，判断单元22读取体征数据，并根据预设的标准体征数据阈值范围对老年人或患者的体征数据进行判断，当体征数据异常超过标准体征数据阈值范围时，警告单元23生成警告信息，数据推送单元2实时把体征数据、判断结果以及警告信息推送至老年人或患者的家属以及医疗机构的终端。

在一种较优的实施例中，客户端3包括设置于医疗机构中的机构终端以及关联于家庭成员的家庭终端。

在本实施例中，与云端服务器2连接的客户端3既可以是医疗机构中的PC机等机构终端，也可以是关联于家庭成员的家庭终端，比如手机、平板电脑等移动终端设备，通过安装相应的APP程序来显示老年人或患者的体征数据相关的体征数据。

综上所述，采用一种具有信号采集模块10、信号放大模块11、数据采集模块12、信号处理模块13、数据传输模块14的监测终端以及与该监测终端通讯连接的云端服务器，通过采集老年人或患者实时心跳振动频率、呼吸振动频率和身体振动频率的各项体征数据，并经过数据传输模块14实时上传至云端服务器2，人或患者的家属以及医疗机构随时通过与云端服务器2连接的客户端3可以随时查看老年人或患者的各项体征数据。且老年人或患者的各项体征数据一旦异常，云端服务器2经过数据对比及时推送警告信息至老年人或患者的家属以及医疗机构的客户端3，达到了实时监护的便捷性，减少了老年人或患者因未被及时照看而发生不幸的概率。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种感测心率呼吸体动的监测系统，其特征在于，包括：

监测终端以及所述监测终端通信连接的云端服务器；

在进行监测时，所述监测终端被放置于待监测的人体的预设位置处，并进一步包括：

一信号采集模块，所述信号采集模块用于采集人体生命体征的振动信号并转换成相应的一振动频率电信号输出；

一信号放大模块，连接所述信号采集模块，用于放大所述振动频率电信号；

一数据采集模块，连接所述信号放大模块，用于采集放大后的所述振动频率电信号并生成对应的第一体征数据；

一嵌入式的信号处理模块，连接所述数据采集模块，排除所述第一体征数据中异常数值并生成相对应的第二体征数据；

一数据传输模块，连接所述信号处理模块，用于将所述第二体征数据发送至所述云端服务器进行后续分析和展示。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述信号采集模块包括两个压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器贴合在所述预设位置，用于采集人体生命体征的心率、呼吸频率和体动并包括在所述振动信号中，然后生成对应的所述振动频率电信号。

3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述压电薄膜传感器为PVDF压电薄膜传感器。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述信号放大模块包括一低通滤波放大器；

所述低通滤波放大器用于先滤除所述振动频率电信号中的工频和高频信号后，然后放大所述振动频率电信号中的低频信号并生成一低频振动频率电信号。

5.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

一模数转换器，用于将所述低频振动频率电信号中的第一心率电信号、第一呼吸频率电信号和第一体动电信号分别生成对应的第一心率数据、第一呼吸频率数据和第一体动数据。

6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述模数转换器为24位ADC模数转换器。

7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括：

一第一筛选单元，通过预设的心率峰值阈值，筛选出异常的所述第一心率数据并通过保留的所述第一心率数据生成一第二心率数据；

一第二筛选单元，通过预设的呼吸频率峰值阈值，筛选出异常的所述第一呼吸频率数据并通过保留的所述第一呼吸频率数据生成一第二呼吸频率数据；

一第三筛选单元，通过预设的体动峰值阈值，筛选出异常的所述第一体动数据并通过保留的所述第一体动数据生成一第二体动数据；

将所述第二心率数据、所述第二呼吸频率数据以及所述第二体动数据包括在所述第二体征数据中输出。

8.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述数据传输模块采用一4G通讯模组进行数据传输。

9.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述云端服务器包括：

一存储单元，所述存储单元用于存储所述第二体征数据；

一判断单元，连接所述存储单元并设有标准体征数据阈值范围，根据所述标准体征数据阈值范围判断所述第二体征数据是否正常并生成一判断结果；

一警告单元，连接所述判断单元并根据所述判断结果生成一警告信息；

一数据推送单元，分别连接所述存储单元、判断单元和警告单元，将存储于所述存储单元的所述第二体征数据、所述判断单元生成的所述判断结果以及所述警告单元生成的所述警告信息推送至一客户端。

10.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于，所述客户端包括设置于医疗机构中的机构终端以及关联于家庭成员的家庭终端。

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