臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统的制作方法
臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及监测技术领域，特别是涉及一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统。
【背景技术】
[0002]在医院里，通常采用监测系统监测病人的生命指征参数，以随时了解病人的身体状况和病情的发展趋势。其中，人体的生命指征参数包括以下六个参数:心电、血压、血氧饱和度、脉率、呼吸和体温。
[0003]然而，现有的绝大多数监测系统中用来采集人体生命指征参数的采集系统都体积大、不方便携带，通常占据病房的较多空间并且只能设置在病床旁，使得病房里的人员不能方便地在病房移动；同时，通常只能对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统，以解决现有的监测系统中采集系统通常体积大、不方便携带，且只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种臂带式生命指征采集系统，包括:
[0006]第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器；
[0007]第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0008]所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
[0009]所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
[0010]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0011]上述采集系统中，优选的，所述第一采集器包括:
[0012]心电采集电路，所述心电采集电路包括:
[0013]胸导联电极；
[0014]左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；
[0015]右腿驱动电路；
[0016]分别与所述胸导联电极和右腿驱动电路相连的前置放大器；
[0017]依次顺序连接的电平抬升电路、高通滤波电路、心电低通滤波电路、陷波器及第一单片机；
[0018]血压采集电路，所述血压采集电路包括:
[0019]分别与所述袖带相连的气泵、放气阀和压力传感器；
[0020]与所述气泵相连的气泵阀驱动电路；[0021 ]与所述放气阀相连的放气阀驱动电路；
[0022]分别与所述压力传感器相连的血压低通滤波电路和血压带通滤波电路；
[0023]与所述气泵阀驱动电路、放气阀驱动电路、血压低通滤波电路及血压带通滤波电路相连的第二单片机；
[0024]呼吸采集电路，所述呼吸采集电路包括:
[0025]分别与人体相连的电极和恒流源激励电路；
[0026]与所述电极相连的呼吸信号处理电路；
[0027]与所述呼吸信号处理器相连的光耦合输出电路；
[0028]与所述恒流源激励电路相连的正弦波信号发生器；
[0029]与所述光耦合输出电路和正弦波信号发生器相连的第三单片机；
[0030]温度采集电路，所述温度采集电路包括:
[0031]温度传感器；
[0032]与所述温度传感器相连的第四单片机；
[0033]所述第一单片机、第二单片机、第三单片机及第四单片机均与所述处理器相连。
[0034]上述采集系统中，优选的，所述第二采集器包括:
[0035]具有指套式光电传感器的血氧探头；
[0036]分别与所述血氧探头相连的血氧信号处理器和探头驱动电路；
[0037]与所述血氧信号处理器和探头驱动电路相连的第五单片机；
[0038]所述第五单片机与所述处理器相连。
[0039]上述采集系统中，优选的，还包括:
[0040]显示器，用于显示所述人体生命指征参数；
[0041 ]所述显示器设置在所述袖带上。
[0042]本发明还提供一种臂带式生命指征采集方法，包括:
[0043]第一采集器实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器;
[0044]第二采集器实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0045]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0046]本发明又提供了一种生命指征处理方法，包括:
[0047]获取臂带式生命指征采集系统采集到的人体生命指征参数；
[0048]比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；
[0049]当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0050]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0051]上述处理方法中，优选的，还包括:
[0052]检测是否在预设时间段内获取到所述人体生命指征参数，以判断所述第一采集器和/或所述第二采集器是否出现异常情况；
[0053]当确定出现异常情况时，生成相应的报警信息并发出警告；
[0054]其中，所述异常情况包括:电极松动或脱落，和/或，传感器松动或脱落。
[0055]上述处理方法中，优选的，还包括:
[0056]存储所述人体生命指征参数。
[0057]本发明还提供了一种生命指征处理系统，包括:
[0058]获取单元，用于获取臂带式采集系统采集到的人体生命指征参数；
[0059]判断单元，用于比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；
[0060]类型确定单元，用于当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0061]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0062]本发明再提供了一种臂带式生命指征监测系统，包括:
[0063]臂带式采集系统，所述臂带式采集系统包括:
[0064]第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器；
[0065]第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0066]所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
[0067]所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
[0068]处理器，用于获取所述人体生命指征参数，并比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0069]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0070]上述监测系统中，优选的，所述处理器设置于所述袖带上。
[0071]以上本发明所提供的技术方案中，通过将第一采集器的袖带固定在病人的胳臂上，利用固定部件将第二采集器固定在病人手指上，以此实现了生命指征采集系统的可穿戴式的一体化采集，显然，本发明提供的臂带式生命指征采集系统体积小，占用空间少且携带方便；同时，在数据处理方面，对获取到的人体生命指征参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化，并确定所述异常变化所属临床表现状态和类型，解决了现有技术中只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
【附图说明】
[0072]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0073]图1为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的一种结构框图；
[0074]图2为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第一采集器结构框图；
[0075]图3为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的心电采集电路结构框图；
[0076]图4为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的血压采集电路结构框图；
[0077]图5为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的呼吸采集电路结构框图；
[0078]图6为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的温度采集电路结构框图；
[0079]图7为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第二采集器结构框图；
[0080]图8为本发明一种臂带式生命指征采集方法实施例1的流程图；
[0081]图9为本发明一种生命指征处理方法实施例1的流程图；
[0082]图10为本发明一种生命指征处理方法实施例2的流程图；
[0083]图11为本发明一种生命指征处理系统实施例1的结构框图；
[0084]图12为本发明一种臂带式生命指征监测系统实施例1的结构框图。
【具体实施方式】
[0085]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做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。
[0086]本发明的核心是提供一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统，以解决现有的监测系统中采集系统通常体积大、不方便携带，且只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
[0087]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0088]参考图1，示出了本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的一种结构框图，该采集系统100可以包括:
[0089]第一采集器101，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器；
[0090]第二采集器102，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0091]所述第一采集器101具有将其固定于手臂上的袖带；
[0092]所述第二采集器102具有与手指相适应的固定部件；
[0093]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0094]以上臂带式生命指征采集系统100的主要组成部分包括:第一采集器101、第二采集器102，该采集系统100还可以包括:
[0095]显示器，用于显示所述人体生命指征参数，优选的，设置于所述袖带上，上，病人可以通过显示屏显示感兴趣的基本生命指征参数，通过显示屏，病人还可以并进行显示方式、数据存储、数据传输等方式设置。
[0096]优选的，上述显示器为IXD触摸屏显示器，触摸屏便于病人操作，提高用户体验度，当然，也可以不是LCD触摸屏，这仅仅是举个例子，可由本领域技术人员依据具体情况自行设定；
[0097]以上本发明所提供的技术方案中，通过将第一采集器101的袖带固定在病人的胳臂上，利用固定部件将第二采集器102固定在病人手指上，以此实现了采集系统100的可穿戴式的一体化采集，显然，相较现有技术中，大多数人体基本生命指征监护仪都存在高功耗，体型庞大不易移动，本发明提供的臂带式生命指征采集系统100体积小，功耗低，占用空间少且携带方便。
[0098]参考图2，示出了本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第一采集器结构框图，具体地，所述第一采集器101具体可以包括:
[0099]心电采集电路1010，参考图3，所述心电采集电路1010包括:
[0100]胸导联电极10100 ；
[0101]左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；
[0102]右腿驱动电路10101 ;
[0103]分别与所述胸导联电极10100和右腿驱动电路10101相连的前置放大器10102 ；
[0104]依次顺序连接的电平抬升电路10103、高通滤波电路10104、心电低通滤波电路10105、陷波器10106及第一单片机10107 ；
[0105]具体地，心电采集电路1010以MSP430系列第一单片机为核心，完成心电信号的拾取、放大和滤波、A/D转换等操作。心电信号由电极拾取后，后由高精度、高共模抑制比、高输入阻抗的医用放大器AD620进行放大，同时采用右腿驱动电路进一步提高输入端的共模抑制比以抑制共模干扰。采用LM385稳压器抬高心电信号的电压水平以获得正值便于A/D转换。由于心电信号的频率范围为0.05Hz?100Hz，采用高通滤波器和低通滤波器滤除高频噪声和基线漂移，其中，高通滤波器的截止频率为0.03Hz，低通滤波器的截止频率为100Hz。50Hz陷波器采用的是双T网络带阻滤波器，滤除工频干扰。最后心电信号由MSP430系列第一单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，再由MSP430系列第一单片机的UART串口传送至CPU。
[0106]血压采集电路1011，参考图4，所述血压采集电路1011包括:
[0107]分别与所述袖带相连的气泵10110、放气阀10111和压力传感器10112 ；
[0108]与所述气泵10110相连的气泵阀驱动电路10113 ；
[0109]与所述放气阀10111相连的放气阀驱动电路10114 ；
[0110]分别与所述压力传感器10112相连的血压低通滤波电路10115和血压带通滤波电路 10116 ；
[0111]与所述气泵阀驱动电路10113、放气阀驱动电路10114、血压低通滤波电路10115及血压带通滤波电路10116相连的第二单片机10117 ;
[0112]本发明采用基于示波法原理以MSP430系列第二单片机为核心对血压进行无创检测。首先通过气泵对袖带进行充气加压至180mmHg，当脉搏波消失时，打开放气阀给袖带快速放气，通过压力传感器检测袖带压力的变化并转换为变化的电信号，再分别通过低通滤波器和带通滤波器分离出袖带压力信号和袖带脉搏波信号，袖带压力信号和袖带脉搏波信号再进入MSP430系列第二单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，得到袖带压力和脉搏波波形图，根据袖带压力波形图计算出袖带平均压，进一步根据脉搏波波形得到收缩压和舒张压，最后将收缩压和舒张压值通过MSP430系列第二单片机的UART串口传送给CPU。
[0113]呼吸采集电路1012，参考图5，所述呼吸采集电路1012包括:
[0114]分别与人体相连的电极10120和恒流源激励电路10121 ;
[0115]与所述电极10120相连的呼吸信号处理电路10122 ；
[0116]与所述呼吸信号处理器10122相连的光耦合输出电路10123 ；
[0117]与所述恒流源激励电路10121相连的正弦波信号发生器10124 ;
[0118]与所述光親合输出电路10123和正弦波信号发生器10124相连的第三单片机10125 ；
[0119]具体地，本发明采用两电极胸阻抗法检测呼吸，两片电极与心电采集电路1010中的心电拾取电极共用。通过文氏电桥振荡电路输出频率为79.6kHz的正弦波信号，通过恒流源激励电路输出恒定高频电流ImA加到人体上，通过两电极检测呼吸阻抗的变化，再经前置放大器将电极检测到的信号放大，由小信号检波器检波输出呼吸波的低频信号，最后由光电耦合电路输出有效的呼吸波形至MSP430系列第三单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理以得到呼吸频率和深度，最后通过MSP430系列第三单片 机的UART串口将呼吸频率和深度值传送至CPU。
[0120]温度采集电路1013，参考图6，所述温度采集电路1013包括:
[0121]温度传感器10130;
[0122]与所述温度传感器10130相连的第四单片机10131 ;
[0123]所述第一单片机10107、第二单片机10117、第三单片机10125及第四单片机10131均与处理器相连。具体地，温度传感器10130检测到的温度信号经单线接口送入MSP430系列第四单片机进行A/D转换、矫正等处理，然后由MSP430系列第四单片机的UART串口将温度值传送至CPU。
[0124]参考图7，示出了本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第二采集器结构框图，所述第二采集器102包括:
[0125]具有指套式光电传感器的血氧探头1020 ;
[0126]分别与所述血氧探头1020相连的血氧信号处理器1021和探头驱动电路1022 ;
[0127]与所述血氧信号处理器1021和探头驱动电路1022相连的第五单片机1023 ;
[0128]所述第五单片机1023与处理器相连。
[0129]具体地，本发明采用透射式检测法检测血氧饱和度，血氧采集电路设置在在手指部位，由指套式光电传感器组成的血氧探头、探头驱动电路、信号处理电路、MSP430系列第五单片机、蓝牙收发模块组成，其中，血氧探头由红光和红外光发光二极管以及光电传感器组成，信号处理电路由模拟放大电路、交流信号放大电路、交流信号放大电路组成。在血氧检测时，MSP430系列第五单片机周期性地产生时序控制信号交替驱动红光和红外光发光二极管，在手指另一侧的光电传感器将经手指透射过来的光转换为电流信号，电流信号经模拟放大电路转换为放大的电压信号，再由交流信号提取电路去除直流部分，然后放大交流信号并送至MSP430系列第五单片机进行A/D转换、分析小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，根据Beer-Lambert定律计算出血氧饱和度和脉率值，将计算得到的血氧饱和度和脉率值由MSP430系列第五单片机的UART串口传送给蓝牙传输模块，再由蓝牙传输模块发送至CPU。
[0130]与上述本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1相对应，本发明还提供了一种臂带式生命指征采集方法实施例1，参考图8和图1，该采集方法可以包括:
[0131]步骤S100、第一采集器101采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器302 ；
[0132]步骤S101、第二采集器102采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器302 ;
[0133]需要说明的是，本发明对上述两个执行步骤的顺序不做严格限定，图中顺序仅是为了方便理解本发明技术方案；
[0134]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0135]以上主要针对本发明一种臂带式生命指征采集方法及系统的实施例进行了详细说明，也就是站在采集系统100的角度来写，在实际应用中，与之配合工作的还有处理系统，也就是与采集系统100相连的处理器302，即CPU，以下针对处理系统、处理方法的角度进tx说明；
[0136]参考图9，示出了本发明一种生命指征处理方法实施例1的流程图，该监测方法具体可以包括如下步骤:
[0137]步骤S200、获取臂带式采集系统100采集到的人体生命指征参数；
[0138]本发明中，为了便于查询或后期需要，可以存储上述获取到的所述人体生命指征参数；
[0139]步骤S201、比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，进入步骤S202 ;否则，返回步骤S200 ；
[0140]对每个基本生命指征参数设置阈值，当接受到的基本生命指征参数超出设定的正常阈值范围时，利用数据挖掘技术的关联规则挖掘方法分析病人发生的疾病，同时发出对应疾病的报警信号。例如，当心电信号和血压信号异常时(心率失常、血压骤然升高)可判断为急性心肌梗塞有较大发生的概率可能。
[0141]步骤S202、确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0142]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0143]具体地，利用数据挖掘拘束的关联规则挖掘方法来分析病人某个或某几个基本生命指征参数异常时病人发生的疾病，下面以急性心肌梗塞为例进行具体说明。
[0144]病人发生急性心肌梗塞时心电信号主要表现为心率加快或节律不齐、S-T段下移、T波地平倒置、U波高大、Q-T间期延长，血压表现为收缩压和舒张压同时急剧降低，呼吸加快或变深等，通过对心电、血压、呼吸等的监测以及联合分析就可以判断病人是否发生急性心肌梗塞。其中，心电和血压关联模型的建立包括数据准备、关联模型的建立；
[0145]数据准备包括数据清理、数据集成、数据选择、数据格式转换:
[0146]利用数据清理对得到的数据源进行去噪处理，删除数据格式与标准数据格式不一致和与实际对象不匹配的数据；数据集成将心电信号和血压信号的特征值存放在一个存储空间中；数据选择从心电信号和血压信号的特征值中选取出能偶诊断脑梗塞的参数，BP:QRS波宽、R波幅值、P波幅值、Q波幅值、S波幅值、P_R间期、Q_T间期、T波幅值、血压的收缩压和舒张压；数据转换将源数据的数据类型转换为统一的格式。
[0147]本发明数据挖掘的环境是基于Java语言的WEKA开发平台，包括数据格式的转换、数据预处理、关联规则模型的建立、模型评估，首先，数据格式的转换将数据转换为WEKA能处理的数据格式，再通过数据预处理对数据进行缺失值处理、标准化、规范化、离散化处理，利用关联规则挖掘算法建立关联规则模型，最后对建立好的模型进行评估。通过对心电信号和血压信号的关联分析，就可以诊断和预防急性心肌梗塞的发生。
[0148]参考图10，示出了本发明一种生命指征处理方法实施例2的流程图，上述处理方法还包括:
[0149]步骤S300、检测是否在预设时间段内获取到所述人体生命指征参数，以判断所述第一采集器和/或所述第二采集器是否出现异常情况；
[0150]步骤S301、当确定出现异常情况时，生成相应的报警信息并发出警告；
[0151]其中，所述异常情况包括:电极松动或脱落，和/或，传感器松动或脱落。
[0152]本发明中，CPU统一控制采集系统100中的每一个参数采集电路的采样通道、采样率、串口波特率、数据格式等配置信息，采集电路将采集到的基本生命指征参数发送给CPU，同时通过检测采集系统100是否定时向CPU发送生命指征参数来判断电路采集电路的电极和传感器是否松动或脱落；
[0153]与上述本发明一种生命指征处理方法实施例1相对应，本发明还提供了一种生命指征处理系统实施例1，参考图11，该处理系统200包括:
[0154]获取单元201，用于获取臂带式采集系统采集到的人体生命指征参数；
[0155]判断单元202，用于比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；
[0156]类型确定单元203，用于当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0157]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0158]以上技术方案中，生命指征处理系统对采集系统100获取到的人体生命指征参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化，并确定所述异常变化所属临床表现状态和类型，解决了现有技术中对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
[0159]综合以上技术方案，本发明还提供了一种臂带式生命指征监测系统实施例1，参考图12，该监测系统300包括:
[0160]臂带式采集系统 301，所述臂带式采集系统301包括:
[0161]第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器302 ；
[0162]第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器302 ;
[0163]所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
[0164]所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
[0165]需要特别说明的是，该臂带式采集系统为上述本发明提供的臂带式生命指征采集系统100 ；
[0166]处理器302，用于获取所述人体生命指征参数，并比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0167]其中，所述人体生命指征参数包括:心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。本发明中，优选的，所述处理器302设置于所述袖带上。也就是说，处理系统，也叫CPU，可以与第一采集器集成在袖带上，也可以独立设置在其它地方，优选的，将CPU设置在袖带上，以确保能有效顺利地获取到人体生命指征参数中的各个参数；
[0168]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0169]以上对本发明所提供的臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种臂带式生命指征采集系统，其特征在于，包括: 第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器; 第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器； 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带； 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件； 其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。2.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第一采集器包括: 心电米集电路，所述心电米集电路包括: 胸导联电极； 左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极； 右腿驱动电路； 分别与所述胸导联电极和右腿驱动电路相连的前置放大器； 依次顺序连接的电平抬升电路、高通滤波电路、心电低通滤波电路、陷波器及第一单片机； 血压采集电路，所述血压采集电路包括: 分别与所述袖带相连的气泵、放气阀和压力传感器； 与所述气泵相连的气泵阀驱动电路； 与所述放气阀相连的放气阀驱动电路； 分别与所述压力传感器相连的血压低通滤波电路和血压带通滤波电路； 与所述气泵阀驱动电路、放气阀驱动电路、血压低通滤波电路及血压带通滤波电路相连的第二单片机； 呼吸采集电路，所述呼吸采集电路包括: 分别与人体相连的电极和恒流源激励电路； 与所述电极相连的呼吸信号处理电路； 与所述呼吸信号处理器相连的光耦合输出电路； 与所述恒流源激励电路相连的正弦波信号发生器； 与所述光耦合输出电路和正弦波信号发生器相连的第三单片机； 温度采集电路，所述温度采集电路包括: 温度传感器； 与所述温度传感器相连的第四单片机； 所述第一单片机、第二单片机、第三单片机及第四单片机均与所述处理器相连。3.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第二采集器包括: 具有指套式光电传感器的血氧探头； 分别与所述血氧探头相连的血氧信号处理器和探头驱动电路； 与所述血氧信号处理器和探头驱动电路相连的第五单片机； 所述第五单片机与所述处理器相连。4.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，还包括: 显示器，用于显示所述人体生命指征参数； 所述显示器设置在所述袖带上。5.一种臂带式生命指征采集方法，其特征在于，包括: 第一采集器实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器； 第二采集器实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器； 其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。6.一种生命指征处理方法，其特征在于，包括: 获取臂带式生命指征采集系统采集到的人体生命指征参数； 比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化； 当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，还包括: 检测是否在预设时间段内获取到所述人体生命指征参数，以判断所述第一采集器和/或所述第二采集器是否出现异常情况； 当确定出现异常情况时，生成相应的报警信息并发出警告； 其中，所述异常情况包括:电极松动或脱落，和/或，传感器松动或脱落。8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，还包括: 存储所述人体生命指征参数。9.一种生命指征处理系统，其特征在于，包括: 获取单元，用于获取臂带式采集系统采集到的人体生命指征参数； 判断单元，用于比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；类型确定单元，用于当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型； 其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。10.一种臂带式生命指征监测系统，其特征在于，包括: 臂带式采集系统，所述臂带式采集系统包括: 第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器; 第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器； 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带； 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件； 处理器，用于获取所述人体生命指征参数，并比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型； 其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。11.如权利要求10所述的监测系统，其特征在于，所述处理器设置于所述袖带上。
【专利摘要】本发明公开了一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统，所述采集系统包括：第一采集器，用于实时采集心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数；第二采集器，用于实时采集血氧饱和度参数、脉率参数；所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；同时，处理器用于获取人体生命指征参数，并依据人体生命指征参数判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型。以上技术方案解决了现有的监测系统中采集系统通常体积大、不方便携带，且只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
【IPC分类】A61B5/0402, A61B5/08, A61B5/01, A61B5/0205, A61B5/0225, A61B5/1455
【公开号】CN104905773
【申请号】CN201510353760
【发明人】张俊然, 赵斌, 蒋小梅, 陈富琴
【申请人】四川大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日
【技术领域】
[0001]本发明涉及监测技术领域，特别是涉及一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统。
【背景技术】
[0002]在医院里，通常采用监测系统监测病人的生命指征参数，以随时了解病人的身体状况和病情的发展趋势。其中，人体的生命指征参数包括以下六个参数:心电、血压、血氧饱和度、脉率、呼吸和体温。
[0003]然而，现有的绝大多数监测系统中用来采集人体生命指征参数的采集系统都体积大、不方便携带，通常占据病房的较多空间并且只能设置在病床旁，使得病房里的人员不能方便地在病房移动；同时，通常只能对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统，以解决现有的监测系统中采集系统通常体积大、不方便携带，且只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种臂带式生命指征采集系统，包括:
[0006]第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器；
[0007]第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0008]所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
[0009]所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
[0010]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0011]上述采集系统中，优选的，所述第一采集器包括:
[0012]心电采集电路，所述心电采集电路包括:
[0013]胸导联电极；
[0014]左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；
[0015]右腿驱动电路；
[0016]分别与所述胸导联电极和右腿驱动电路相连的前置放大器；
[0017]依次顺序连接的电平抬升电路、高通滤波电路、心电低通滤波电路、陷波器及第一单片机；
[0018]血压采集电路，所述血压采集电路包括:
[0019]分别与所述袖带相连的气泵、放气阀和压力传感器；
[0020]与所述气泵相连的气泵阀驱动电路；[0021 ]与所述放气阀相连的放气阀驱动电路；
[0022]分别与所述压力传感器相连的血压低通滤波电路和血压带通滤波电路；
[0023]与所述气泵阀驱动电路、放气阀驱动电路、血压低通滤波电路及血压带通滤波电路相连的第二单片机；
[0024]呼吸采集电路，所述呼吸采集电路包括:
[0025]分别与人体相连的电极和恒流源激励电路；
[0026]与所述电极相连的呼吸信号处理电路；
[0027]与所述呼吸信号处理器相连的光耦合输出电路；
[0028]与所述恒流源激励电路相连的正弦波信号发生器；
[0029]与所述光耦合输出电路和正弦波信号发生器相连的第三单片机；
[0030]温度采集电路，所述温度采集电路包括:
[0031]温度传感器；
[0032]与所述温度传感器相连的第四单片机；
[0033]所述第一单片机、第二单片机、第三单片机及第四单片机均与所述处理器相连。
[0034]上述采集系统中，优选的，所述第二采集器包括:
[0035]具有指套式光电传感器的血氧探头；
[0036]分别与所述血氧探头相连的血氧信号处理器和探头驱动电路；
[0037]与所述血氧信号处理器和探头驱动电路相连的第五单片机；
[0038]所述第五单片机与所述处理器相连。
[0039]上述采集系统中，优选的，还包括:
[0040]显示器，用于显示所述人体生命指征参数；
[0041 ]所述显示器设置在所述袖带上。
[0042]本发明还提供一种臂带式生命指征采集方法，包括:
[0043]第一采集器实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器;
[0044]第二采集器实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0045]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0046]本发明又提供了一种生命指征处理方法，包括:
[0047]获取臂带式生命指征采集系统采集到的人体生命指征参数；
[0048]比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；
[0049]当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0050]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0051]上述处理方法中，优选的，还包括:
[0052]检测是否在预设时间段内获取到所述人体生命指征参数，以判断所述第一采集器和/或所述第二采集器是否出现异常情况；
[0053]当确定出现异常情况时，生成相应的报警信息并发出警告；
[0054]其中，所述异常情况包括:电极松动或脱落，和/或，传感器松动或脱落。
[0055]上述处理方法中，优选的，还包括:
[0056]存储所述人体生命指征参数。
[0057]本发明还提供了一种生命指征处理系统，包括:
[0058]获取单元，用于获取臂带式采集系统采集到的人体生命指征参数；
[0059]判断单元，用于比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；
[0060]类型确定单元，用于当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0061]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0062]本发明再提供了一种臂带式生命指征监测系统，包括:
[0063]臂带式采集系统，所述臂带式采集系统包括:
[0064]第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器；
[0065]第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0066]所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
[0067]所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
[0068]处理器，用于获取所述人体生命指征参数，并比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0069]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0070]上述监测系统中，优选的，所述处理器设置于所述袖带上。
[0071]以上本发明所提供的技术方案中，通过将第一采集器的袖带固定在病人的胳臂上，利用固定部件将第二采集器固定在病人手指上，以此实现了生命指征采集系统的可穿戴式的一体化采集，显然，本发明提供的臂带式生命指征采集系统体积小，占用空间少且携带方便；同时，在数据处理方面，对获取到的人体生命指征参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化，并确定所述异常变化所属临床表现状态和类型，解决了现有技术中只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
【附图说明】
[0072]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0073]图1为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的一种结构框图；
[0074]图2为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第一采集器结构框图；
[0075]图3为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的心电采集电路结构框图；
[0076]图4为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的血压采集电路结构框图；
[0077]图5为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的呼吸采集电路结构框图；
[0078]图6为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的温度采集电路结构框图；
[0079]图7为本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第二采集器结构框图；
[0080]图8为本发明一种臂带式生命指征采集方法实施例1的流程图；
[0081]图9为本发明一种生命指征处理方法实施例1的流程图；
[0082]图10为本发明一种生命指征处理方法实施例2的流程图；
[0083]图11为本发明一种生命指征处理系统实施例1的结构框图；
[0084]图12为本发明一种臂带式生命指征监测系统实施例1的结构框图。
【具体实施方式】
[0085]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做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。
[0086]本发明的核心是提供一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统，以解决现有的监测系统中采集系统通常体积大、不方便携带，且只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
[0087]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0088]参考图1，示出了本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的一种结构框图，该采集系统100可以包括:
[0089]第一采集器101，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器；
[0090]第二采集器102，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器；
[0091]所述第一采集器101具有将其固定于手臂上的袖带；
[0092]所述第二采集器102具有与手指相适应的固定部件；
[0093]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0094]以上臂带式生命指征采集系统100的主要组成部分包括:第一采集器101、第二采集器102，该采集系统100还可以包括:
[0095]显示器，用于显示所述人体生命指征参数，优选的，设置于所述袖带上，上，病人可以通过显示屏显示感兴趣的基本生命指征参数，通过显示屏，病人还可以并进行显示方式、数据存储、数据传输等方式设置。
[0096]优选的，上述显示器为IXD触摸屏显示器，触摸屏便于病人操作，提高用户体验度，当然，也可以不是LCD触摸屏，这仅仅是举个例子，可由本领域技术人员依据具体情况自行设定；
[0097]以上本发明所提供的技术方案中，通过将第一采集器101的袖带固定在病人的胳臂上，利用固定部件将第二采集器102固定在病人手指上，以此实现了采集系统100的可穿戴式的一体化采集，显然，相较现有技术中，大多数人体基本生命指征监护仪都存在高功耗，体型庞大不易移动，本发明提供的臂带式生命指征采集系统100体积小，功耗低，占用空间少且携带方便。
[0098]参考图2，示出了本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第一采集器结构框图，具体地，所述第一采集器101具体可以包括:
[0099]心电采集电路1010，参考图3，所述心电采集电路1010包括:
[0100]胸导联电极10100 ；
[0101]左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；
[0102]右腿驱动电路10101 ;
[0103]分别与所述胸导联电极10100和右腿驱动电路10101相连的前置放大器10102 ；
[0104]依次顺序连接的电平抬升电路10103、高通滤波电路10104、心电低通滤波电路10105、陷波器10106及第一单片机10107 ；
[0105]具体地，心电采集电路1010以MSP430系列第一单片机为核心，完成心电信号的拾取、放大和滤波、A/D转换等操作。心电信号由电极拾取后，后由高精度、高共模抑制比、高输入阻抗的医用放大器AD620进行放大，同时采用右腿驱动电路进一步提高输入端的共模抑制比以抑制共模干扰。采用LM385稳压器抬高心电信号的电压水平以获得正值便于A/D转换。由于心电信号的频率范围为0.05Hz?100Hz，采用高通滤波器和低通滤波器滤除高频噪声和基线漂移，其中，高通滤波器的截止频率为0.03Hz，低通滤波器的截止频率为100Hz。50Hz陷波器采用的是双T网络带阻滤波器，滤除工频干扰。最后心电信号由MSP430系列第一单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，再由MSP430系列第一单片机的UART串口传送至CPU。
[0106]血压采集电路1011，参考图4，所述血压采集电路1011包括:
[0107]分别与所述袖带相连的气泵10110、放气阀10111和压力传感器10112 ；
[0108]与所述气泵10110相连的气泵阀驱动电路10113 ；
[0109]与所述放气阀10111相连的放气阀驱动电路10114 ；
[0110]分别与所述压力传感器10112相连的血压低通滤波电路10115和血压带通滤波电路 10116 ；
[0111]与所述气泵阀驱动电路10113、放气阀驱动电路10114、血压低通滤波电路10115及血压带通滤波电路10116相连的第二单片机10117 ;
[0112]本发明采用基于示波法原理以MSP430系列第二单片机为核心对血压进行无创检测。首先通过气泵对袖带进行充气加压至180mmHg，当脉搏波消失时，打开放气阀给袖带快速放气，通过压力传感器检测袖带压力的变化并转换为变化的电信号，再分别通过低通滤波器和带通滤波器分离出袖带压力信号和袖带脉搏波信号，袖带压力信号和袖带脉搏波信号再进入MSP430系列第二单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，得到袖带压力和脉搏波波形图，根据袖带压力波形图计算出袖带平均压，进一步根据脉搏波波形得到收缩压和舒张压，最后将收缩压和舒张压值通过MSP430系列第二单片机的UART串口传送给CPU。
[0113]呼吸采集电路1012，参考图5，所述呼吸采集电路1012包括:
[0114]分别与人体相连的电极10120和恒流源激励电路10121 ;
[0115]与所述电极10120相连的呼吸信号处理电路10122 ；
[0116]与所述呼吸信号处理器10122相连的光耦合输出电路10123 ；
[0117]与所述恒流源激励电路10121相连的正弦波信号发生器10124 ;
[0118]与所述光親合输出电路10123和正弦波信号发生器10124相连的第三单片机10125 ；
[0119]具体地，本发明采用两电极胸阻抗法检测呼吸，两片电极与心电采集电路1010中的心电拾取电极共用。通过文氏电桥振荡电路输出频率为79.6kHz的正弦波信号，通过恒流源激励电路输出恒定高频电流ImA加到人体上，通过两电极检测呼吸阻抗的变化，再经前置放大器将电极检测到的信号放大，由小信号检波器检波输出呼吸波的低频信号，最后由光电耦合电路输出有效的呼吸波形至MSP430系列第三单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理以得到呼吸频率和深度，最后通过MSP430系列第三单片 机的UART串口将呼吸频率和深度值传送至CPU。
[0120]温度采集电路1013，参考图6，所述温度采集电路1013包括:
[0121]温度传感器10130;
[0122]与所述温度传感器10130相连的第四单片机10131 ;
[0123]所述第一单片机10107、第二单片机10117、第三单片机10125及第四单片机10131均与处理器相连。具体地，温度传感器10130检测到的温度信号经单线接口送入MSP430系列第四单片机进行A/D转换、矫正等处理，然后由MSP430系列第四单片机的UART串口将温度值传送至CPU。
[0124]参考图7，示出了本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第二采集器结构框图，所述第二采集器102包括:
[0125]具有指套式光电传感器的血氧探头1020 ;
[0126]分别与所述血氧探头1020相连的血氧信号处理器1021和探头驱动电路1022 ;
[0127]与所述血氧信号处理器1021和探头驱动电路1022相连的第五单片机1023 ;
[0128]所述第五单片机1023与处理器相连。
[0129]具体地，本发明采用透射式检测法检测血氧饱和度，血氧采集电路设置在在手指部位，由指套式光电传感器组成的血氧探头、探头驱动电路、信号处理电路、MSP430系列第五单片机、蓝牙收发模块组成，其中，血氧探头由红光和红外光发光二极管以及光电传感器组成，信号处理电路由模拟放大电路、交流信号放大电路、交流信号放大电路组成。在血氧检测时，MSP430系列第五单片机周期性地产生时序控制信号交替驱动红光和红外光发光二极管，在手指另一侧的光电传感器将经手指透射过来的光转换为电流信号，电流信号经模拟放大电路转换为放大的电压信号，再由交流信号提取电路去除直流部分，然后放大交流信号并送至MSP430系列第五单片机进行A/D转换、分析小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，根据Beer-Lambert定律计算出血氧饱和度和脉率值，将计算得到的血氧饱和度和脉率值由MSP430系列第五单片机的UART串口传送给蓝牙传输模块，再由蓝牙传输模块发送至CPU。
[0130]与上述本发明一种臂带式生命指征采集系统实施例1相对应，本发明还提供了一种臂带式生命指征采集方法实施例1，参考图8和图1，该采集方法可以包括:
[0131]步骤S100、第一采集器101采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器302 ；
[0132]步骤S101、第二采集器102采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器302 ;
[0133]需要说明的是，本发明对上述两个执行步骤的顺序不做严格限定，图中顺序仅是为了方便理解本发明技术方案；
[0134]其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
[0135]以上主要针对本发明一种臂带式生命指征采集方法及系统的实施例进行了详细说明，也就是站在采集系统100的角度来写，在实际应用中，与之配合工作的还有处理系统，也就是与采集系统100相连的处理器302，即CPU，以下针对处理系统、处理方法的角度进tx说明；
[0136]参考图9，示出了本发明一种生命指征处理方法实施例1的流程图，该监测方法具体可以包括如下步骤:
[0137]步骤S200、获取臂带式采集系统100采集到的人体生命指征参数；
[0138]本发明中，为了便于查询或后期需要，可以存储上述获取到的所述人体生命指征参数；
[0139]步骤S201、比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，进入步骤S202 ;否则，返回步骤S200 ；
[0140]对每个基本生命指征参数设置阈值，当接受到的基本生命指征参数超出设定的正常阈值范围时，利用数据挖掘技术的关联规则挖掘方法分析病人发生的疾病，同时发出对应疾病的报警信号。例如，当心电信号和血压信号异常时(心率失常、血压骤然升高)可判断为急性心肌梗塞有较大发生的概率可能。
[0141]步骤S202、确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0142]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0143]具体地，利用数据挖掘拘束的关联规则挖掘方法来分析病人某个或某几个基本生命指征参数异常时病人发生的疾病，下面以急性心肌梗塞为例进行具体说明。
[0144]病人发生急性心肌梗塞时心电信号主要表现为心率加快或节律不齐、S-T段下移、T波地平倒置、U波高大、Q-T间期延长，血压表现为收缩压和舒张压同时急剧降低，呼吸加快或变深等，通过对心电、血压、呼吸等的监测以及联合分析就可以判断病人是否发生急性心肌梗塞。其中，心电和血压关联模型的建立包括数据准备、关联模型的建立；
[0145]数据准备包括数据清理、数据集成、数据选择、数据格式转换:
[0146]利用数据清理对得到的数据源进行去噪处理，删除数据格式与标准数据格式不一致和与实际对象不匹配的数据；数据集成将心电信号和血压信号的特征值存放在一个存储空间中；数据选择从心电信号和血压信号的特征值中选取出能偶诊断脑梗塞的参数，BP:QRS波宽、R波幅值、P波幅值、Q波幅值、S波幅值、P_R间期、Q_T间期、T波幅值、血压的收缩压和舒张压；数据转换将源数据的数据类型转换为统一的格式。
[0147]本发明数据挖掘的环境是基于Java语言的WEKA开发平台，包括数据格式的转换、数据预处理、关联规则模型的建立、模型评估，首先，数据格式的转换将数据转换为WEKA能处理的数据格式，再通过数据预处理对数据进行缺失值处理、标准化、规范化、离散化处理，利用关联规则挖掘算法建立关联规则模型，最后对建立好的模型进行评估。通过对心电信号和血压信号的关联分析，就可以诊断和预防急性心肌梗塞的发生。
[0148]参考图10，示出了本发明一种生命指征处理方法实施例2的流程图，上述处理方法还包括:
[0149]步骤S300、检测是否在预设时间段内获取到所述人体生命指征参数，以判断所述第一采集器和/或所述第二采集器是否出现异常情况；
[0150]步骤S301、当确定出现异常情况时，生成相应的报警信息并发出警告；
[0151]其中，所述异常情况包括:电极松动或脱落，和/或，传感器松动或脱落。
[0152]本发明中，CPU统一控制采集系统100中的每一个参数采集电路的采样通道、采样率、串口波特率、数据格式等配置信息，采集电路将采集到的基本生命指征参数发送给CPU，同时通过检测采集系统100是否定时向CPU发送生命指征参数来判断电路采集电路的电极和传感器是否松动或脱落；
[0153]与上述本发明一种生命指征处理方法实施例1相对应，本发明还提供了一种生命指征处理系统实施例1，参考图11，该处理系统200包括:
[0154]获取单元201，用于获取臂带式采集系统采集到的人体生命指征参数；
[0155]判断单元202，用于比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；
[0156]类型确定单元203，用于当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0157]其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
[0158]以上技术方案中，生命指征处理系统对采集系统100获取到的人体生命指征参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化，并确定所述异常变化所属临床表现状态和类型，解决了现有技术中对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
[0159]综合以上技术方案，本发明还提供了一种臂带式生命指征监测系统实施例1，参考图12，该监测系统300包括:
[0160]臂带式采集系统 301，所述臂带式采集系统301包括:
[0161]第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器302 ；
[0162]第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器302 ;
[0163]所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
[0164]所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
[0165]需要特别说明的是，该臂带式采集系统为上述本发明提供的臂带式生命指征采集系统100 ；
[0166]处理器302，用于获取所述人体生命指征参数，并比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；
[0167]其中，所述人体生命指征参数包括:心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。本发明中，优选的，所述处理器302设置于所述袖带上。也就是说，处理系统，也叫CPU，可以与第一采集器集成在袖带上，也可以独立设置在其它地方，优选的，将CPU设置在袖带上，以确保能有效顺利地获取到人体生命指征参数中的各个参数；
[0168]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0169]以上对本发明所提供的臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种臂带式生命指征采集系统，其特征在于，包括: 第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器; 第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器； 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带； 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件； 其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。2.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第一采集器包括: 心电米集电路，所述心电米集电路包括: 胸导联电极； 左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极； 右腿驱动电路； 分别与所述胸导联电极和右腿驱动电路相连的前置放大器； 依次顺序连接的电平抬升电路、高通滤波电路、心电低通滤波电路、陷波器及第一单片机； 血压采集电路，所述血压采集电路包括: 分别与所述袖带相连的气泵、放气阀和压力传感器； 与所述气泵相连的气泵阀驱动电路； 与所述放气阀相连的放气阀驱动电路； 分别与所述压力传感器相连的血压低通滤波电路和血压带通滤波电路； 与所述气泵阀驱动电路、放气阀驱动电路、血压低通滤波电路及血压带通滤波电路相连的第二单片机； 呼吸采集电路，所述呼吸采集电路包括: 分别与人体相连的电极和恒流源激励电路； 与所述电极相连的呼吸信号处理电路； 与所述呼吸信号处理器相连的光耦合输出电路； 与所述恒流源激励电路相连的正弦波信号发生器； 与所述光耦合输出电路和正弦波信号发生器相连的第三单片机； 温度采集电路，所述温度采集电路包括: 温度传感器； 与所述温度传感器相连的第四单片机； 所述第一单片机、第二单片机、第三单片机及第四单片机均与所述处理器相连。3.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第二采集器包括: 具有指套式光电传感器的血氧探头； 分别与所述血氧探头相连的血氧信号处理器和探头驱动电路； 与所述血氧信号处理器和探头驱动电路相连的第五单片机； 所述第五单片机与所述处理器相连。4.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，还包括: 显示器，用于显示所述人体生命指征参数； 所述显示器设置在所述袖带上。5.一种臂带式生命指征采集方法，其特征在于，包括: 第一采集器实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器； 第二采集器实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器； 其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。6.一种生命指征处理方法，其特征在于，包括: 获取臂带式生命指征采集系统采集到的人体生命指征参数； 比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化； 当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型；其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，还包括: 检测是否在预设时间段内获取到所述人体生命指征参数，以判断所述第一采集器和/或所述第二采集器是否出现异常情况； 当确定出现异常情况时，生成相应的报警信息并发出警告； 其中，所述异常情况包括:电极松动或脱落，和/或，传感器松动或脱落。8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，还包括: 存储所述人体生命指征参数。9.一种生命指征处理系统，其特征在于，包括: 获取单元，用于获取臂带式采集系统采集到的人体生命指征参数； 判断单元，用于比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；类型确定单元，用于当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型； 其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。10.一种臂带式生命指征监测系统，其特征在于，包括: 臂带式采集系统，所述臂带式采集系统包括: 第一采集器，用于实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器; 第二采集器，用于实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器； 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带； 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件； 处理器，用于获取所述人体生命指征参数，并比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型； 其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。11.如权利要求10所述的监测系统，其特征在于，所述处理器设置于所述袖带上。
【专利摘要】本发明公开了一种臂带式生命指征采集系统、处理系统及方法、监测系统，所述采集系统包括：第一采集器，用于实时采集心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数；第二采集器，用于实时采集血氧饱和度参数、脉率参数；所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；同时，处理器用于获取人体生命指征参数，并依据人体生命指征参数判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属临床表现状态和类型。以上技术方案解决了现有的监测系统中采集系统通常体积大、不方便携带，且只对单个基本生命指征参数进行独立分析，难以对疾病状态和类型进行综合判断的问题。
【IPC分类】A61B5/0402, A61B5/08, A61B5/01, A61B5/0205, A61B5/0225, A61B5/1455
【公开号】CN104905773
【申请号】CN201510353760
【发明人】张俊然, 赵斌, 蒋小梅, 陈富琴
【申请人】四川大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日
最新回复(0)