【技术实现步骤摘要】
一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统及方法
本专利技术涉及疫情监测领域,具体涉及一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统及方法。
技术介绍
准确并及时诊断新型冠状病毒感染者,对患者的治疗以及疫情的防控至关重要。随着小型化设计的实现与广泛应用,便携式的医疗电子设备已成为新的焦点,移动医疗电子产品的研发也进入了一个新的阶段。监护设备能通过检测人体生理参数来反映人们的健康状况,逐渐成为一种需求量很大的医疗设备。基于可穿戴的多生理参数采集系统可以实现人体生理参数的低生理、心理负荷采集的特点,不论患者是在舒适的家里,还是身处何处,便携式多生理参数采集系统都能够实时、连续的监测穿戴者的生命体征参数,在实现人体生理数据的监控之后,使发现潜在的新型冠状病毒传播者成为了可能。《基于可穿戴体温传感器的疫情监控方法和系统》(CN110926655A)涉及一种基于可穿戴体温传感器的疫情监控方法,包括:通过可穿戴式体温传感器定时获取隔离点内的个体的体温数据和地理位置;逐个判断个体的体温数据是否超过37.3℃,是,则判为疑似人,隔离疑似人;然后,在每个隔离点内,监控疑似接触人的体温数据与正常值偏差是否达到0.3℃以上,是,则判为需迫切关注的疑似接触人,需要进行医学手段介入判断;同时,筛查隔离点内是否有超过5%的个体的体温数据与正常值偏差0.5℃以上,是,则判为待筛查疑似人,问询后确认是否需要医学手段介入;从而实现了疑似人的深入、分层次筛查;实现病毒隐藏传播者、患病人群的早发现、早隔离和早治疗。然而,该方法和系统对疑似病人的监控仅仅依赖对 ...
【技术保护点】
1.一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,包括可穿戴智能绷带和疫情监测终端;/n可穿戴智能绷带包括传感器采集模块和蓝牙通讯模块,用于实时采集人体的多维体征数据并发送至疫情监测终端;/n疫情监测终端为安装在移动智能设备上的智能终端,属于主控模块,包括蓝牙通讯模块、数据存储模块、状态判断模块、患者诊断模块以及实时定位模块,用于接收多维体征数据进行状态判断,进而完成传染病患者的诊断。/n
【技术特征摘要】
20200530 CN 20201048103191.一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,包括可穿戴智能绷带和疫情监测终端;
可穿戴智能绷带包括传感器采集模块和蓝牙通讯模块,用于实时采集人体的多维体征数据并发送至疫情监测终端;
疫情监测终端为安装在移动智能设备上的智能终端,属于主控模块,包括蓝牙通讯模块、数据存储模块、状态判断模块、患者诊断模块以及实时定位模块,用于接收多维体征数据进行状态判断,进而完成传染病患者的诊断。
2.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,所述可穿戴智能绷带使用魔术贴固定在胸部,可穿戴智能绷带中的传感器采集模块集成了心电传感器、咳嗽传感器、温湿度传感器、加速度传感器和主板;所述人体的多维体征数据包括穿戴者的呼吸实时数据、咳嗽数据、体温实时数据、排汗实时数据和加速度;
所述心电传感器置于两侧胸肌下面部位,用于采集穿戴者的呼吸实时数据,反映人体的呼吸频率;
所述咳嗽传感器紧贴胸壁,用于采集穿戴者的咳嗽数据;
所述温湿度传感器设置在背部,用于采集穿戴者后背处的体温实时数据和排汗实时数据;
所述加速度传感器设置在背部,用来采集穿戴者的加速度;
所述主板设置于背部,分别与心电传感器、咳嗽传感器、温湿度传感器和加速度传感器连接,用于控制各个传感器工作和实现蓝牙通讯模块的功能。
3.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,传感器采集模块采集人体的多维体征数据后,采用可穿戴智能绷带中的蓝牙通讯模块和疫情监测终端中的蓝牙通讯模块进行数据传输;当第一次进行可穿戴智能绷带和疫情监测终端配对时,需要进入相应疫情监测终端搜索附近的蓝牙设备,输入PIN码,之后便可以进行自动连接;建立连接后,可穿戴智能绷带中的传感器采集模块会周期性的向疫情监测终端发送数据包,直到关闭传感器采集模块或手动关闭安装疫情监测终端的移动智能设备的蓝牙,数据传输才会停止。
4.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,所述疫情监测终端的蓝牙通讯模块与可穿戴智能绷带中的蓝牙通讯模块建立通讯连接,进行交互,将采集到的多维体征数据上传至疫情监测终端并存储在数据存储模块中,通过移动智能设备实时显示穿戴者的体征数据,使穿戴者通过移动智能设备能实时观察自身活动状态和多维体征数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,疫情监测终端接收可穿戴智能绷带收集的穿戴者的多维体征数据后,通过检测算法,得到穿戴者的体温、咳嗽、呼吸频率和排汗生理参数;状态判断模块判断穿戴者的运动状态并确定体温、咳嗽、呼吸频率和排汗生理参数的阈值;患者诊断模块将体温、咳嗽、呼吸频率和排汗生理参数和对应的阈值进行对比,判断穿戴者是否感染传染病,同时,将穿戴者日常多维体征数据的波形图和通过实时定位模块获取的地理位置信息储存至数据存储模块中,穿戴者可以在疫情监测终端内通过日期查找并显示波形图。
6.根据权利要求5所述的一种基于可穿戴智能绷带的传染病监测系统,其特征在于,采用双门限端点检测算法完成咳嗽音的检测,具体如下:
所述双门限端点检测算法是基于咳嗽音信号短时能量和短时过零率来实现端点检测目的;在咳嗽音比较微弱的信号段,咳嗽音和背景噪声的短时能量大小相差不大,但是,咳嗽音的过零率值和背景噪声的过零率有明显的区别,后者一般显著低于前者,将短时能量和短时过零率有结合起来,实现对咳嗽音主要成分的可靠检测;
咳嗽音的能量是随时间不断变化的,而短时能量分析可以恰当地反映和描述这些幅度的变化;短时能量定义为:
其中,x(m)为输入的咳嗽音信号,w(n)是哈明窗函数;短时过零率表示一帧信号时域波形穿过坐标轴横轴(零电平)的次数,在离散信号序列上表现为相邻2个采样,具体如下:
其中,sgn[x]是取符号函数;
采用恒流源法检测呼吸阻抗,具体如下:
恒流源法由流源输出的高频电流通过一对测量电极直接加到被试者的胸壁,由于呼吸阻抗的周期性变化,使测量电极两端的电压幅度随之发生变化,这个变化着的高频电压信号经高频调谐放大,由检波器检出直流信号,再经直流放大和低通滤波器,输出直接反映呼吸阻抗变化的直流信号;该信号也可经功率放大后推动记录仪描记出呼吸曲线;
对于呼吸频率的计算,利用动态差分阈值法检测呼吸波的峰值位置,进而可以根据检测出的波峰数据计算呼吸频率,具体检测过程如下:
A1、开始测量前,先取一定长度的数据,对其进行分析,获取初始差分阈值th1,以及初始幅度阈值上下限值th2和th3;
A2、利用初始阈值开始查询第一个呼吸波的峰值点,设点ni,ni+1,ni+2的幅值分别为Ai,Ai+1,Ai+2,如果满足:
则点ni+1,应为呼吸信号上升段的一点;从点ni+1后开始寻找差分过零的点,即可能为对应呼吸信号的一个峰值点,设点ni+1后任意相邻的4...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛爱华,张翘楚,罗洁,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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