一种带有体征监测的居家护理床及其监控方法技术

本发明专利技术涉及居家护理床技术领域，尤其涉及一种带有体征监测的居家护理床及其监控方法，本发明专利技术提出以下方案，首先通过居家护理床的光纤传感器获取老年人的睡眠体征数据和日常体征数据，其次根据老年人的日常体征数据，对老年人的身体状况进行识别，如果出现异常状况，触发警报，最后根据老年人的睡眠体征数据，对老年人的睡眠状态进行分类，并根据老年人的睡眠状态对居家护理床执行控制指令，通过居家护理床实现居家老人的实时监测和改善睡眠质量

【技术实现步骤摘要】
一种带有体征监测的居家护理床及其监控方法


[0001]本专利技术涉及居家护理床
，尤其涉及一种带有体征监测的居家护理床及其监控方法
。

技术介绍

[0002]随着人口老龄化的日趋严峻，空巢老人比重的逐年攀升，失能老人的数量也在同比例增长，使得我国人口比例处于未老先衰
、
银发潮的大环境下，用何种护理方式来解决失能老人因身体行动不便
、
肌体退化
、
思维迟钝的缺点而导致生活不能自理的家庭照料与看护问题，已经成为当今社会函待解决的共同话题之一，护理床的出现，有效解决了失能老人的日常生活需求，但是，目前我国市场上的护理床产品功能简单
、
品质良莠不齐
、
非智能化，大多数为手动式控制或简单的电动式控制，并且无法对需要护理的人的体征数据进行实时监测，常见的生命体征监测设备操作复杂，且需要长期与老人的皮肤接触，导致老人感到不适与不便，无法满足日常监护的需求，对需要护理的人的睡眠状态缺乏有效的监测，无法根据睡眠状态对居家护理床进行实时的控制
。
[0003]如授权公告号为
CN113940831B
的中国专利提供带语音控制及生命体征监测的智能护理床电控系统，其包括若干马达
、
执行电路
、
搭载有控制模块的控制盒
、
显示屏及遥控器；遥控器通过控制模块控制执行电路驱动马达动作；显示屏与控制模块电连接；控制模块，采用
STM32
单片机为核心
MCU
，通过继电器和
MOS
管对马达的伸缩
、
速度
、
位置的进行控制盒检测；核心
MCU
连接定时器及存储器；遥控器，采用
STC
单片机为核心
MCU
，实现按键功能检测及屏幕的数据显示等；遥控器通过控制模块控制马达工作；马达，内置有霍尔传感器；该专利技术设计合理
、
结构紧凑且使用方便
。
[0004]以上专利均存在本
技术介绍
提出的问题：护理床产品功能简单
、
品质良莠不齐
、
非智能化，大多数为手动式控制或简单的电动式控制，并且无法对需要护理的人的体征数据进行实时监测，常见的生命体征监测设备操作复杂，且需要长期与老人的皮肤接触，导致老人感到不适与不便，无法满足日常监护的需求，对需要护理的人的睡眠状态缺乏有效的监测，无法根据睡眠状态对居家护理床进行实时的控制，为了解决这些问题，本申请设计了一种带有体征监测的居家护理床及其监控方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种带有体征监测的居家护理床监控方法，首先通过居家护理床的光纤传感器获取老年人的睡眠体征数据和日常体征数据，其次根据老年人的日常体征数据，对老年人的身体状况进行识别，如果出现异常状况，触发警报，最后根据老年人的睡眠体征数据，对老年人的睡眠状态进行分类，并根据老年人的睡眠状态对居家护理床执行控制指令
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种带有体征监测的居家护理床监控方法，包括以下步骤；
[0008]S1
：通过居家护理床的光纤传感器获取老年人的日常体征数据和睡眠特征数据；
[0009]S2
：根据老年人的日常体征数据，对老年人的身体状况进行识别，如果出现异常状况，触发警报；
[0010]S3
：当老年人处于睡眠状态时，根据老年人的睡眠体征数据，对老年人的睡眠状态进行分类；
[0011]S4
：根据老年人的睡眠状态，生成睡眠报告，并根据老年人的睡眠状态对居家护理床执行控制指令；
[0012]具体地，所述
S2
具体步骤如下：
[0013]S2.1
：光纤传感器采集老年人的日常状态心冲击信号，根据信号分离策略将日常状态心冲击信号分离出呼吸和心跳信号；
[0014]S2.2
：根据信号提取策略，提取分离出的呼吸和心跳信号，计算对应的呼吸率和心率；
[0015]S2.3
：判断呼吸率是否处于正常呼吸率范围，如果不处于正常呼吸率范围，发出警报，判断心率是否处于正常心率范围，如果不处于正常心率范围，发出警报；
[0016]具体地，所述
S2.1
中所述信号分离策略具体步骤如下：
[0017]S2.1.1
：对心冲击信号进行预处理，所述预处理包括心冲击信号归一化和心冲击信号去噪，通过对预处理后的心冲击信号进行傅里叶变换，得到心冲击信号的傅里叶谱，所述心冲击信号去噪包括人体体动信号噪声去噪和环境信号噪声去噪；
[0018]S2.1.2
：根据尺度空间变换对心冲击信号的傅里叶谱进行频域边界的划分，将心冲击信号的傅里叶谱分为不同中心频率的频段，每一个频段对应一个本征模态函数
u
k
；
[0019]S2.1.3
：对每一个本征模态函数进行迭代，计算满足各模态分量的带宽总和最小情况下的最优解，各模态分量最优解的计算公式为：
[0020][0021]其中，
B(u
b
,
ω
b
)
表示各模态分量最优解，
argmin(
·
)
表示最小化条件约束函数，
α
表示拉格朗日惩罚因子，
K
表示本征模态函数的数量，
k
表示单个本征模态函数，
δ
(t)
表示狄拉克函数，
*
表示卷积运算，
e
表示自然指数，
j
表示虚数单位，
ω
k
表示中心频率，
t
表示横轴坐标，
cos(
·
)
表示余弦函数，
β
表示尺度变换惩罚因子，表示经验小波变换的近似系数，表示经验小波变换的细节系数，
sin(
·
)
表示正弦函数；
[0022]S2.1.4
：根据各模态分量的最优解计算功率谱，选取其中功率谱中能量最大的分量作为呼吸信号，功率谱中能量第二大的分量作为心跳信号；
[0023]具体地，所述
S2.2
中所述信号提取策略具体步骤如下：
[0024]S2.2.1
：计算分离出的心跳信号的一阶差分和二阶差分，将一阶差分和二阶差分对应位置累加，得到心跳周期片段信号；
[0025]S2.2.2
：根据心跳周期片段信号建立特征向量，对特征向量做希尔伯特变换计算出心跳周期片段信号的包络，根据傅里叶变换计算心跳周期片段信号包络的包络谱；
[0026]S2.2.3
：选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带有体征监测的居家护理床监控方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1
：通过居家护理床的光纤传感器获取老年人的日常体征数据和睡眠特征数据；
S2
：根据老年人的日常体征数据，对老年人的身体状况进行识别，如果出现异常状况，触发警报；
S3
：当老年人处于睡眠状态时，根据老年人的睡眠体征数据，对老年人的睡眠状态进行分类；
S4
：根据老年人的睡眠状态，生成睡眠报告，并根据老年人的睡眠状态对居家护理床执行控制指令
。2.
根据权利要求1所述一种带有体征监测的居家护理床监控方法，其特征在于，所述
S2
具体步骤如下：
S2.1
：光纤传感器采集老年人的日常状态心冲击信号，根据信号分离策略将日常状态心冲击信号分离出呼吸和心跳信号；
S2.2
：根据信号提取策略，提取分离出的呼吸和心跳信号，计算对应的呼吸率和心率；
S2.3
：判断呼吸率是否处于正常呼吸率范围，如果不处于正常呼吸率范围，发出警报，判断心率是否处于正常心率范围，如果不处于正常心率范围，发出警报
。3.
根据权利要求2所述一种带有体征监测的居家护理床监控方法，其特征在于，所述
S2.1
中所述信号分离策略具体步骤如下：
S2.1.1
：对心冲击信号进行预处理，所述预处理包括心冲击信号归一化和心冲击信号去噪，通过对预处理后的心冲击信号进行傅里叶变换，得到心冲击信号的傅里叶谱，所述心冲击信号去噪包括人体体动信号噪声去噪和环境信号噪声去噪；
S2.1.2
：根据尺度空间变换对心冲击信号的傅里叶谱进行频域边界的划分，将心冲击信号的傅里叶谱分为不同中心频率的频段，每一个频段对应一个本征模态函数
u
k
；
S2.1.3
：对每一个本征模态函数进行迭代，计算满足各模态分量的带宽总和最小情况下的最优解，各模态分量最优解的计算公式为：其中，
B(u
b
,
ω
b
)
表示各模态分量最优解，
argmin(
·
)
表示最小化条件约束函数，
α
表示拉格朗日惩罚因子，
K
表示本征模态函数的数量，
k
表示单个本征模态函数，
δ
(t)
表示狄拉克函数，
*
表示卷积运算，
e
表示自然指数，
j
表示虚数单位，
ω
k
表示中心频率，
t
表示横轴坐标，
cos(
·
)
表示余弦函数，
β
表示尺度变换惩罚因子，表示经验小波变换的近似系数，表示经验小波变换的细节系数，
sin(
·
)
表示正弦函数；
S2.1.4
：根据各模态分量的最优解计算功率谱，选取其中功率谱中能量最大的分量作
为呼吸信号，功率谱中能量第二大的分量作为心跳信号
。4.
根据权利要求3所述一种带有体征监测的居家护理床监控方法，其特征在于，所述
S2.2
中所述信号提取策略具体步骤如下：
S2.2.1
：计算分离出的心跳信号的一阶差分和二阶差分，将一阶差分和二阶差分对应位置累加，得到心跳周期片段信号；
S2.2.2
：根据心跳周期片段信号建立特征向量，对特征向量做希尔伯特变换计算出心跳周期片段信号的包络，根据傅里叶变换计算心跳周期片段信号包络的包络谱；
S2.2.3
：选取心跳周期片段信号包络谱的最大峰值点和次大峰值点作为一个心跳周期，根据两个峰值点之间的频谱计算心率；
S2.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永发，刘凯，
申请(专利权)人：江苏永发医用设备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：