一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，它包括硬件系統(tǒng)和軟件分析系統(tǒng)兩個(gè)部分，硬件系統(tǒng)由血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備、外部終端設(shè)備、遠(yuǎn)程服務(wù)器構(gòu)成，軟件分析系統(tǒng)依靠硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)血壓，運(yùn)動(dòng)，與社交數(shù)據(jù)采集，依照動(dòng)態(tài)血壓模型和算法，在應(yīng)用層上實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：（1）利用多種傳感器與數(shù)據(jù)源，以更低的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)血壓的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析；（2）合理辨別引起血壓波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模式和社交行為，引導(dǎo)使用者避開高危行為；（3）合理分析用藥效果，有助于甄別藥物效果和其他因素對(duì)血壓波動(dòng)的影響。
【專利說明】一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)血壓測(cè)量與分析算法技術(shù)、血壓計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)、加速度計(jì)傳感器數(shù)據(jù)采集與分析算法技術(shù)、以及無線通信數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)，具體涉及一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)(AmbulatoryBlood Pressure Monitoring, ABPM)是一種通過儀器自動(dòng)地，周期性地，定時(shí)測(cè)量日常生活狀態(tài)下人體血壓時(shí)間變化的診斷技術(shù)。ABPM可以有效地避免常規(guī)血壓測(cè)量中的偶發(fā)效應(yīng)，白大褂效應(yīng)，和測(cè)量次數(shù)不足等局限性，能夠更為客觀地反應(yīng)血壓的實(shí)際水平和波動(dòng)情況。日常生活中，血壓的波動(dòng)受到來自生理，運(yùn)動(dòng)，服藥規(guī)律，環(huán)境，與社交行為的綜合影響。例如，觀測(cè)結(jié)果表明，中度高血壓患者進(jìn)行一般強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后，其收縮壓與舒張壓均有顯著降低，并可保持15至23個(gè)小時(shí)。當(dāng)個(gè)體發(fā)生短時(shí)行為時(shí)，血壓也會(huì)產(chǎn)生短時(shí)波動(dòng)，并與其平均波動(dòng)疊加。在分析動(dòng)態(tài)血壓時(shí),辨別其短時(shí)波動(dòng)與平均波動(dòng)，有助于更加客觀地評(píng)估使用者用藥效果，以及采取非藥物手段降低血壓短時(shí)波動(dòng)的影響。目前，動(dòng)態(tài)血壓測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單一的血壓檢測(cè)和傳感設(shè)備，無法將血壓測(cè)量數(shù)據(jù)與其他傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，不能分辨引起血壓波動(dòng)的不同因素。同時(shí)，血壓計(jì)設(shè)備本身不具備靈活的數(shù)據(jù)傳輸功能，測(cè)量數(shù)據(jù)被局限在血壓計(jì)內(nèi)，或基于專有接口的分析系統(tǒng)內(nèi)。這進(jìn)一步限制了對(duì)動(dòng)態(tài)血壓與其他數(shù)據(jù)聯(lián)合分析的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公布了 基于電子血壓儀，加速度計(jì)，智能移動(dòng)終端，以及公共數(shù)據(jù)庫的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，一種基于用戶生理信號(hào)，社交行為，與環(huán)境因素的動(dòng)態(tài)血壓分析模型與算法實(shí)現(xiàn)被公布于本專利中。
[0004]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括硬件系統(tǒng)和軟件分析系統(tǒng)兩個(gè)部分，其特征是:硬件系統(tǒng)由血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備、外部終端設(shè)備、遠(yuǎn)程服務(wù)器構(gòu)成，軟件分析系統(tǒng)依靠硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)血壓，運(yùn)動(dòng)，與社交數(shù)據(jù)采集，依照動(dòng)態(tài)血壓模型和算法，在應(yīng)用層上實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備采用集成加速度計(jì)傳感裝置的臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)、分離的穿戴式運(yùn)動(dòng)傳感裝置和臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)、單一臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)三種方案設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明所述血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備由主控制器模塊、血壓測(cè)量電路模塊、加速度計(jì)傳感模塊、通信模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、按鍵組、發(fā)光二極管組、外部輸出模塊和外部FLASH存儲(chǔ)器組成，其特征是:主控制器模塊分別連接血壓測(cè)量電路模塊、加速度計(jì)傳感模塊、通信模塊、按鍵組、發(fā)光二極管組、外部輸出模塊和外部FLASH存儲(chǔ)器，電源模塊分別連接基準(zhǔn)電壓模塊、主控制器和血壓測(cè)量電路模塊，基準(zhǔn)電壓模塊分別連接血壓測(cè)量模塊和加速度計(jì)傳感模塊。
[0007]本發(fā)明所述血壓測(cè)量電路模塊主要由袖帶、氣管、氣泵、電磁泄氣閥、氣壓傳感器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成，其特征是:袖帶、氣泵、電磁泄氣閥、氣壓傳感器通過氣管相互連接，氣泵、電磁泄氣閥和壓力傳感器與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連通。
[0008]本發(fā)明所述外部終端設(shè)備采用個(gè)人手持終端和非手持式終端二種，所述外部終端設(shè)備支持以下一種以上通信方式用于與血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信:(I)有線串行通信接口，包括但不局限于:USB，RS232接口 ；(2)無線通信協(xié)議，包括但不局限于:藍(lán)牙 2.0,4.0,4.1, NFC，紅外。
[0009]本發(fā)明所述采用個(gè)人手持終端，可以選擇搭配移動(dòng)操作系統(tǒng)的手機(jī)終端，包括但不局限于各個(gè)版本的Android, iOS, Windows Phone系統(tǒng),也可選擇固件功能滿足系統(tǒng)需求的嵌入式設(shè)備。手持外部終端設(shè)備同時(shí)支持以下一種以上通信網(wǎng)絡(luò)用于與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信:(1)GPRS，HSPA，LTE網(wǎng)絡(luò)；(2)802.11.a/b/g/n網(wǎng)絡(luò)。手持外部終端設(shè)備通過以下一種以上定位技術(shù)獲得用戶的位置信息:網(wǎng)絡(luò)小區(qū)信息，全球定位系統(tǒng)，W1-Fi定位。手持外部終端設(shè)備對(duì)來自血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備的血壓數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，時(shí)間數(shù)據(jù)，用戶個(gè)人數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)，并依據(jù)軟件系統(tǒng)部署對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。
[0010]本發(fā)明所述采用非手持式終端，可以選擇搭配操作系統(tǒng)的非手機(jī)終端，操作系統(tǒng)包括但不局限于各個(gè)版本的Android, iOS, Windows Phone系統(tǒng),也可選擇固件功能滿足系統(tǒng)需求的嵌入式設(shè)備。非手持外部終端設(shè)備同時(shí)支持以下一種以上通信網(wǎng)絡(luò)用于與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信:(1)GPRS，HSPA，LTE 網(wǎng)絡(luò)；(2) 802.11.a/b/g/n 網(wǎng)絡(luò)；(3) Ethernet 局域網(wǎng)絡(luò)。非手持終端設(shè)備通過公共數(shù)據(jù)庫獲取用戶的日均社交活動(dòng)統(tǒng)計(jì)，通過用戶主動(dòng)上報(bào)獲取短時(shí)社交事件記錄。非手持外部終端設(shè)備對(duì)來自血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備的血壓數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，時(shí)間數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)，并依據(jù)軟件系統(tǒng)部署對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。
[0011]本發(fā)明所述遠(yuǎn)程服務(wù)器基于數(shù)據(jù)庫與后端處理程序架構(gòu)，對(duì)來自外部終端設(shè)備的用戶數(shù)據(jù)依據(jù)軟件系統(tǒng)部署進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。
[0012]本發(fā)明所述軟件分析系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程分析和本地分析兩種部署方案。
[0013]本發(fā)明所述遠(yuǎn)程分析，分析算法在遠(yuǎn)程服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)，外部終端設(shè)備負(fù)責(zé)向遠(yuǎn)程服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程服務(wù)器完成血壓分析之后，將分析結(jié)果回傳至外部終端設(shè)備供用戶參考；同時(shí)，遠(yuǎn)程服務(wù)器血壓分析結(jié)果分發(fā)至其他公共平臺(tái)，以提供進(jìn)一步的分析服務(wù)。
[0014]本發(fā)明所述本地分析，分析算法在外部終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)，外部終端設(shè)備從遠(yuǎn)程服務(wù)器下載公共統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在本地與用戶數(shù)據(jù)聯(lián)合，完成血壓分析；外部終端設(shè)備將血壓分析結(jié)果和用戶數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器，服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并分發(fā)至其他公共平臺(tái)，以提供進(jìn)一步的分析服務(wù)。
[0015]本發(fā)明所述動(dòng)態(tài)血壓模型，按照其對(duì)血壓的波動(dòng)效果分類，采用由以下簡化模型對(duì)動(dòng)態(tài)血壓進(jìn)行逼近:
nf} =Bxvm^B +ΣCMiXQ^B +Σ4*ζ(?) +Σ^(?) +ΣΣ其中，Ρ⑴代表動(dòng)態(tài)
血壓觀測(cè)值，B代表基底血壓，V(t)代表平均血壓波動(dòng)，以固定時(shí)間長度周期性重復(fù)，Σ表示求和運(yùn)算；Ci(t)代表服藥事件對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度為服藥之后幾十小時(shí)；Ei(t)表示整體環(huán)境因素對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度從一天至數(shù)月；Ki(t)表示短時(shí)運(yùn)動(dòng)對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度從幾分鐘至幾十小時(shí)；Ai表示短時(shí)Ki(t)的波動(dòng)效果的權(quán)值；Si(t)表示短時(shí)社交活動(dòng)對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度從幾分鐘至幾十小時(shí)；Bi表示Si (t)的波動(dòng)效果的權(quán)值，Diij表示Ki (t)與Si(t)對(duì)血壓的聯(lián)合波動(dòng)效果的權(quán)值。
[0016] 本發(fā)明所述動(dòng)態(tài)血壓模型采用以下方法辨別引發(fā)短時(shí)血壓波動(dòng)的短時(shí)運(yùn)動(dòng)和短時(shí)社交事件:系統(tǒng)通過同步比較以下三種差值進(jìn)行辨別:1，當(dāng)前血壓波動(dòng)與同時(shí)間段日均血壓波動(dòng)的差值，2，當(dāng)前觀測(cè)總運(yùn)動(dòng)量與同時(shí)間段日均總運(yùn)動(dòng)量差值，3，當(dāng)前用戶位置與同時(shí)間段日均位置。當(dāng)差值I超過預(yù)定闕值，則判定發(fā)生短時(shí)血壓波動(dòng)事件。系統(tǒng)進(jìn)而比較差值2與差值3，當(dāng)其中至少一個(gè)超過預(yù)定闕值，則判定該短時(shí)血壓波動(dòng)事件由特定短時(shí)運(yùn)動(dòng)或短時(shí)社交活動(dòng)引起，當(dāng)兩個(gè)差值均未超過預(yù)定闕值，則系統(tǒng)僅標(biāo)注該短時(shí)血壓波動(dòng)事件，用于關(guān)聯(lián)未來可能發(fā)生的血壓波動(dòng)事件。若無短時(shí)血壓波動(dòng)事件發(fā)生，則系統(tǒng)僅將上述短時(shí)觀測(cè)值納入其對(duì)日均統(tǒng)計(jì)值的動(dòng)態(tài)更新中。
[0017]本發(fā)明所述模型中，Ci(t)，Ejt)，Kjt)，和Si (t)為血壓波動(dòng)事件，其在時(shí)間上分為進(jìn)行階段與恢復(fù)階段；其中，進(jìn)行階段對(duì)應(yīng)事件正在發(fā)生的階段，恢復(fù)階段指事件發(fā)生之后對(duì)血壓的持續(xù)影響階段。不同的用藥事件Ci (t)，其進(jìn)行階段互不重疊，恢復(fù)階段允許重疊；不同的整體環(huán)境因素Ei (t)，允許其在任一階段重疊；不同短時(shí)運(yùn)動(dòng)事件Ki (t)，其進(jìn)行階段互不重疊，恢復(fù)階段允許重疊；不同短時(shí)社交活動(dòng)事件Si (t)，其進(jìn)行階段互不重疊，恢復(fù)階段允許重疊。另外，短時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與短時(shí)社交活動(dòng)事件在時(shí)間上相互獨(dú)立，允許其在任一階段重疊，其對(duì)血壓的聯(lián)合影響，通過進(jìn)行描述。其他未做說明的，默認(rèn)其允許在任一階段重疊。[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:(1)利用多種傳感器與數(shù)據(jù)源，以更低的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)血壓的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析；(2)合理辨別引起血壓波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模式和社交行為，引導(dǎo)使用者避開高危行為；(3)合理分析用藥效果，有助于甄別藥物效果和其他因素對(duì)血壓波動(dòng)的影響；(4)通過數(shù)據(jù)融合與聯(lián)合分析，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的使用價(jià)值，并可為進(jìn)一步的個(gè)人健康數(shù)據(jù)挖掘提供分析源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明血壓測(cè)量電路模塊原理框圖。
[0022]圖4為分離式運(yùn)動(dòng)傳感裝置硬件原理框圖。
[0023]圖5為集成式動(dòng)態(tài)血壓與運(yùn)動(dòng)傳感裝置佩戴示意圖。
[0024]圖6為分離式動(dòng)態(tài)血壓與運(yùn)動(dòng)傳感裝置佩戴示意圖。
[0025]圖7為分離式動(dòng)態(tài)血壓與運(yùn)動(dòng)傳感裝置同步方案圖。
圖8為基于動(dòng)態(tài)血壓模型的短時(shí)運(yùn)動(dòng)事件與短時(shí)血壓波動(dòng)事件分辨示例圖。
[0026]1、主控制器模塊 2、血壓測(cè)量電路模塊 3、加速度計(jì)傳感模塊 4、通信模塊
5、電源模塊6、基準(zhǔn)電壓模塊7、按鍵組8、發(fā)光二極管組9、外部輸出模塊10、外部FLASH存儲(chǔ)器11、氣泵12、袖帶13、氣壓傳感器14、電磁泄氣閥15、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊16、氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]如圖1所示，它包括硬件系統(tǒng)和軟件分析系統(tǒng)兩個(gè)部分，其特征是:硬件系統(tǒng)由血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備、外部終端設(shè)備、遠(yuǎn)程服務(wù)器構(gòu)成，軟件分析系統(tǒng)依靠硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)血壓，運(yùn)動(dòng)，與社交數(shù)據(jù)采集，依照動(dòng)態(tài)血壓模型和算法，在應(yīng)用層上實(shí)現(xiàn)。
[0029]本發(fā)明所述血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備采用三種方案設(shè)計(jì):
方案一:如圖2、圖3、圖5所示，采用采用集成加速度計(jì)傳感裝置的臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)設(shè)計(jì)，由主控制器模塊1、血壓測(cè)量電路模塊2、加速度計(jì)傳感模塊3、通信模塊4、電源模塊5、基準(zhǔn)電壓模塊6、按鍵組7、發(fā)光二極管組8、外部輸出模塊9和外部FLASH存儲(chǔ)器10組成，其各部件功能如下:
所述主控制器模塊1，由低功耗微控制器(Microcontroller, MCU)構(gòu)成,負(fù)責(zé)控制設(shè)備其他模塊與數(shù)據(jù)通信，基于時(shí)鐘模塊(Real Time Clock, RTC)負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備各個(gè)信號(hào)采集模塊進(jìn)行同步，基于有線或無線通信協(xié)議與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0030]所述血壓測(cè)量電路模塊2，負(fù)責(zé)根據(jù)主控制器模塊I的控制指令周期測(cè)量血壓，血壓測(cè)量采用示波法，由氣泵11、袖帶12、氣壓傳感器13、電磁泄氣閥14、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊15、氣管16構(gòu)成。其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊15負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換氣壓傳感器13的模擬壓力信號(hào)，通過串行數(shù)據(jù)接口傳輸至MCU ;MCU負(fù)責(zé)對(duì)氣壓傳感信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，血壓信號(hào)檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn);MCU基于脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)信號(hào)對(duì)氣泵與泄氣閥的控制，依據(jù)器件規(guī)格實(shí)現(xiàn)血壓的降壓測(cè)量(Measuring While Decreasing, MWD)或同步升壓測(cè)量(Measuring WhileIncreasing, MWI)。
[0031]所述加速度計(jì)傳感模塊3，由一個(gè)或多個(gè)傳感器構(gòu)成，負(fù)責(zé)根據(jù)主控制器模塊I的控制指令定時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。每個(gè)傳感器由數(shù)字加速度計(jì)芯片和MCU構(gòu)成。其中，加速度計(jì)用于檢測(cè)用戶的肢體運(yùn)動(dòng)加速度，并通過串行數(shù)據(jù)接口傳輸數(shù)據(jù)至MCU ；MCU負(fù)責(zé)對(duì)加速度計(jì)芯片采集的信號(hào)進(jìn)行換算和數(shù)字處理，以及通過串口通信接口與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。
[0032]所述通信模塊4，負(fù)責(zé)設(shè)備與外部終端的數(shù)據(jù)交換，設(shè)備維護(hù)，狀態(tài)設(shè)置，遠(yuǎn)程控制，以及設(shè)備時(shí)鐘校準(zhǔn)與同步?？刹捎糜芯€串行通信接口，包括但不局限于:USB，RS232接口 ；或采用無線通信協(xié)議，包括但不局限于:藍(lán)牙2.0，4.0，4.1，NFC，紅外。
[0033]所述電源模塊5，負(fù)責(zé)為設(shè)備供電，由穩(wěn)壓電路與電池構(gòu)成。
所述基準(zhǔn)電壓模塊6，負(fù)責(zé)為設(shè)備傳感器件和ADC器件提供基準(zhǔn)電壓。
[0034]所述按鍵組7，負(fù)責(zé)輸入用戶按鍵動(dòng)作至主控制器模塊I的外部中斷，由兩個(gè)以上機(jī)械按鍵，電容按鍵，或薄膜按鍵組成。
[0035]所述發(fā)光二極管組8，由兩個(gè)以上LED組成，負(fù)責(zé)對(duì)外輸出設(shè)備響應(yīng)和工作狀態(tài)。
[0036]所述外部輸出模塊9，用于人機(jī)交互與數(shù)據(jù)顯示，可以包含以下全部或部分電路:并行或串行接口的LCD顯示模塊，串行接口的音頻輸出模塊以及揚(yáng)聲器。
[0037]所述外部FLASH存儲(chǔ)器10，主要由FLASH存儲(chǔ)芯片構(gòu)成，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)血壓計(jì)固件程序，血壓計(jì)狀態(tài)數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)，和用于音頻輸出模塊與揚(yáng)聲器的音頻數(shù)據(jù)。
[0038]方案二:如圖4、圖6、圖7所示，采用分離的穿戴式運(yùn)動(dòng)傳感裝置和臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)設(shè)計(jì)，分離的穿戴式運(yùn)動(dòng)傳感裝置可以提供三種功能:(I)為不具備人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)設(shè)備提供同步的人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)；(2)為上臂運(yùn)動(dòng)不明顯的動(dòng)作模式提供運(yùn)動(dòng)幅度更加明顯部位的運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)數(shù)據(jù)；(3)與方案一中的設(shè)備同步檢測(cè)人體其他部位的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，提供更加精確的運(yùn)動(dòng)模式與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度描述。所述臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)方案一，可包含或不包含加速度計(jì)傳感模塊3，所述運(yùn)動(dòng)傳感裝置由以下模塊組成:主控制模塊I和一個(gè)或多個(gè)固定于人體不同部位的的加速度傳感器模塊。
[0039]所述主控制模塊I負(fù)責(zé)控制加速度傳感器信號(hào)采集和數(shù)據(jù)交換，以及對(duì)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通信；主要由低功耗微控制器，通信模塊，電源電路，基準(zhǔn)電壓模塊，按鍵組和LED組構(gòu)成；其中微控制器依據(jù)方案一中的主控制模塊I模塊，通信模塊依據(jù)方案一中的通信模塊4，電源電路依據(jù)方案一中的電源模塊5，基準(zhǔn)電壓模塊依據(jù)方案一中的基準(zhǔn)電壓模塊6，按鍵組依據(jù)方案一中的按鍵組7，LED組依據(jù)方案一中的發(fā)光二極管組8。
[0040]所述一個(gè)或多個(gè)固定于人體不同部位的的加速度傳感器模塊，每一個(gè)傳感器模塊依據(jù)方案一中的加速度計(jì)傳感模塊3，各模塊通過串行數(shù)據(jù)接口與主控制模塊1，包括但不局限于I2C，UART, SPI ;運(yùn)動(dòng)傳感裝置和臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)可通過外部終端設(shè)備的時(shí)鐘(RealTime Clock，RTC)模塊進(jìn)行同步；也可在設(shè)備之間基于各設(shè)備的主控MCU的片上或外置RTC進(jìn)行相對(duì)同步，再由其中任一設(shè)備和外部終端進(jìn)行絕對(duì)同步，兩種同步方式精度均在I秒以下。運(yùn)動(dòng)傳感裝置內(nèi)部的各個(gè)加速度計(jì)模塊通過主控制模塊I的MCU的定時(shí)器模塊對(duì)自身的定時(shí)器模塊實(shí)現(xiàn)同步，同步精度在0.1秒以下。
[0041]方案三:采用單一臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)，其設(shè)計(jì)如集成加速度計(jì)傳感裝置的臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)設(shè)計(jì)，但不包含加速度計(jì)傳感模塊3，人體運(yùn)動(dòng)信息通過公共數(shù)據(jù)庫與用戶主動(dòng)上報(bào)外部終端設(shè)備獲得，在軟件分析系統(tǒng)中對(duì)依據(jù)公共數(shù)據(jù)計(jì)算固定時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均獲得日均運(yùn)動(dòng)水平，并依據(jù)用戶主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)形成短時(shí)運(yùn)動(dòng)事件。此方案可以降低前端設(shè)備的制造成本和硬件系統(tǒng)復(fù)雜度。
[0042]個(gè)人血壓的動(dòng)態(tài)變化，即血壓的時(shí)間波動(dòng)，受以下六大因素影響:(I)基底血壓:指晨起之前或住院臥床期間度量的血壓值，是動(dòng)態(tài)血壓的基本參考值；(2)平均血壓波動(dòng):是由規(guī)律性的生理變化，飲 食習(xí)慣，日常運(yùn)動(dòng)，與社交活動(dòng)所引起的血壓波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均；(3)用藥頻點(diǎn):指服用血壓治療藥物的頻率和服藥時(shí)間點(diǎn)；(4)短時(shí)運(yùn)動(dòng):指在日常規(guī)律運(yùn)動(dòng)之外偶發(fā)性的，運(yùn)動(dòng)量高于額定值，并能顯著引起血壓變化的肌體運(yùn)動(dòng)；(5)短時(shí)社交活動(dòng):指在日常規(guī)律社交活動(dòng)之外偶發(fā)性的，能夠顯著引起血壓變化的個(gè)體社交活動(dòng)；(6)整體環(huán)境因素:指在個(gè)人日常生活范圍內(nèi)的整體環(huán)境因素，包括但不限于:氣溫，濕度，氣壓，空氣污染指數(shù)，噪聲指數(shù)。
[0043]以上六大因素對(duì)血壓的波動(dòng)效果分為三種:整體波動(dòng)效果，包括(1)，(3)，(6);平均波動(dòng)效果，包括(2);短時(shí)波動(dòng)效果,包括(4), (5)。
[0044]上述因素對(duì)血壓的影響各自以非顯式的統(tǒng)計(jì)模型描述，本發(fā)明按照其對(duì)血壓的波動(dòng)效果分類，采用由以下簡化模型對(duì)動(dòng)態(tài)血壓進(jìn)行逼近:
其中，P(t)代表動(dòng)態(tài)血壓觀測(cè)值，B代表基底血壓，V(t)代表平均血壓波動(dòng)，以固定時(shí)間長度周期性重復(fù)，Σ表示求和運(yùn)算；Ci(t)代表服藥事件對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度為服藥之后幾十小時(shí)；EJt)表示整體環(huán)境因素對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度從一天至數(shù)月；Ki(t)表示短時(shí)運(yùn)動(dòng)對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度從幾分鐘至幾十小時(shí)表示短時(shí)Ki (t)的波動(dòng)效果的權(quán)值；Si (t)表示短時(shí)社交活動(dòng)對(duì)血壓的波動(dòng)效果，作用時(shí)間長度從幾分鐘至幾十小時(shí)成表示Si (t)的波動(dòng)效果的權(quán)值，Diij表示Ki (t)與Si (t)對(duì)血壓的聯(lián)合波動(dòng)效果的權(quán)值。
[0045]本發(fā)明模型各部分?jǐn)?shù)據(jù)檢測(cè)方法如下-.B:基底血壓由醫(yī)療機(jī)構(gòu)檢測(cè)或用戶自測(cè)，可基于一日內(nèi)單次血壓測(cè)量值，或多日間相同時(shí)間段多次測(cè)量值的平均。V(t):通過對(duì)個(gè)人用戶的血壓波動(dòng)統(tǒng)計(jì)平均，與公共數(shù)據(jù)庫中與該個(gè)人用戶具備一致的生理與日常特征(包括但不局限于:年齡，性別，身高，體脂比，職業(yè)，地區(qū)，病史)的對(duì)應(yīng)人群的血壓波動(dòng)統(tǒng)計(jì)平均進(jìn)行加權(quán)平均獲得。CTi):通過對(duì)個(gè)人用戶服藥前后血壓波動(dòng)整體改變量的統(tǒng)計(jì)平均，與公共數(shù)據(jù)庫中與該個(gè)人用戶具備一致的生理與日常特征的對(duì)應(yīng)人群服用該藥物的血壓平均改變效果進(jìn)行加權(quán)平均獲得。EiCV:通過關(guān)聯(lián)公共數(shù)據(jù)庫中環(huán)境與區(qū)域內(nèi)與該用戶具備一致生理與日常特征的對(duì)應(yīng)人群的平均血壓改變量獲得。KiCV:通過來自加速度傳感設(shè)備獲得運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，計(jì)算運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并依據(jù)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)-運(yùn)動(dòng)模式的統(tǒng)計(jì)模型，依靠蒙特卡羅模擬或隱式馬爾可夫模型估測(cè)出對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)模式，最終根據(jù)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，運(yùn)動(dòng)模式，運(yùn)動(dòng)時(shí)長，基于對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)-血壓波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)模型獲得該事件的平均短時(shí)血壓改變效果。Aj.:根據(jù)Jf1-ω和前后的短時(shí)運(yùn)動(dòng)事件，通過統(tǒng)計(jì)模型獲得。SiCV:通過來自個(gè)人移動(dòng)終端的位置信息，依據(jù)統(tǒng)計(jì)模型獲得位置-社交行為的概率函數(shù)，依靠蒙特卡羅模擬或隱式馬爾可夫模型估測(cè)出對(duì)應(yīng)的社交活動(dòng)。最終根據(jù)社交活動(dòng)類型，活動(dòng)時(shí)長，與對(duì)應(yīng)的社交活動(dòng)-血壓波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)模型獲得該事件的平均短時(shí)血壓改變效果。a:根據(jù)和前后的短時(shí)社交活動(dòng)事件，通過統(tǒng)計(jì)模型獲得。4,.:通過經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得。
[0046]本發(fā)明運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)方法如下:人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過3軸加速度計(jì)傳感器獲得。加速度計(jì)傳感器在其三個(gè)軸向，即X，Y，Z的瞬時(shí)平均運(yùn)動(dòng)量計(jì)算由以下公式計(jì)算:
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，它包括硬件系統(tǒng)和軟件分析系統(tǒng)兩個(gè)部分，其特征是:硬件系統(tǒng)由血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備、外部終端設(shè)備、遠(yuǎn)程服務(wù)器構(gòu)成，軟件分析系統(tǒng)依靠硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)血壓，運(yùn)動(dòng)，與社交數(shù)據(jù)采集，依照動(dòng)態(tài)血壓模型和算法，在應(yīng)用層上實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備采用集成加速度計(jì)傳感裝置的臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)、分離的穿戴式運(yùn)動(dòng)傳感裝置和臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)、單一臂式動(dòng)態(tài)血壓計(jì)三種方案設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述血壓與運(yùn)動(dòng)測(cè)量前端設(shè)備由主控制器模塊、血壓測(cè)量電路模塊、加速度計(jì)傳感模塊、通信模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、按鍵組、發(fā)光二極管組、外部輸出模塊和外部FLASH存儲(chǔ)器組成，主控制器模塊分別連接血壓測(cè)量電路模塊、加速度計(jì)傳感模塊、通信模塊、按鍵組、發(fā)光二極管組、外部輸出模塊和外部FLASH存儲(chǔ)器，電源模塊分別連接基準(zhǔn)電壓模塊、主控制器和血壓測(cè)量電路模塊，基準(zhǔn)電壓模塊分別連接血壓測(cè)量模塊和加速度計(jì)傳感模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述血壓測(cè)量電路模塊主要由袖帶、氣管、氣泵、電磁泄氣閥、氣壓傳感器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成，袖帶、氣泵、電磁泄氣閥、氣壓傳感器通過氣管相互連接，氣泵、電磁泄氣閥和壓力傳感器與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述外部終端設(shè)備采用個(gè)人手持終端和非手持式終端二種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述遠(yuǎn)程服務(wù)器基于數(shù)據(jù)庫與后 端處理程序架構(gòu)，對(duì)來自外部終端設(shè)備的用戶數(shù)據(jù)依據(jù)軟件系統(tǒng)部署進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:本發(fā)明所述軟件分析系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程分析和本地分析兩種部署方案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述動(dòng)態(tài)血壓模型，按照其對(duì)血壓的波動(dòng)效果分類，采用由以下簡化模型對(duì)動(dòng)態(tài)血壓進(jìn)行逼近: 歸)-βXr(i)K[?+￡?(ι)3>Φ*Σε*_χP+Σ4Aω+ΣΒΑw+(6)?w!其iIiii Jζ、中，P(t)代表動(dòng)態(tài)血壓觀測(cè)值，B代表基底血壓，V(t)代表平均血壓波動(dòng)，Σ表示求和運(yùn)算，Ci (t)代表服藥事件對(duì)血壓的波動(dòng)效果，Ei (t)表示整體環(huán)境因素對(duì)血壓的波動(dòng)效果，Ki (t)表示短時(shí)運(yùn)動(dòng)對(duì)血壓的波動(dòng)效果，Ai表示短時(shí)Ki (t)的波動(dòng)效果的權(quán)值，Si (t)表示短時(shí)社交活動(dòng)對(duì)血壓的波動(dòng)效果，Bi表示Si (t)的波動(dòng)效果的權(quán)值，Dy表示Ki (t)與SJt)對(duì)血壓的聯(lián)合波動(dòng)效果的權(quán)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述短時(shí)運(yùn)動(dòng)事件與短時(shí)社交事件，系統(tǒng)通過同步比較以下三種差值進(jìn)行辨別:(1)當(dāng)前血壓波動(dòng)與同時(shí)間段日均血壓波動(dòng)的差值；(2)當(dāng)前觀測(cè)總運(yùn)動(dòng)量與同時(shí)間段日均總運(yùn)動(dòng)量差值，(3)當(dāng)前用戶位置與同時(shí)間段日均位置；當(dāng)差值(I)超過預(yù)定闕值，則判定發(fā)生短時(shí)血壓波動(dòng)事件，系統(tǒng)進(jìn)而比較差值(2)與差值(3)，當(dāng)其中至少一個(gè)超過預(yù)定闕值，則判定該短時(shí)血壓波動(dòng)事件由特定短時(shí)運(yùn)動(dòng)或短時(shí)社交活動(dòng)引起，當(dāng)兩個(gè)差值均未超過預(yù)定闕值，則系統(tǒng)僅標(biāo)注該短時(shí)血壓波動(dòng)事件，用于關(guān)聯(lián)未來可能發(fā)生的血壓波動(dòng)事件，若無短時(shí)血壓波動(dòng)事件發(fā)生，則系統(tǒng)僅將上述短時(shí)觀測(cè)值納入其對(duì)日均統(tǒng)計(jì)值的動(dòng)態(tài)更新中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種動(dòng)態(tài)血壓聯(lián)合檢測(cè)與分析系統(tǒng)，其特征在于:所述動(dòng)態(tài)血壓模型中Ci (t)，Ei (t)，Ki (t)，和Si (t)為血壓波動(dòng)事件，其在時(shí)間上分為進(jìn)行階段與恢復(fù)階段；不同的用藥事件Ci (t)，其進(jìn)行階段互不重疊，恢復(fù)階段允許重疊；不同的整體環(huán)境因素Ei (t)，允許其在任一階段重疊；不同短時(shí)運(yùn)動(dòng)事件Ki (t)，其進(jìn)行階段互不重疊，恢復(fù)階段允許重疊；不同短時(shí)社交活動(dòng)事件Si (t)，其進(jìn)行階段互不重疊，恢復(fù)階段允許重疊。
【文檔編號(hào)】A61B5/11GK103892811SQ201410027728
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】柳凌峰 申請(qǐng)人:柳凌峰