一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，其特征在于：包括評估設備、生理參數檢測設備和至少一種運動設備，評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備均通過無線中繼網絡將各自的檢測參數上傳到遠程服務器上，在無線中繼網絡上還連接有識別器和Web服務器。其顯著效果是：系統綜合利用了無線中繼網絡，將評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備有機融為一體，通過評估設備對患者身體狀況進行評估，醫生可以提供治療建議，出具運動處方，患者可以根據醫生的運動處方進行運動康復治療，通過生理參數檢測設備和運動設備自帶的參數檢測電路可以實時掌握治療狀況，降低患者的反復發病率和住院率。
【專利說明】一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及物聯網技術，具體地講，是一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統,通過無線中繼網絡實現慢性穩定性心力衰竭病人的運動康復治療。
【背景技術】
[0002]國際上慢性心力衰竭(Chronic heart failure, CHF)運動康復始于19世紀70年代末，擁有一定量的循證醫學證據，證明其安全性與有效性，肯定的有效性是:運動康復可降低CHF患者死亡率,減少反復住院次數,改善患者運動耐力，改善患者生活質量,合理控制醫療成本。至今，CHF運動康復已經得到國際上專業協會的推薦，2005年歐洲心臟病協會心臟康復和運動生理工作組和美國心臟協會下屬運動心臟康復和預防分會建議，運動康復是CHF患者有效的二級預防措施，運動鍛煉應作為心臟康復的一部分應用于穩定心力衰竭患者。2009年ACC/AHA (美國心臟病學會/美國心臟協會)成人慢性心力衰竭診斷和治療指南把慢性穩定性心力衰竭患者運動康復的推薦證據列為IB等級。據我國對35~74歲城鄉居民共15518人隨機抽樣調查顯示，心衰患病率為0.9%，心衰患者約為400萬，其中男性為0.7%，女性為1.0%，隨著年齡增高，目前逐年呈增加態勢，CHF患者中有臨床癥狀的5年存活率與惡性腫瘤相仿。
[0003]然而，目前我國CHF患者運動康復還處于發展階段，僅在少數地區開展，未得到大多數地區及醫院的重視，因而CHF患者得不到規范的運動康復指導，從而反復發病、反復住院，增加醫療負擔，甚至不 恰當運動引發猝死等不良事件。其主要原因在于用于運動康復治療的監控體系還不夠完善，醫生無法實時掌握患者的運動康復狀況。

【發明內容】

[0004]為了克服上述缺陷，本發明提供了一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，該系統基于無線中繼網絡，將評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備與遠程服務器融合，實現患者運動康復監控治療，降低患者的反復發病率和住院率，從而提升治療效果。
[0005]為了達到上述目的，本發明所采用的具體技術方案如下:
[0006]一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，其關鍵在于:包括評估設備、生理參數檢測設備和至少一種運動設備，所述運動設備上安裝有用于采集運動參數的控制器，所述評估設備用于進行心肺運動試驗，該評估設備輸出的參數包括峰值攝氧量、無氧代謝閾值、最大心率、血壓、肺通氣指標以及呼吸交換率，所述生理參數檢測設備用于檢測心電信號、血氧信號、血壓信號以及呼吸信號，所述運動設備用于實現運動康復訓練，其中，評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備均通過無線中繼網絡將各自的檢測參數上傳到遠程服務器上，在所述無線中繼網絡上還連接有識別器和Web服務器，所述遠程服務器通過識別器進行康復患者信息管理和身份識別，所述Web服務器用于實現醫生遠程診斷、操作和監控。
[0007]基于上述系統設計可以發現，在對患者實施運動康復治療前，先利用評估設備進行心肺運動試驗(Cardiopulmonary exercise test, CPET),它綜合應用呼吸氣體監測技術、計算機技術和活動平板/踏車技術，通過檢測在不同負荷條件下，患者機體氧耗量和二氧化碳排出量的動態變化，客觀定量評價患者的心臟儲備功能和運動耐力。對于慢性穩定性心力衰竭患者而言，CPET可用于判斷心力衰竭的嚴重程度和治療效果，評估是否需要心臟移植，進行運動耐力測試等。
[0008]評估設備將評估出的峰值攝氧量、無氧代謝閾值、最大心率、血壓、肺通氣指標以及呼吸交換率等參數上傳到遠程服務器中，醫生通過Web服務器登陸遠程服務器即可查看各個患者的評估結果，根據相應的評估參數制定運動處方，這里的運動處方包括運動種類、運動強度、運動時間和頻率，其中運動強度是制定運動處方的重要內容，直接關系到康復治療的安全性和效果。
[0009]在遠程服務器中還設置有調度模塊、邏輯處理模塊以及數據庫，數據庫主要用于管理用戶信息，包括患者信息管理和登陸認證，調度模塊用于實現運動設備的調度和管理，邏輯處理用于實時判斷患者才監測指標。
[0010]患者需要治療時，先通過識別器進行身份識別，通常，所述識別器為RFID射頻標簽識別器。在每臺運動設備上配置有生理參數檢測設備和運動參數檢測設備，患者運動治療時，各種生理參數和運動參數可以傳輸到遠程服務器中，便于實時監控。
[0011]作為進一步描述，所述生理參數檢測設備中設置有心電信號檢測模塊、血氧信號檢測模塊、血壓信號檢測模塊以及呼吸信號檢測模塊，所述心電信號檢測模塊、血氧信號檢測模塊以及血壓信號檢測模塊分別通過AD轉換模塊將檢測的數據傳送到微處理器中，該微處理器還通過觸發電路獲取所述呼吸信號檢測模塊上傳的呼吸信號，該微處理器通過無線通信模塊接入所述無線中繼網絡，在該微處理器上還設置有人機交互模塊。
[0012]再進一步描述，所述運動設備包括跑步機、健身車、劃船機，在每臺運動設備上安裝有微控制器，所述微控制器上連接有無線通信模塊、時鐘模塊、人機交互模塊以及傳感器模塊，其中跑步機上的傳感器模塊為轉速傳感器和角度傳感器，健身車上傳感器模塊為轉速傳感器，劃船機上的傳感器模塊為位移傳感器和壓力開關。
[0013]跑步機上的轉速傳感器和角度傳感器可以采集患者的跑動速度和強度，健身車上的轉速傳感器可以采集轉速，劃船機的位移傳感器和壓力開關可以獲取位移和壓力，通過上述各種參數，可以有效判斷患者是否達到治療所需的運動量和運動強度，從而保證治療效果。
[0014]本發明的顯著效果是:系統綜合利用了無線中繼網絡，將評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備有機融為一體，通過評估設備對患者身體狀況進行評估，醫生可以根據評估結果提供治療建議，出具運動處方，患者可以根據醫生的運動處方進行運動康復治療，通過生理參數檢測設備和運動設備自帶的參數檢測電路可以實時掌握治療狀況，實現患者運動康復監控治療，降低患者的反復發病率和住院率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的系統原理框圖；
[0016]圖2是生理參數檢測設備的電路原理框圖；
[0017]圖3是跑步機參數檢查電路的電路原理框圖；[0018]圖4是健身車參數檢查電路的電路原理框圖；
[0019]圖5是劃船機參數檢查電路的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。
[0021]如圖1所示，一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，包括評估設備、生理參數檢測設備和至少一種運動設備，這里的運動設備包括跑步機、健身車、劃船機等等，所述運動設備上安裝有用于采集運動參數的控制器，所述評估設備用于進行心肺運動試驗，該評估設備輸出的參數包括峰值攝氧量、無氧代謝閾值、最大心率、血壓、肺通氣指標以及呼吸交換率，所述生理參數檢測設備用于檢測心電信號、血氧信號、血壓信號以及呼吸信號，所述運動設備用于實現運動康復訓練，其中，評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備均通過無線中繼網絡將各自的檢測參數上傳到遠程服務器上，在所述無線中繼網絡上還連接有識別器和Web服務器，這里的識別器通常為RFID射頻標簽識別器，遠程服務器通過識別器進行康復患者信息管理和身份識別，所述Web服務器用于實現醫生遠程診斷、操作和監控。
[0022]如圖2所示，所述生理參數檢測設備中設置有心電信號檢測模塊、血氧信號檢測模塊、血壓信號檢測模塊以及呼吸信號檢測模塊，所述心電信號檢測模塊、血氧信號檢測模塊以及血壓信號檢測模塊分別通過AD轉換模塊將檢測的數據傳送到微處理器中，該微處理器還通過觸發電路獲取所述呼吸信號檢測模塊上傳的呼吸信號，該微處理器通過無線通信模塊接入所述無線中繼網絡，在該微處理器上還設置有人機交互模塊。
[0023]運動康復人員通過人機交換模塊將個人的身份信息傳遞給微處理器中，心電信號檢測模塊采用三導聯方式采集心 電信號，血氧信號檢測模塊采用數字光電式方式采集血氧信號，血壓信號檢測模塊采用示波法測量患者血壓信號，呼吸信號檢測模塊采用阻抗法測量呼吸信號，在患者運動康復治療過程中，通過生理參數檢測設備可以實時掌握患者的康復治療狀況，避免因為運動不當引發猝死事件。
[0024]如圖3-圖5所示，所述運動設備包括跑步機、健身車、劃船機，在每臺運動設備上安裝有微控制器，所述微控制器上連接有無線通信模塊、時鐘模塊、人機交互模塊以及傳感器模塊，其中跑步機上的傳感器模塊為轉速傳感器和角度傳感器，健身車上傳感器模塊為轉速傳感器，劃船機上的傳感器模塊為位移傳感器和壓力開關。
[0025]從圖3可以看出，利用轉速傳感器和角度傳感器可以檢測跑步機的運動參數，其中轉速傳感器采用霍爾元件，通過在跑步機的旋轉體上等分加上磁鐵，轉速傳感器正對磁鐵固定，當患者在跑步機上跑動時，旋轉體轉動，霍爾傳感器和磁鐵重合時，感應輸出脈沖信號，轉速越快，也是頻率輸出越高，微控制器通過讀取轉速傳感器的脈沖信號頻率即可測出轉速。角度傳感器是用于測得跑步機轉動體的傾斜角度，不同的角度可以對應不同的運動強度。
[0026]從圖4可以看出，健身車利用轉速傳感器測得車輛轉速，其工作原理與跑步機相同。
[0027]從圖5可以看出，劃船機通過壓力開關和位移傳感器來測量運動參數，壓力開關工作原理是當系統內壓力高于或低于額定的安全壓力時，開關內碟片瞬時發生移動，通過連接導桿推動開關接頭接通或斷開，當壓力降至或升額定的恢復值時，碟片瞬復位，開關自動復位，從而達到控制被測壓力的目的。
[0028]而位移傳感器工作原理是:工作時由電子倉內電子電路產生一起始脈沖，此起始脈沖在波導絲中傳輸時，同時產生了一沿波導絲方向前進的旋轉磁場，當這個磁場與磁環或浮球中的永久磁場相遇時，產生磁致伸縮效應，使波導絲發生扭動，這一扭動被安裝在電子倉內的拾能機構所感知并轉換成相應的電流脈沖，通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差，即可精確測出位移。
[0029]各種運動設備的控制電路將檢測的參數通過通信模塊上傳到遠程服務中心，便于系統管理和醫生遠程查看，實時掌握患者的康復狀況。
[0030]通過配置該系統，慢性穩定性心力衰竭患者在進行運動康復治療時，可以得到有效監控，降低患 者的反復發病率和住院率，提升了運動康復治療效果。
【權利要求】
1.一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，其特征在于:包括評估設備、生理參數檢測設備和至少一種運動設備，所述運動設備上安裝有用于采集運動參數的控制器，所述評估設備用于進行心肺運動試驗，該評估設備輸出的參數包括峰值攝氧量、無氧代謝閾值、最大心率、血壓、肺通氣指標以及呼吸交換率，所述生理參數檢測設備用于檢測心電信號、血氧信號、血壓信號以及呼吸信號，所述運動設備用于實現運動康復訓練，其中，評估設備、生理參數檢測設備以及運動設備均通過無線中繼網絡將各自的檢測參數上傳到遠程服務器上，在所述無線中繼網絡上還連接有識別器和Web服務器，所述遠程服務器通過識別器進行康復患者信息管理和身份識別，所述Web服務器用于實現醫生遠程診斷、操作和監控。
2.根據權利要求1所述的一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，其特征在于:所述識別器為RFID射頻標簽識別器。
3.根據權利要求1所述的一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統，其特征在于:所述生理參數檢測設備中設置有心電信號檢測模塊、血氧信號檢測模塊、血壓信號檢測模塊以及呼吸信號檢測模塊，所述心電信號檢測模塊、血氧信號檢測模塊以及血壓信號檢測模塊分別通過AD轉換模塊將檢測的數據傳送到微處理器中，該微處理器還通過觸發電路獲取所述呼吸信號檢測模塊上傳的呼吸信號，該微處理器通過無線通信模塊接入所述無線中繼網絡，在該微處理器上還設置有人機交互模塊。
4.根據權利要求1所述的一種慢性穩定性心力衰竭運動康復監控治療系統,其特征在于:所述運動設備包括跑步機、健身車、劃船機，在每臺運動設備上安裝有微控制器，所述微控制器上連接有無線通信模塊、時鐘模塊、人機交互模塊以及傳感器模塊，其中跑步機上的傳感器模塊為轉速傳感器和角度傳感器，健身車上傳感器模塊為轉速傳感器，劃船機上的傳感器模塊為位移傳感器`和壓力開關。
【文檔編號】A61B5/0205GK103876717SQ201410081671
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】肖前軍, 王智慧 申請人:無錫首康科技有限公司