李娟娟

（濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院 山東蓬萊 265600）

可佩戴式健康監(jiān)測(cè)智能芯片的應(yīng)用研究

李娟娟

（濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院 山東蓬萊 265600）

現(xiàn)在社會(huì)污染和食品安全問題變成常態(tài)問題，留守兒童和空巢老人也是社會(huì)非常嚴(yán)峻的現(xiàn)狀，老年人和兒童的健康問題是務(wù)工在外的中青年人群最關(guān)心的問題，通過對(duì)現(xiàn)存的健康檢測(cè)儀的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。提出一個(gè)可佩戴式健康監(jiān)測(cè)智能芯片，通過進(jìn)行體表溫度，表皮干燥程度，脈搏心率等指標(biāo)進(jìn)行身體健康狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)控，生成有關(guān)的健康預(yù)測(cè)信息發(fā)送給手機(jī)客戶端。

智能芯片；健康檢測(cè)；實(shí)時(shí)監(jiān)控

1 研究背景

據(jù)統(tǒng)計(jì)全國每年的疾病死亡率中因治療的時(shí)間過晚，或未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)病癥的病例占10.7%，人口老齡化的問題日趨嚴(yán)重，相當(dāng)一部分老年人生活在無人看護(hù)的時(shí)間，增加了因突發(fā)病死亡的危險(xiǎn)。如何及時(shí)讓這部分人得到救助、疾病及時(shí)被發(fā)現(xiàn)、提高居民的健康生活水平成了目前需要解決的重要問題。人口老齡化已成為世界性趨勢(shì)，老年人正消耗著大量的醫(yī)療資源，構(gòu)建以家庭服務(wù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療保健服務(wù)體系，提供預(yù)防、監(jiān)控和醫(yī)療救治等服務(wù)，已成為當(dāng)前社會(huì)和醫(yī)療系統(tǒng)急需解決的重大問題。同時(shí)，近年來對(duì)留守兒童問題心理的剖析越來越深入，使得留守兒童的成長壓力越來越大。讓父母對(duì)留守孩子的健康狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握，也是一個(gè)非常迫切要解決的問題。

2 研究現(xiàn)狀

目前智能健康監(jiān)護(hù)儀的研究主要幾個(gè)方面：

（1）面向醫(yī)療機(jī)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)，收集數(shù)據(jù)之后需要專業(yè)的醫(yī)院，經(jīng)過醫(yī)生詳細(xì)的指標(biāo)分析，給出有關(guān)的健康狀況信息。徐曉的健康監(jiān)護(hù)儀智能報(bào)警模型研究就是針對(duì)此設(shè)計(jì)提出的一個(gè)研究模型。主要開發(fā)和設(shè)計(jì)集“監(jiān)控”和“報(bào)警”功能于一體的智能生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀，可以對(duì)監(jiān)護(hù)對(duì)象各項(xiàng)生理參數(shù)進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且能分析身體健康狀況，在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并將信息通過Internet傳輸給社區(qū)醫(yī)院遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，采用小波變換模極大值方法分析了醫(yī)學(xué)傳感器信號(hào)和人體生理信號(hào)的特征：通過信號(hào)能量特征模式匹配，辨別信號(hào)異常。

（2）鄭健的嵌入式微型智能健康監(jiān)護(hù)儀該系統(tǒng)通過采集人體各種生理參數(shù)信號(hào)：心電、血壓、血氧飽和度、體溫等，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并實(shí)時(shí)顯示，通過采集的數(shù)據(jù)與健康狀況進(jìn)行比對(duì)判斷出用戶的健康狀態(tài)，經(jīng)過GPRS的無線接入供網(wǎng)上查詢：也可在醫(yī)院臨床應(yīng)用，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、查詢，促進(jìn)醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)。

（3）李偉敬設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崟r(shí)采集、分析、顯示人體多種生理參數(shù)的無線通信設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，以及在PC上開發(fā)無線終端應(yīng)用程序方案。設(shè)計(jì)采用OEM定制的高精度生理參數(shù)采集卡實(shí)現(xiàn)生理參數(shù)的采集，使用單片機(jī)和Wi-Fi芯片ST-MW-09S實(shí)現(xiàn)生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)。采用Windows Sockets通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊。采用套接字重疊I/ O模型，多線程操作，用戶可以在PC終端上簡單便捷的安裝并使用監(jiān)護(hù)軟件，對(duì)用戶生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（4）一種基于ARM7處理器及嵌入式操作系統(tǒng)的多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，可以對(duì)病患的血壓、脈搏、血氧飽和度及體溫等生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、顯示和發(fā)送。本監(jiān)護(hù)儀采用腕表式設(shè)計(jì)，并具備藍(lán)牙無線接口，可通過藍(lán)牙與個(gè)人電腦、掌上電腦、智能手機(jī)等實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)。這是劉云提出的健康監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)模型。

（5）德國弗勞恩霍夫光子微系統(tǒng)研究所（IPMS）聯(lián)合德國教育與研究部門設(shè)計(jì)了一款智能手表設(shè)備。授權(quán)人員及護(hù)理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)門戶訪問。這個(gè)概念系統(tǒng)提供支持服務(wù)，提醒用戶服藥或者輔助他們查看和醫(yī)生之間的約見日程。直接聯(lián)系支持人員，提供Wi-Fi和手機(jī)連接性，快速聯(lián)系緊急服務(wù)。大型的交互界面上有一些基礎(chǔ)的操作圖標(biāo)。

3 研究總結(jié)

設(shè)計(jì)一款可佩戴式健康監(jiān)測(cè)智能芯片，可以檢測(cè)體溫、血壓、血糖、血氧、體表濕度、心率、呼吸睡眠暫停綜合癥等健康檢測(cè)的功能，將測(cè)量結(jié)果傳送到云端服務(wù)器存儲(chǔ)，方便用戶子女和后臺(tái)保健醫(yī)生查看。

表帶采用醫(yī)學(xué)橡膠材料，這類材料和皮膚接觸不容易引起瘙癢感覺，可以避免皮膚的過敏現(xiàn)象。采用小型非侵入式傳感器以及血液取樣設(shè)備進(jìn)行血液狀態(tài)分析，溫度傳感器進(jìn)行體溫的分析，這個(gè)系統(tǒng)通過無線傳感器監(jiān)測(cè)血壓、血葡萄糖、乳酸鹽或膽固醇水平等參數(shù)。采用光學(xué)心率傳感器進(jìn)行心率的監(jiān)測(cè)。

對(duì)智能手表進(jìn)行軟件和分析裝置的設(shè)備安裝。無線傳感器放在藍(lán)牙模塊。該系統(tǒng)還可以分析通過戳手指獲得的血液樣本，通過熒光傳感器確定標(biāo)記，并將信息傳送到醫(yī)生的智能手機(jī)應(yīng)用上。

通過總結(jié)我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的智能健康監(jiān)護(hù)儀都是需要無線網(wǎng)wifi或者是藍(lán)牙進(jìn)行信息的傳遞，在沒有wifi覆蓋的情況下就無法實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，而在農(nóng)村大部分地區(qū)還沒有實(shí)現(xiàn)我無線網(wǎng)絡(luò)的全部覆蓋，這是一個(gè)讓健康檢測(cè)儀普及到老年人和留守兒童身邊的一個(gè)非常重要的難題。同時(shí)藍(lán)牙的使用也是有距離的限制。所以在信息的傳遞方面我們希望實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠不依賴與網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙進(jìn)行信息傳輸?shù)墓δ堋?/p>

4 研究意義

用于中老年、心血管健康檢測(cè)、預(yù)警、監(jiān)護(hù)的個(gè)人便攜式高科技物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品，以其將手機(jī)、手表、檢測(cè)儀、定位儀、傳感器等眾多功能與通訊和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的完美結(jié)合，給老人問題以一體化解決的方案，是看護(hù)父母健康安全的物聯(lián)網(wǎng)云端技術(shù)“四防表”。

用于兒童體溫、皮膚濕度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，預(yù)防兒童多發(fā)的感冒，發(fā)燒，多動(dòng)癥等問題。

通過本機(jī)終端的傳感、檢測(cè)、通訊、定位等功能與物聯(lián)網(wǎng)“數(shù)據(jù)平臺(tái)”、“醫(yī)生專家健康咨詢服務(wù)平臺(tái)”、“子女關(guān)愛查詢平臺(tái)”及“120社會(huì)救助平臺(tái)”等相連接，形成一個(gè)智能“健康安全云”監(jiān)護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)心血管疾病基本參數(shù)的隨時(shí)檢測(cè)，實(shí)時(shí)上傳，達(dá)到了實(shí)時(shí)了解健康狀態(tài)，24h在線預(yù)測(cè)預(yù)警、監(jiān)護(hù)幫助，緊急情況及時(shí)救助的目的。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)外出務(wù)工人員在異地進(jìn)行家中老人和兒童的健康監(jiān)測(cè)，更有助于青壯年全身心投入工作崗位沒有后顧之憂。

[1]徐曉，翟敬梅，劉春.健康監(jiān)護(hù)儀智能報(bào)警模型研究[J].中國制造業(yè)信息化，2009，12（22）.

[2]鄭健，謝金達(dá).嵌入式微型智能健康監(jiān)護(hù)儀的開發(fā)[J].通信與信息處理，2008，27（9）.

[3]蔣賢海.智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)生理參數(shù)數(shù)據(jù)分析及預(yù)報(bào)的研究[J].華南理工大學(xué).

TP274

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1004-7344（2016）24-0268-01

2016-8-9