可佩戴式健康監(jiān)測智能芯片的應用研究

李娟娟

（濟南大學泉城學院 山東蓬萊 265600）

可佩戴式健康監(jiān)測智能芯片的應用研究

李娟娟

（濟南大學泉城學院 山東蓬萊 265600）

現(xiàn)在社會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非常嚴峻的現(xiàn)狀，老年人和兒童的健康問題是務工在外的中青年人群最關心的問題，通過對現(xiàn)存的健康檢測儀的研究現(xiàn)狀進行分析。提出一個可佩戴式健康監(jiān)測智能芯片，通過進行體表溫度，表皮干燥程度，脈搏心率等指標進行身體健康狀態(tài)進行預測和監(jiān)控，生成有關的健康預測信息發(fā)送給手機客戶端。

智能芯片；健康檢測；實時監(jiān)控

1 研究背景

據(jù)統(tǒng)計全國每年的疾病死亡率中因治療的時間過晚，或未能及時發(fā)現(xiàn)病癥的病例占10.7%，人口老齡化的問題日趨嚴重，相當一部分老年人生活在無人看護的時間，增加了因突發(fā)病死亡的危險。如何及時讓這部分人得到救助、疾病及時被發(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，老年人正消耗著大量的醫(yī)療資源，構建以家庭服務為基礎的醫(yī)療保健服務體系，提供預防、監(jiān)控和醫(yī)療救治等服務，已成為當前社會和醫(yī)療系統(tǒng)急需解決的重大問題。同時，近年來對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。讓父母對留守孩子的健康狀況進行及時的掌握，也是一個非常迫切要解決的問題。

2 研究現(xiàn)狀

目前智能健康監(jiān)護儀的研究主要幾個方面：

（1）面向醫(yī)療機構的健康監(jiān)測，收集數(shù)據(jù)之后需要專業(yè)的醫(yī)院，經(jīng)過醫(yī)生詳細的指標分析，給出有關的健康狀況信息。徐曉的健康監(jiān)護儀智能報警模型研究就是針對此設計提出的一個研究模型。主要開發(fā)和設計集“監(jiān)控”和“報警”功能于一體的智能生理參數(shù)監(jiān)護儀，可以對監(jiān)護對象各項生理參數(shù)進行連續(xù)、實時監(jiān)測，而且能分析身體健康狀況，在發(fā)現(xiàn)異常時進行報警，并將信息通過Internet傳輸給社區(qū)醫(yī)院遠程監(jiān)控中心，采用小波變換模極大值方法分析了醫(yī)學傳感器信號和人體生理信號的特征：通過信號能量特征模式匹配，辨別信號異常。

（2）鄭健的嵌入式微型智能健康監(jiān)護儀該系統(tǒng)通過采集人體各種生理參數(shù)信號：心電、血壓、血氧飽和度、體溫等，并對這些信號進行放大、濾波、A/D轉換后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行計算并實時顯示，通過采集的數(shù)據(jù)與健康狀況進行比對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)院臨床應用，實時數(shù)據(jù)采集、存儲、查詢，促進醫(yī)院數(shù)字化建設。

（3）李偉敬設計一種能夠實時采集、分析、顯示人體多種生理參數(shù)的無線通信設計的實現(xiàn)，以及在PC上開發(fā)無線終端應用程序方案。設計采用OEM定制的高精度生理參數(shù)采集卡實現(xiàn)生理參數(shù)的采集，使用單片機和Wi-Fi芯片ST-MW-09S實現(xiàn)生理參數(shù)檢測系統(tǒng)硬件電路的設計。采用Windows Sockets通信機制，實現(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)護軟件，對用戶生理參數(shù)進行實時監(jiān)測。

（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)護儀的設計與應用，可以對病患的血壓、脈搏、血氧飽和度及體溫等生理參數(shù)進行實時采集、顯示和發(fā)送。本監(jiān)護儀采用腕表式設計，并具備藍牙無線接口，可通過藍牙與個人電腦、掌上電腦、智能手機等實現(xiàn)靈活組網(wǎng)。這是劉云提出的健康監(jiān)護儀的設計模型。

（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計了一款智能手表設備。授權人員及護理人員可以通過網(wǎng)絡門戶訪問。這個概念系統(tǒng)提供支持服務，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和手機連接性，快速聯(lián)系緊急服務。大型的交互界面上有一些基礎的操作圖標。

3 研究總結

設計一款可佩戴式健康監(jiān)測智能芯片，可以檢測體溫、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的功能，將測量結果傳送到云端服務器存儲，方便用戶子女和后臺保健醫(yī)生查看。

表帶采用醫(yī)學橡膠材料，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備進行血液狀態(tài)分析，溫度傳感器進行體溫的分析，這個系統(tǒng)通過無線傳感器監(jiān)測血壓、血葡萄糖、乳酸鹽或膽固醇水平等參數(shù)。采用光學心率傳感器進行心率的監(jiān)測。

對智能手表進行軟件和分析裝置的設備安裝。無線傳感器放在藍牙模塊。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記，并將信息傳送到醫(yī)生的智能手機應用上。

通過總結我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的智能健康監(jiān)護儀都是需要無線網(wǎng)wifi或者是藍牙進行信息的傳遞，在沒有wifi覆蓋的情況下就無法實現(xiàn)信息的傳遞，而在農(nóng)村大部分地區(qū)還沒有實現(xiàn)我無線網(wǎng)絡的全部覆蓋，這是一個讓健康檢測儀普及到老年人和留守兒童身邊的一個非常重要的難題。同時藍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現(xiàn)一個能夠不依賴與網(wǎng)絡和藍牙進行信息傳輸?shù)墓δ堋?/p>

4 研究意義

用于中老年、心血管健康檢測、預警、監(jiān)護的個人便攜式高科技物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品，以其將手機、手表、檢測儀、定位儀、傳感器等眾多功能與通訊和網(wǎng)絡平臺的完美結合，給老人問題以一體化解決的方案，是看護父母健康安全的物聯(lián)網(wǎng)云端技術“四防表”。

用于兒童體溫、皮膚濕度、運動時間監(jiān)測，預防兒童多發(fā)的感冒，發(fā)燒，多動癥等問題。

通過本機終端的傳感、檢測、通訊、定位等功能與物聯(lián)網(wǎng)“數(shù)據(jù)平臺”、“醫(yī)生專家健康咨詢服務平臺”、“子女關愛查詢平臺”及“120社會救助平臺”等相連接，形成一個智能“健康安全云”監(jiān)護體系，實現(xiàn)對心血管疾病基本參數(shù)的隨時檢測，實時上傳，達到了實時了解健康狀態(tài)，24h在線預測預警、監(jiān)護幫助，緊急情況及時救助的目的。同時可以實現(xiàn)外出務工人員在異地進行家中老人和兒童的健康監(jiān)測，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)護儀智能報警模型研究[J].中國制造業(yè)信息化，2009，12（22）.

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

[3]蔣賢海.智能遠程健康監(jiān)護系統(tǒng)生理參數(shù)數(shù)據(jù)分析及預報的研究[J].華南理工大學.

TP274

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1004-7344（2016）24-0268-01

2016-8-9