本發(fā)明涉及醫(yī)療，具體為可穿戴的血液透析患者防跌倒預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、血液透析是一種治療慢性腎功能不全的方法，用于清除體內(nèi)過多的廢物和多余的水分。但是，現(xiàn)有血液透析患者年齡在60歲以上的占比較高，由于他們的生理機(jī)能逐漸衰退，如高血壓、高血糖等風(fēng)險(xiǎn)因素增加，其跌倒發(fā)生率有隨年齡增長(zhǎng)而增加的趨勢(shì)，一旦發(fā)生意外，無法及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，容易導(dǎo)致患者錯(cuò)失救助；因此，不滿足現(xiàn)有的需求，對(duì)此我們提出了可穿戴的血液透析患者防跌倒預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供可穿戴的血液透析患者防跌倒預(yù)警系統(tǒng)，通過在可穿戴設(shè)備上設(shè)置多個(gè)智能傳感器，可實(shí)時(shí)獲取患者的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，以及位置信息和影像數(shù)據(jù)，而采用機(jī)器學(xué)算法構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行訓(xùn)練，可預(yù)測(cè)患者的跌倒風(fēng)險(xiǎn)，將預(yù)測(cè)結(jié)果與影像數(shù)據(jù)結(jié)合，可對(duì)患者的跌倒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估，基于評(píng)估結(jié)果自動(dòng)生成預(yù)警信號(hào)，以此通知患者的監(jiān)護(hù)人注意，并同時(shí)向患者的監(jiān)護(hù)人提供展示界面，以便隨時(shí)查看患者的數(shù)據(jù)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：可穿戴的血液透析患者防跌倒預(yù)警系統(tǒng)，包括：

3、患者監(jiān)測(cè)模塊，用于：

4、在可穿戴設(shè)備上設(shè)置多個(gè)智能傳感器，可穿戴設(shè)備通過多個(gè)智能傳感器實(shí)時(shí)獲取患者的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，并同時(shí)獲取患者的位置信息和影像數(shù)據(jù)，其中：

5、智能傳感器包括心率傳感器、血壓傳感器、血氧飽和度傳感器、計(jì)步器和加速度傳感器；

6、生理數(shù)據(jù)包括心率、血壓、血氧飽和度；

7、行為數(shù)據(jù)包括步數(shù)和步行速度；

8、個(gè)人信息模塊，用于：

9、記錄患者的個(gè)人信息，包括患者姓名、年齡、病史和血透次數(shù)與時(shí)間，同時(shí)收集患者的歷史數(shù)據(jù)，其中，歷史數(shù)據(jù)包括患者歷史生理數(shù)據(jù)和患者歷史行為數(shù)據(jù)；

10、數(shù)據(jù)分析模塊，用于：

11、使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，并利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練；

12、利用訓(xùn)練好的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)實(shí)時(shí)獲取的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)患者跌倒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)；

13、根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果并結(jié)合患者的影像數(shù)據(jù)，對(duì)患者跌倒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果自動(dòng)生成預(yù)警信號(hào)；

14、異常預(yù)警模塊，用于：

15、根據(jù)所生成的預(yù)警信號(hào)向患者的監(jiān)護(hù)人發(fā)送預(yù)警通知，并同時(shí)將患者的位置信息一并發(fā)送給患者的監(jiān)護(hù)人；

16、數(shù)據(jù)展示模塊，用于：

17、向患者的監(jiān)護(hù)人提供展示界面，通過展示界面對(duì)患者的生理數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)以及跌倒風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行展示。

18、進(jìn)一步地，所述患者監(jiān)測(cè)模塊，包括：

19、健康監(jiān)測(cè)模塊，用于：

20、通過患者所穿戴的可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)獲取患者的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，其中，可穿戴設(shè)備包括手環(huán)、手表或腰帶；

21、位置監(jiān)測(cè)模塊，用于：

22、通過可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者位置，可穿戴設(shè)備采用gps和北斗技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取患者的位置信息；

23、影像監(jiān)測(cè)模塊，用于：

24、在可穿戴設(shè)備上設(shè)置攝像頭，可穿戴設(shè)備通過攝像頭實(shí)時(shí)獲取患者日?；顒?dòng)時(shí)的影像數(shù)據(jù)。

25、進(jìn)一步地，所述個(gè)人信息模塊，包括：

26、數(shù)據(jù)收集模塊，用于：

27、收集患者所有的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并為所收集的歷史數(shù)據(jù)提供備份功能；

28、信息管理模塊，用于：

29、隨時(shí)修改患者的個(gè)人信息，以及管理所收集的歷史數(shù)據(jù)，包括對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改和刪除管理。

30、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)分析模塊，包括：

31、模型構(gòu)建模塊，用于：

32、使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，并利用所收集的歷史數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，將訓(xùn)練好的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型應(yīng)用到實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中；

33、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)模塊，用于：

34、使用訓(xùn)練好的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)實(shí)時(shí)獲取的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)患者的跌倒風(fēng)險(xiǎn)；

35、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊，用于：

36、根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果并結(jié)合患者的影像數(shù)據(jù)，對(duì)患者跌倒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果分為以下情況：

37、若評(píng)估結(jié)果患者未存在跌倒風(fēng)險(xiǎn)，則繼續(xù)對(duì)患者進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

38、若評(píng)估結(jié)果患者存在跌倒風(fēng)險(xiǎn)，則自動(dòng)生成預(yù)警信號(hào)。

39、進(jìn)一步地，所述模型構(gòu)建模塊，包括：

40、數(shù)據(jù)處理模塊，用于：

41、對(duì)收集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括去除噪聲、缺失值填充、異常值檢測(cè)；

42、特征提取模塊，用于：

43、從預(yù)處理后的歷史數(shù)據(jù)中提取特征，并利用所提取的特征對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練。

44、進(jìn)一步地，所述特征提取模塊，執(zhí)行以下流程：

45、從預(yù)處理后的歷史數(shù)據(jù)中提取與患者相關(guān)的生理和行為特征，并剔除無關(guān)或冗余的特征；

46、采用主成分分析或傅里葉變換方法對(duì)提取的特征進(jìn)行轉(zhuǎn)換和映射；

47、特征轉(zhuǎn)換完后，利用特征對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練。

48、進(jìn)一步地，所述異常預(yù)警模塊，包括：

49、信號(hào)檢測(cè)模塊，用于：

50、實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析模塊是否生成預(yù)警信號(hào)；

51、一旦檢測(cè)到預(yù)警信號(hào)，則立馬將預(yù)警通知和患者的位置信息一并發(fā)送給患者的監(jiān)護(hù)人；

52、其中，預(yù)警通知采用短信、郵件或電話的方式發(fā)送給患者的監(jiān)護(hù)人。

53、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)展示模塊，包括：

54、可視化模塊，用于：

55、為患者的監(jiān)護(hù)人提供展示界面，使用圖表和表格形式展示患者的生理數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)以及跌倒風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果；

56、同時(shí)結(jié)合可視化工具對(duì)患者的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，包括采用柱狀圖、折線圖和熱力圖的展示方式；

57、數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，用于：

58、為患者的監(jiān)護(hù)人提供對(duì)比功能，通過設(shè)置多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，患者的監(jiān)護(hù)人在同一展示界面對(duì)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；

59、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊，用于：

60、為患者的監(jiān)護(hù)人提供導(dǎo)出功能，患者的監(jiān)護(hù)人將生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)導(dǎo)出至本地進(jìn)行進(jìn)一步的分析或打印成紙質(zhì)文檔。

61、進(jìn)一步地，所述監(jiān)控監(jiān)測(cè)模塊還針對(duì)可穿戴設(shè)備進(jìn)行穿戴檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，包括：

62、針對(duì)穿戴設(shè)備獲取可穿戴設(shè)備的穿戴信息，并在患者穿戴上穿戴設(shè)備時(shí)得到穿戴設(shè)備的穿戴信息；

63、根據(jù)穿戴信息進(jìn)行初步分析，確定穿戴是否規(guī)范，得到第一分析結(jié)果；

64、當(dāng)?shù)谝环治鼋Y(jié)果為穿戴不規(guī)范時(shí)，針對(duì)穿戴信息結(jié)合穿戴規(guī)范信息進(jìn)一步分析，確定穿戴設(shè)備的穿戴哪里不規(guī)范，得到穿戴調(diào)整信息；

65、按照穿戴調(diào)整信息進(jìn)行穿戴調(diào)整指引，直至穿戴設(shè)備的穿戴規(guī)范，并在穿戴設(shè)備的穿戴規(guī)范后實(shí)時(shí)獲取穿戴設(shè)備的穿戴監(jiān)測(cè)信息；

66、通過如下公式針對(duì)穿戴監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行穿戴監(jiān)測(cè)判斷：

67、

68、上述公式中，表示?時(shí)刻的穿戴監(jiān)測(cè)判斷值，表示時(shí)刻的第個(gè)穿戴信息監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，k為大于0的整數(shù)，表示時(shí)刻的第個(gè)穿戴信息監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，表示時(shí)刻的第個(gè)穿戴信息監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，的取值是大于等于0的，當(dāng)時(shí)，表示患者首次穿戴規(guī)范時(shí)的穿戴監(jiān)測(cè)信息；

69、根據(jù)穿戴監(jiān)測(cè)判斷值確定穿戴判斷結(jié)果，當(dāng)穿戴監(jiān)測(cè)判斷值為0時(shí)，患者出現(xiàn)穿戴設(shè)備穿戴異樣，針對(duì)穿戴設(shè)備的穿戴情況進(jìn)行提醒，否則，患者針對(duì)穿戴設(shè)備穿戴正常。

70、進(jìn)一步地，所述異常預(yù)警模塊在將預(yù)警通知和患者的位置信息一并發(fā)送給患者的監(jiān)護(hù)人時(shí)，包括：

71、獲取預(yù)警信號(hào)，將預(yù)警通知和患者的位置信息作為第一預(yù)警信息；

72、將第一預(yù)警信息發(fā)送至患者的監(jiān)護(hù)人；

73、同時(shí)針對(duì)患者在患者監(jiān)控模塊中進(jìn)行當(dāng)前監(jiān)測(cè)信息獲取，得到患者當(dāng)前監(jiān)測(cè)信息；

74、針對(duì)患者當(dāng)前監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行初步分析，篩選異常指標(biāo)信息，所述異常指標(biāo)信息包括異常的生理數(shù)據(jù)信息和異常的行為數(shù)據(jù)信息；

75、結(jié)合患者個(gè)人信息針對(duì)異常指標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)一步分析，基于預(yù)設(shè)的異常指標(biāo)判斷標(biāo)準(zhǔn)確定異常等級(jí)；

76、按照異常等級(jí)針對(duì)患者當(dāng)前監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行標(biāo)注，得到患者當(dāng)前監(jiān)測(cè)分析信息；

77、將患者當(dāng)前監(jiān)測(cè)分析信息作為第二預(yù)警信息，并將第二預(yù)警信息發(fā)送至患者的監(jiān)護(hù)人。

78、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

79、本發(fā)明的患者監(jiān)測(cè)模塊通過在可穿戴設(shè)備上設(shè)置智能傳感器，實(shí)時(shí)獲取患者的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，以及位置信息和影像數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的全面監(jiān)測(cè)，而個(gè)人信息模塊可收集患者的歷史數(shù)據(jù)，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和預(yù)警提供重要依據(jù)，數(shù)據(jù)分析模塊采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，并基于歷史數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，利用訓(xùn)練好的模型對(duì)實(shí)時(shí)采集的生理數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而可以預(yù)測(cè)患者的跌倒風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合模型的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)時(shí)獲取的影像數(shù)據(jù)，對(duì)患者的跌倒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估，可以得到一個(gè)更準(zhǔn)確、可靠的跌倒風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，使得異常預(yù)警模塊根據(jù)預(yù)警信號(hào)將預(yù)警通知和位置信息發(fā)送給患者的監(jiān)護(hù)人，以便及時(shí)對(duì)患者進(jìn)行救助，同時(shí)，數(shù)據(jù)展示模塊通過展示界面對(duì)患者的生理數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)以及跌倒風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行展示，以便監(jiān)護(hù)人能夠及時(shí)了解患者的健康狀況。