本發(fā)明屬于護理領域，具體涉及一種生理狀況檢測分析系統(tǒng)及方法。

背景技術：

現(xiàn)在有很多行動不便人群一直坐在輪椅上，他們的生活起居也不是很方便，特別是在有排便需求的時候，很難及時得到護理人員的護理。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種生理狀況檢測分析系統(tǒng)及方法，便于護理人員對行動不便者的護理。

本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種生理狀況檢測分析系統(tǒng)，其特征在于：它包括：

壓力感應坐墊，用于采集待測人員坐姿產(chǎn)生的壓力；

人體狀態(tài)采集模塊，用于采集待測人員的心率和呼吸頻率；

主控模塊，用于根據(jù)待測人員的壓力判斷待測人員是否正在改變坐姿狀態(tài)，并結合待測人員的心率和呼吸頻率，判斷待測人員是否有排便需求；

報警模塊，用于在待測人員有排便需求時發(fā)出報警信號。

按上述系統(tǒng)，所述的壓力感應坐墊包括坐墊本體和分布在坐墊本體上的壓力傳感器組，壓力傳感器組包含n個壓力傳感器；

所述的主控模塊根據(jù)以下公式獲取壓力參考值F_P：

其中，F(xiàn)_i表示第i個壓力傳感器實時采集到的壓力值；P_i是標準體重的人在正常坐姿時第i個壓力傳感器的平均壓力值；α為體重系數(shù)，根據(jù)待測人員的體重設置；

設置參考值閾值F_PS，當F_P在預設時間段內(nèi)大于所設閾值的次數(shù)大于n₁次時，判斷待測人員正在改變坐姿狀態(tài)。

按上述系統(tǒng)，本系統(tǒng)還包括與所述的主控模塊連接的無線通訊模塊，用于將待測人員的排便需求遠程發(fā)送給預設的遠程監(jiān)控端。

利用所述的生理狀況檢測分析系統(tǒng)實現(xiàn)的分析方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、實時采集待測人員坐姿產(chǎn)生的壓力、待測人員的心率和呼吸頻率；

S2、根據(jù)以下公式獲取壓力參考值F_P：

其中，F(xiàn)_i表示第i個壓力傳感器實時采集到的壓力值；P_i是標準體重的人在正常坐姿時第i個壓力傳感器的平均壓力值；α為體重系數(shù)，根據(jù)待測人員的體重設置；

設置參考值閾值F_PS，當F_P在預設時間段內(nèi)大于所設閾值的次數(shù)大于n₁次時，判斷待測人員正在改變坐姿狀態(tài)；

S3、根據(jù)以下公式獲取心率變化量ΔHR：

式中HR是實時采集的心率值，是人在平靜狀態(tài)下的平均心率值；

根據(jù)以下公式獲取呼吸頻率變化量ΔR：

式中R是實時采集的呼吸頻率，是人在平靜狀態(tài)下的平均呼吸頻率；

當待測人員正在改變坐姿狀態(tài)，且滿足ΔHR大于預設的心率變化閾值ΔHR_PS、ΔR大于預設的呼吸頻率變化閾值ΔR_PS，則判斷待測人員有排便需求；

S4、發(fā)出報警信號。

按上述方法，所述的S4還包括：將待測人員的排便需求遠程發(fā)送給預設的遠程監(jiān)控端。

按上述方法，本方法還包括以下步驟：將實時采集的壓力進行存儲，分時段對壓力進行分析：

當在預設的長時間段內(nèi)有連續(xù)的、在一定范圍內(nèi)的壓力，發(fā)出久坐提醒；

當壓力傳感器組采集到的壓力從有變?yōu)?，發(fā)出離開提醒；

當壓力傳感器組采集到的壓力從0變?yōu)橛?，發(fā)出就坐提醒。

按上述方法，本方法還包括以下步驟：將實時采集的壓力、心率和呼吸頻率進行存儲，并與待測人員的排便需求和時間進行關聯(lián)，形成日志。

本發(fā)明的有益效果為：通過結合待測人員的坐姿、心率和呼吸頻率，來判斷待測人員的排便需求，從而便于護理人員對行動不便者的護理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的結構示意圖。

圖2為壓力傳感器的布置位置示意圖。

圖3為本發(fā)明一實施例的方法流程圖。

圖4為本發(fā)明一實施例的坐墊主控模塊正面示意圖。

圖5為本發(fā)明一實施例的坐墊主控模塊反面示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實例和附圖對本發(fā)明做進一步說明。

人非常緊急的狀態(tài)是比較少的，一般的緊張狀態(tài)可以表現(xiàn)為輕微坐立不安、心率稍微加快、呼吸稍微急促。但是當人有排便需求的時候，特別是在有強烈排便需求時，坐姿改變的頻率會非常大，心率增加的程度、呼吸的急促的程度也會非常明顯。本發(fā)明就是以此作為預警人是否有排便需求的依據(jù)。

本發(fā)明提供一種生理狀況檢測分析系統(tǒng)，如圖1所示，它包括：壓力感應坐墊，用于采集待測人員坐姿產(chǎn)生的壓力；人體狀態(tài)采集模塊，用于采集待測人員的心率和呼吸頻率，本實施例中包括心率采集模塊和呼吸采集模塊；主控模塊，用于根據(jù)待測人員的壓力判斷待測人員是否正在改變坐姿狀態(tài)，并結合待測人員的心率和呼吸頻率，判斷待測人員是否有排便需求；報警模塊，用于在待測人員有排便需求時發(fā)出報警信號。

如圖2所示，壓力感應坐墊包括坐墊本體和分布在坐墊本體上的壓力傳感器組，壓力傳感器組包含n個壓力傳感器；本實施例中通過對正常座椅的尺寸的研究，將坐墊的尺寸設為長寬分別為45厘米。通過對人體坐姿的分析，找出了人體就坐時受力最大的4個點作為傳感器布置點，即n＝4。

所述的主控模塊根據(jù)以下公式獲取壓力參考值F_P：

其中，F(xiàn)_i表示第i個壓力傳感器實時采集到的壓力值；P_i是標準體重的人在正常坐姿時第i個壓力傳感器的平均壓力值；α為體重系數(shù)，根據(jù)待測人員的體重設置，本實施例中設置標準體重范圍，體重低于標準體重時α＝0.01，體重在標準體重范圍內(nèi)時α＝0，體重大于標準體重時α＝-0.01。

當人的姿態(tài)發(fā)生改變時，每個傳感器的數(shù)值都會改變，通過上述公式就可以算出每個傳感器對應的差值，當總差值較大時就可以確定人的姿態(tài)發(fā)生了較大的改變。設置參考值閾值F_PS，當F_P在預設時間段內(nèi)(本實施例取1分鐘)大于所設閾值的次數(shù)大于n₁次時，判斷待測人員正在改變坐姿狀態(tài)。

本系統(tǒng)還包括與所述的主控模塊連接的無線通訊模塊，用于將待測人員的排便需求遠程發(fā)送給預設的遠程監(jiān)控端。遠程監(jiān)控端可以為待測人員的監(jiān)護人、護理人員或社區(qū)、醫(yī)院監(jiān)控中心等。

利用所述的生理狀況檢測分析系統(tǒng)實現(xiàn)的分析方法，如圖3所示，它包括以下步驟：

S1、實時采集待測人員坐姿產(chǎn)生的壓力、待測人員的心率和呼吸頻率；

S2、根據(jù)以下公式獲取壓力參考值F_P：

其中，F(xiàn)_i表示第i個壓力傳感器實時采集到的壓力值；P_i是標準體重的人在正常坐姿時第i個壓力傳感器的平均壓力值；α為體重系數(shù)，根據(jù)待測人員的體重設置，本實施例中設置標準體重范圍，體重低于標準體重時α＝0.01，體重在標準體重范圍內(nèi)時α＝0，體重大于標準體重時α＝-0.01。

當人的姿態(tài)發(fā)生改變時，每個傳感器的數(shù)值都會改變，通過上述公式就可以算出每個傳感器對應的差值，當總差值較大時就可以確定人的姿態(tài)發(fā)生了較大的改變。通過對大量的實驗數(shù)據(jù)分析和處理，設置參考值閾值F_PS，當F_P在預設時間段內(nèi)大于所設閾值的次數(shù)大于n₁次時，判斷待測人員正在改變坐姿狀態(tài)。

S3、人在平靜的狀態(tài)下心率會比較平穩(wěn)，當人有強烈的排便需求時心率會急劇增加。根據(jù)以下公式獲取心率變化量ΔHR：

式中HR是實時采集的心率值，是人在平靜狀態(tài)下的平均心率值；因為每個人平靜狀態(tài)下的心率值可能不盡相同，所以使用兩者的差值來作為參考數(shù)據(jù)。

根據(jù)以下公式獲取呼吸頻率變化量ΔR：

式中R是實時采集的呼吸頻率，是人在平靜狀態(tài)下的平均呼吸頻率；在平靜狀態(tài)下人的呼吸頻率會基本保持不便，當人有強烈排便需求的時候，人的呼吸會變的非常急促。

當待測人員正在改變坐姿狀態(tài)，且滿足ΔHR大于預設的心率變化閾值ΔHR_PS、ΔR大于預設的呼吸頻率變化閾值ΔR_PS，則判斷待測人員有排便需求。

S4、發(fā)出報警信號?？蛇x的，S4還包括：將待測人員的排便需求遠程發(fā)送給預設的遠程監(jiān)控端。

進一步優(yōu)化的，壓力感應坐墊也可以具有其他的輔助功能，比如就坐提醒、離開提醒和久坐提醒。

壓力感應坐墊可以檢測人是否坐在座椅上，當四個壓力傳感器在一分鐘內(nèi)有穩(wěn)定持續(xù)的壓力時，就說明使用者坐在座椅上；當四個壓力傳感器所受的壓力幾乎為零時，就說明使用者不在座椅上。這樣，壓力坐墊就具有就坐提醒和離開提醒的功能，可以提醒護理人員知曉使用者是否在座椅上，無線通訊模塊6會把人是否在座椅上的狀態(tài)通過網(wǎng)關發(fā)送到護理人員的移動終端，提醒護理人員。該壓力感應坐墊還可以檢測人是否久坐，當四個壓力傳感器在兩個小時內(nèi)有穩(wěn)定持續(xù)的壓力時，就說明使用者已經(jīng)久坐，蜂鳴器就會發(fā)出另一種報警聲音，提醒使用者進行一些活動。

因此本方法還包括以下步驟：將實時采集的壓力進行存儲，分時段對壓力進行分析：當在預設的長時間段內(nèi)有連續(xù)的、在一定范圍內(nèi)的壓力，發(fā)出久坐提醒；當壓力傳感器組采集到的壓力從有變?yōu)?，發(fā)出離開提醒；當壓力傳感器組采集到的壓力從0變?yōu)橛校l(fā)出就坐提醒。

本方法還包括以下步驟：將實時采集的壓力、心率和呼吸頻率進行存儲，并與待測人員的排便需求和時間進行關聯(lián)，形成日志，從而作為對待測人員的監(jiān)控狀態(tài)進行評價的數(shù)據(jù)支撐。

參見圖4和圖5，主控模塊還包括充電接口以及供電電源，來為該系統(tǒng)供電，保證其正常運行。優(yōu)選的，主控模塊還包括開關，用于對于該系統(tǒng)的開與關的控制。報警模塊、無線通訊模塊、程序下載口、開關、數(shù)據(jù)處理單元、充電接口設置在主控模塊的正面，供電電源設置于主控模塊的背面，如此設置，可以充分的利用空間，讓主控模塊更加小巧，不占據(jù)很大空間。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的設計思想和特點，其目的在于使本領域內(nèi)的技術人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，本發(fā)明的保護范圍不限于上述實施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設計思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。