基于健康服務(wù)機(jī)器人的老年人健康服務(wù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種健康服務(wù)系統(tǒng)，尤其是一種基于健康服務(wù)機(jī)器人的老年人健康服務(wù)系統(tǒng)，屬于疾病監(jiān)測(cè)、預(yù)防、護(hù)理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]心血管疾病是一種嚴(yán)重威脅人類，特別是50歲以上中老年人健康的常見(jiàn)病，即使應(yīng)用目前最先進(jìn)、完善的治療手段，仍可有50%以上的腦血管意外幸存者生活不能完全自理。全世界每年死于心腦血管疾病的人數(shù)高達(dá)1500萬(wàn)人，居各種死因首位。因此心血管疾病的預(yù)防和診斷顯得格外重要。目前心電圖是測(cè)量和診斷異常心臟節(jié)律的最好方法，通過(guò)心電圖可診斷心電傳導(dǎo)組織受損時(shí)心臟的節(jié)律異常以及由于電解質(zhì)平衡失調(diào)引起的心臟節(jié)律的改變。然而，在傳統(tǒng)的心電監(jiān)測(cè)儀中，各硬件裝置間主要通過(guò)通信線纜連接，其操作平臺(tái)也基于有線裝置，這類傳統(tǒng)裝置因有線連接，使其可用范圍大大受到限制，不方便移動(dòng)，還會(huì)給被檢測(cè)者帶來(lái)心理壓力，從而使檢測(cè)結(jié)果失真。
[0003]另外，血氧飽和度也是老年人身體健康的一項(xiàng)重要生理指標(biāo)，當(dāng)空氣中的氧氣在人體肺部進(jìn)行交換后進(jìn)入血液，結(jié)合在血紅蛋白上供給到全身，維持細(xì)胞的正常新陳代謝。血氧飽和度(Sp02)用于反映這種血液中含氧水平，血氧飽和度是指血液中氧合血紅蛋白(Hb02)的容量占全部血紅蛋白(Hb)容量的百分比。在正常情況下，人體的血氧飽和度保持在98 %，一般不會(huì)低于94%，若血氧飽和度過(guò)低，則表明組織得不到充足的氧，或不能充分利用氧，導(dǎo)致組織的代謝、機(jī)能、甚至形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變化，更有可能造成心腦缺氧疾病、組織性缺氧疾病、呼吸性缺氧疾病和睡眠呼吸暫停綜合癥，若缺血缺氧超過(guò)4分鐘，則可造成神經(jīng)元的死亡，嚴(yán)重時(shí)可危及生命。因此，對(duì)老年人進(jìn)行血氧飽和度的檢測(cè)非常重要。
[0004]另一方面，在現(xiàn)在的社會(huì)環(huán)境下，大部分老年人都是遠(yuǎn)離子女、親屬的獨(dú)居老人、空巢老人，生活很難自理，又缺乏健康意識(shí)，對(duì)自己的身體狀況更是缺少了解。在病發(fā)時(shí)，很難找到正確的方法自救，給老年人帶來(lái)了精神和心理上的創(chuàng)傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于健康服務(wù)機(jī)器人的老年人健康服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用方便，功能豐富，結(jié)合服務(wù)機(jī)器人和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以完成對(duì)老年人的健康現(xiàn)狀分析，為老年人精神狀況和心理狀況診察提供了數(shù)據(jù)和生理參數(shù)基礎(chǔ)，有利于老年人精神狀況和身體健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更能保障老年人身心健康。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0007]基于健康服務(wù)機(jī)器人的老年人健康服務(wù)系統(tǒng)，包括健康服務(wù)機(jī)器人、智能終端以及云服務(wù)器，所述健康服務(wù)機(jī)器人包括機(jī)器人本體、主控制單元、人機(jī)交互單元和醫(yī)療檢測(cè)單元；所述人機(jī)交互單元與主控制單元相連，其包括平板電腦，該平板電腦置于機(jī)器人本體的胸前；所述醫(yī)療檢測(cè)單元與主控制單元相連，其包括心電檢測(cè)裝置和血氧飽和度檢測(cè)裝置，所述心電檢測(cè)裝置和血氧飽和度檢測(cè)裝置集成在機(jī)器人本體上，并分別通過(guò)藍(lán)牙信號(hào)與智能終端、平板電腦相連；所述平板電腦和智能終端通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與云服務(wù)器相連；其中:
[0008]所述心電檢測(cè)裝置，用于采集老年人的心電信號(hào)，并將心電信號(hào)發(fā)送到智能終端和平板電腦；
[0009]所述血氧飽和度檢測(cè)裝置，用于采集老年人的血氧飽和度信號(hào)，并將血氧飽和度信號(hào)發(fā)送到智能終端和平板電腦；
[0010]所述智能終端，用于接收老年人的心電信號(hào)和血氧飽和度信號(hào)以及獲取老年人子女的個(gè)人語(yǔ)音信息，并將心電信號(hào)、血氧飽和度信號(hào)以及個(gè)人語(yǔ)音信息上傳到云服務(wù)器；
[0011]所述平板電腦，用于接收老年人的心電信號(hào)和血氧飽和度信號(hào)以及輸入老年人的臨床信息，并將心電信號(hào)、血氧飽和度信號(hào)和臨床信息上傳到云服務(wù)器；
[0012]所述云服務(wù)器，用于接收智能終端和平板電腦上傳的信息，從而自動(dòng)完成老年人的健康現(xiàn)狀分析，并將分析結(jié)果反饋給智能終端、平板電腦進(jìn)行顯示和語(yǔ)音播報(bào)。
[0013]優(yōu)選的，所述健康服務(wù)機(jī)器人還包括運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、環(huán)境感知傳感器單元和電源供電單元，所述運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元和環(huán)境感知傳感器單元分別與主控制單元相連，所述電源供電單元用于為主控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元供電。
[0014]優(yōu)選的，所述心電檢測(cè)裝置具有兩個(gè)心電傳感器，兩個(gè)心電傳感器分別置于機(jī)器人本體的左、右掌心正面，機(jī)器人本體的左、右掌心與老年人的雙手掌心貼合時(shí)，喚醒心電檢測(cè)裝置以采集老年人的心電信號(hào)。
[0015]優(yōu)選的，所述心電檢測(cè)裝置包括第一心電傳感器、第二心電傳感器、集成模擬前端、混合信號(hào)微控制器、藍(lán)牙模塊、指示燈模塊和電源模塊；所述第一心電傳感器和第二心電傳感器分別與集成模擬前端相連；所述集成模擬前端通過(guò)SPI與混合信號(hào)微控制器相連；所述藍(lán)牙模塊通過(guò)UART與混合信號(hào)微控制器相連，該藍(lán)牙模塊用于與外部設(shè)備連接；所述電源模塊用于為第一心電傳感器、第二心電傳感器、集成模擬前端、混合信號(hào)微控制器、藍(lán)牙模塊、指示燈模塊供電；所述指示燈模塊與混合信號(hào)微控制器相連，用于顯示機(jī)器人處于心電檢測(cè)的功能狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選的，所述血氧飽和度檢測(cè)裝置安裝在機(jī)器人本體的左掌心或右掌心正面，安裝了血氧飽和度檢測(cè)裝置的掌心與老年人的掌心貼合時(shí)，喚醒血氧飽和度檢測(cè)裝置以采集老年人的血氧飽和度信號(hào)。
[0017]優(yōu)選的，所述血氧飽和度檢測(cè)裝置包括血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號(hào)微控制器、藍(lán)牙模塊、指示燈模塊和電源模塊；所述血氧傳感器與集成模擬前端相連，該血氧傳感器由LED燈和接收頭組成；所述集成模擬前端通過(guò)SPI與混合信號(hào)微控制器相連；所述藍(lán)牙模塊通過(guò)UART與混合信號(hào)微控制器相連，該藍(lán)牙模塊用于與外部設(shè)備連接；所述電源模塊用于為血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號(hào)微控制器、藍(lán)牙模塊、指示燈模塊供電；所述指示燈模塊與混合信號(hào)微控制器相連，用于顯示機(jī)器人處于血氧飽和度檢測(cè)的功能狀
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[0018]優(yōu)選的，所述主控制單元包括中央處理器、通用外圍設(shè)備接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、通信接口模塊；所述中央處理器通過(guò)通用外圍設(shè)備接口模塊或通信接口模塊接收來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)處理后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊中，所述中央處理器通過(guò)通信接口模塊控制運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元的工作方式。
[0019]優(yōu)選的，所述運(yùn)動(dòng)控制單元包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、光耦隔離模塊、電機(jī)組和測(cè)速編碼器；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與主控制單元之間通過(guò)光耦隔離模塊隔離，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)；所述測(cè)速編碼器與電機(jī)組相連，用于實(shí)時(shí)反饋電機(jī)組的位置信息和轉(zhuǎn)速信息，實(shí)現(xiàn)電機(jī)組位置和轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制；所述電機(jī)組用于控制機(jī)器人本體的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、腰部轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械臂動(dòng)作以及底盤(pán)運(yùn)動(dòng)。
[0020]優(yōu)選的，所述雙目視覺(jué)捕捉單元選用微軟公司的Kinect體感傳感器，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的導(dǎo)航與定位功能，以及最優(yōu)路徑的規(guī)劃。
[0021]優(yōu)選的，所述環(huán)境感知傳感器單元包括光電開(kāi)關(guān)、陀螺儀傳感器、觸碰傳感器、紅外傳感器和超聲波傳感器；所述光電開(kāi)關(guān)、觸碰傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器協(xié)同工作，進(jìn)行障礙物的識(shí)別與躲避；所述陀螺儀傳感器對(duì)機(jī)器人本體進(jìn)行姿態(tài)解讀；所述環(huán)境感知傳感器單元采用多傳感器信息融合技術(shù)對(duì)感知回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)主控制單元進(jìn)行反饋控制。
[0022]優(yōu)選的，所述電源供電單元包括充電底座、蓄電池充電接口、蓄電池、電壓變換模塊；所述蓄電池充電接口、蓄電池和電壓變換模塊集成到機(jī)器人本體內(nèi)，所述充電底座固定在室內(nèi)；在機(jī)器人工作時(shí)，所述電壓變換模塊將蓄電池提供的電壓轉(zhuǎn)換成主控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元和環(huán)境感知傳感器單元所需要的電壓，當(dāng)蓄電池電量低于設(shè)定的閾值時(shí)，機(jī)器人通過(guò)環(huán)境感知傳感器單元自動(dòng)回到充電底座處進(jìn)行充電。
[0023]優(yōu)選的，所述云服務(wù)器對(duì)接收到的心電信號(hào)進(jìn)行如下處理:
[0024]對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行平滑濾波以消除工頻干擾，采用擬合糾正法以消除基線漂移和采用小波變換法消除肌電干擾；對(duì)處理后的心電信號(hào)，進(jìn)一步采用峰值檢測(cè)法和可變斜率閾值法進(jìn)行QRS波群實(shí)時(shí)檢測(cè)、采用小波分解與自適應(yīng)濾波相結(jié)合的方法進(jìn)行QRS波群的模型檢測(cè)以及采用雙基準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)及多基線體系方法進(jìn)行QRS波群的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)檢測(cè)；
[0025]在檢測(cè)后，對(duì)處理后的心電信號(hào)進(jìn)行心率變異性分析，具體包括:
[0026]a、時(shí)域分析:通過(guò)計(jì)算一系列有關(guān)RR間期的數(shù)理統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，以得到短時(shí)程心電信號(hào)來(lái)獲取心率變異性信息；
[0027]b、頻域分析:應(yīng)用基于FFT的經(jīng)典譜估計(jì)法和基于AR模型的現(xiàn)代譜估計(jì)法對(duì)RR間期序列進(jìn)行譜估計(jì)；
[0028]C、時(shí)頻分析:采用小波變換法分析心率失常發(fā)生前心率變異性的變化；
[0029]d、非線性分析:采用混沌理論和分形理論的非線性動(dòng)力學(xué)理論，將非線性分析方法引入到分析心率變異性信號(hào)的復(fù)雜性。