本發(fā)明屬于醫(yī)療領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字健康盒及其方法、數(shù)字健康系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前還缺乏統(tǒng)一的健康大數(shù)據(jù)生態(tài)普及的快速檢測(cè)處理終端平臺(tái)。鑒于人體多參數(shù)傳感融合無(wú)線智慧健康盒還沒(méi)有推廣到市場(chǎng)，也沒(méi)達(dá)到檢測(cè)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的階段，各廠家單一功能設(shè)備的生產(chǎn)，患者或者保健者仍然需要借助傳統(tǒng)的醫(yī)院體檢方式進(jìn)行自我身體特征參數(shù)檢測(cè)，同時(shí)也沒(méi)有很多有效的設(shè)備進(jìn)行人體疾病癥狀的多體征的感知融合分析與綜合診斷，對(duì)于慢性疾病的發(fā)病周期觀察與急性疾病的突然爆發(fā)也沒(méi)法借助智能微型的普及化設(shè)備進(jìn)行本地分析與提前預(yù)警規(guī)避。

目前已有的健康檢測(cè)設(shè)備功能單一且聯(lián)網(wǎng)性能差，即便已有雛形的人體多傳感信息檢測(cè)設(shè)備，也尚不能滿足無(wú)線聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)長(zhǎng)程的智能無(wú)人值守監(jiān)測(cè)體征動(dòng)態(tài)，參與本地融合分析診斷的需求，因此迫切需要研究制造出具有包括解決以上問(wèn)題且普適應(yīng)用價(jià)值的、保障數(shù)據(jù)加密與系訪問(wèn)統(tǒng)安全的，保護(hù)隱私數(shù)據(jù)的人體多傳感信息智能健康盒，滿足健康大數(shù)據(jù)生態(tài)鏈的具體智能采集設(shè)備需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的第一目的是提供一種無(wú)線數(shù)字智慧健康盒。

本發(fā)明的一種數(shù)字健康盒，包括處理器和傳感器模塊；

所述傳感器模塊包括葡萄糖生物傳感器，所述葡萄糖生物傳感器用于實(shí)時(shí)采集人體血糖濃度信息并傳送至處理器；

光電式脈搏傳感器，其用于實(shí)時(shí)拾取人體脈搏信息并傳送至處理器；

紅外溫度傳感器，其用于實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信息并傳送至處理器；

免疫傳感器，其用于實(shí)時(shí)檢測(cè)人體內(nèi)抗體信息并傳送至處理器；

所述處理器，其用于實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；

所述云服務(wù)器與移動(dòng)終端相連，所述云服務(wù)器用于對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至移動(dòng)終端進(jìn)行預(yù)警指示。

云端服務(wù)器及時(shí)將分析后的關(guān)鍵信息反饋給攜帶者終端，對(duì)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)警指示，健康警示提醒。

進(jìn)一步的，所述處理器，還用于在向云服務(wù)器發(fā)送信息之前，還對(duì)加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息進(jìn)行加密。這樣用來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

進(jìn)一步的，所述處理器還包括地址學(xué)習(xí)模塊，其用于學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)物理地址，并將處理器加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)至學(xué)習(xí)的相應(yīng)物理地址路由，并經(jīng)相應(yīng)路由轉(zhuǎn)發(fā)至云服務(wù)器。這樣不僅能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，還通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)能提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

進(jìn)一步的，所述處理器通過(guò)無(wú)線模塊與云服務(wù)器相互通信。本發(fā)明充分利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

本發(fā)明的第二目的是提供一種數(shù)字健康盒的工作方法。

本發(fā)明的數(shù)字健康盒的工作方法，包括：

葡萄糖生物傳感器采集人體血糖濃度信息并傳送至處理器；

光電式脈搏傳感器實(shí)時(shí)拾取人體脈搏信息并傳送至處理器；

紅外溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信息并傳送至處理器；

免疫傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體內(nèi)抗體信息并傳送至處理器；

處理器實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；

云服務(wù)器對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至移動(dòng)終端進(jìn)行預(yù)警指示。

進(jìn)一步的，該方法還包括：在向云服務(wù)器發(fā)送信息之前，處理器還對(duì)加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息進(jìn)行加密。這樣用來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

進(jìn)一步的，該方法還包括：處理器還包括學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)物理地址，并將處理器加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)至學(xué)習(xí)的相應(yīng)物理地址路由，并經(jīng)相應(yīng)路由轉(zhuǎn)發(fā)至云服務(wù)器。這樣不僅能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，還通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)能提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

進(jìn)一步的，該方法還包括：處理器還接收用戶屬性信息，并根據(jù)用戶數(shù)字哈希簽名將用戶屬性信息與傳感器模塊實(shí)時(shí)采集的相應(yīng)用戶的信息進(jìn)行綁定。這樣將用戶的屬性信息與其相應(yīng)信息進(jìn)行綁定，避免信息存儲(chǔ)錯(cuò)誤而造成誤報(bào)警。

進(jìn)一步的，處理器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息發(fā)送至云服務(wù)器。本發(fā)明充分利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

本發(fā)明的第三目的是提供一種數(shù)字健康系統(tǒng)。

本發(fā)明的數(shù)字健康系統(tǒng)，包括上述所述的數(shù)字健康盒。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明利用處理器實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；最后云服務(wù)器對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至預(yù)設(shè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)器或移動(dòng)終端進(jìn)行報(bào)警，用及時(shí)提示用戶對(duì)健康進(jìn)行關(guān)注。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1是一種數(shù)字健康盒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是地址學(xué)習(xí)模塊工作示意圖。

圖3是數(shù)字健康盒功耗降低機(jī)制原理圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

圖1是一種數(shù)字健康盒的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示的本發(fā)明的一種數(shù)字健康盒，包括處理器和傳感器模塊；

所述傳感器模塊包括葡萄糖生物傳感器，所述葡萄糖生物傳感器用于實(shí)時(shí)采集人體血糖濃度信息并傳送至處理器；

光電式脈搏傳感器，其用于實(shí)時(shí)拾取人體脈搏信息并傳送至處理器；

紅外溫度傳感器，其用于實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信息并傳送至處理器；

免疫傳感器，其用于實(shí)時(shí)檢測(cè)人體內(nèi)抗體信息并傳送至處理器；

所述處理器，其用于實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；

所述云服務(wù)器與移動(dòng)終端相連，所述云服務(wù)器用于對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至移動(dòng)終端進(jìn)行預(yù)警指示。

在本實(shí)施例中，葡萄糖生物傳感器為傳統(tǒng)的葡萄糖生物傳感器，采用金工作電極、金對(duì)電極和參比電極三電極體系，為了防止電極被氧化“熔斷”，進(jìn)行了電極表面覆蓋材料的改進(jìn)，在其表面覆蓋一層絕緣膠。在傳感器敏感膜表面的電化學(xué)反應(yīng)原理是：工作電極上固定了葡萄糖氧化酶和辣根過(guò)氧化酶，以鋨氧化還原聚合物作為電子媒介體；在生理?xiàng)l件下，人體皮下組織液中的葡萄糖分子會(huì)感應(yīng)出正電荷，儀表通過(guò)取樣電極在皮膚上施加固定電壓，皮下葡萄糖分子會(huì)在電場(chǎng)的作用下向陰極移動(dòng)并滲出皮外，并在凝膠中向傳感器的工作電極擴(kuò)散。組織液里的微量葡萄糖在GOD的催化作用下被氧化，H2O2產(chǎn)物在電極表面的聚合物膜里面被HRP和電子媒介體的聯(lián)合催化作用下被電極還原，還原電流的大小與葡萄糖濃度存在比例關(guān)系，儀表根據(jù)如下的特定算法進(jìn)行血糖濃度的換算。

血糖濃度檢測(cè)的特定算法為：基于計(jì)時(shí)電流法，即施加恒定的工作電壓，測(cè)量其反應(yīng)電流的變化。由于擴(kuò)散的作用，反應(yīng)開始后葡萄糖濃度會(huì)產(chǎn)生一定梯度，反應(yīng)電流以冪指數(shù)形式衰減。待測(cè)葡萄糖濃度與反應(yīng)電流方程系數(shù)成正比，用來(lái)推算待測(cè)物的葡萄糖溶液濃度；同時(shí)，考慮實(shí)際測(cè)量情況，進(jìn)行葡糖檢測(cè)算法的修正，其它諸如皮膚阻抗變化、測(cè)量過(guò)程中的波動(dòng)和奇異點(diǎn)、電路噪聲和干擾等對(duì)測(cè)量穩(wěn)定性影響較大，會(huì)導(dǎo)致在長(zhǎng)的固定時(shí)間段，難以保證反離子電滲的葡萄糖獲取量與動(dòng)物體組織液濃度成正比；在測(cè)量反應(yīng)電流，計(jì)算血糖濃度時(shí)出現(xiàn)較大偏差。

免疫傳感器包括用于肺癌標(biāo)志物蛋白質(zhì)檢測(cè)的電化學(xué)紙芯片免疫傳感器，其用紙?jiān)頌椋?/p>

通過(guò)在電極表面修飾固定一層合成納米復(fù)合材料電活性物質(zhì)，檢測(cè)電化學(xué)法產(chǎn)生的電流(電活性物質(zhì)與電極表面相互作用產(chǎn)生的電流)；采用硫堇作為電子媒介體與石墨烯之間會(huì)產(chǎn)生π-π堆疊的相互作用，從而固定在電極表面；制備合成納米金粒子，用于固定抗體；結(jié)合微流控技術(shù)，基于絲網(wǎng)印刷和噴臘打印技術(shù)，開發(fā)可以用于肺癌標(biāo)志物蛋白質(zhì)檢測(cè)的電化學(xué)紙芯片免疫傳感器，使其滿足高靈敏度、微量、即時(shí)快速肺癌標(biāo)志物檢測(cè)需求。

本發(fā)明利用處理器實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；最后云服務(wù)器對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至預(yù)設(shè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)器或移動(dòng)終端進(jìn)行報(bào)警，用及時(shí)提示用戶對(duì)健康進(jìn)行關(guān)注。

在另一實(shí)施例中，處理器還用于在向云服務(wù)器發(fā)送信息之前，還對(duì)加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息進(jìn)行加密。

其中，加密的方式可以基于DES/AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。這樣用來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

除了基于DES/AES對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的方式之外，還可以采用其他加密方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

進(jìn)一步的，所述處理器還包括地址學(xué)習(xí)模塊，如圖2所示，地址學(xué)習(xí)模塊學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)地址：從云服務(wù)商獲取轉(zhuǎn)發(fā)地址，并且進(jìn)行表格的預(yù)存儲(chǔ)，重復(fù)地址檢測(cè)，轉(zhuǎn)發(fā)地址的快速切換，轉(zhuǎn)發(fā)形式：組播、廣播、單播的選擇，并將處理器加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)至學(xué)習(xí)的相應(yīng)物理地址路由，并經(jīng)相應(yīng)路由轉(zhuǎn)發(fā)至云服務(wù)器。這樣不僅能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕€通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)能提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

進(jìn)一步的，所述處理器通過(guò)無(wú)線模塊與云服務(wù)器相互通信。本發(fā)明充分利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

如圖3所示，本發(fā)明還設(shè)計(jì)利用高能效電池，采用一系列低功耗策略如：多工作模式間切換、自動(dòng)檢測(cè)工作狀態(tài)模塊進(jìn)入休眠、在線降低CPU的工作頻率，將不工作的模塊關(guān)掉供電等方法；并且設(shè)備具有本地非揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，降低掉電數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，增強(qiáng)上電快速恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)能力；同時(shí)，配備標(biāo)準(zhǔn)的mini-USB充電電路，方便及時(shí)充電。

其中，為了降低本發(fā)明的數(shù)字健康盒的功耗，采用在線降低CPU工作頻率并且增加時(shí)鐘門控；在進(jìn)行多單獨(dú)供電分區(qū)，進(jìn)而將不工作的模塊暫時(shí)關(guān)掉供電；還可以采用多工作模式切換，達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)工作模式，使得設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入/退出休眠。

本發(fā)明的數(shù)字健康盒的工作方法，包括：

葡萄糖生物傳感器采集人體血糖濃度信息并傳送至處理器；

光電式脈搏傳感器實(shí)時(shí)拾取人體脈搏信息并傳送至處理器；

紅外溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信息并傳送至處理器；

免疫傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體內(nèi)抗體信息并傳送至處理器；

處理器實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；

云服務(wù)器對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至預(yù)設(shè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)器或移動(dòng)終端進(jìn)行報(bào)警。

進(jìn)一步的，該方法還包括：在向云服務(wù)器發(fā)送信息之前，處理器還對(duì)加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息進(jìn)行加密。這樣用來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

進(jìn)一步的，該方法還包括：處理器還包括學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)物理地址，并將處理器加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)至學(xué)習(xí)的相應(yīng)物理地址路由，并經(jīng)相應(yīng)路由轉(zhuǎn)發(fā)至云服務(wù)器。這樣不僅能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，還通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)能提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

進(jìn)一步的，該方法還包括：處理器還接收用戶屬性信息，并且利用哈希算法將用戶數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(用戶屬性信息與采集的對(duì)應(yīng)用戶傳感數(shù)據(jù))綁定后，進(jìn)行整體數(shù)字簽名保證數(shù)據(jù)完整性，避免信息存儲(chǔ)錯(cuò)誤而造成誤報(bào)警。

進(jìn)一步的，處理器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將加蓋時(shí)間戳同步打包成幀的信息發(fā)送至云服務(wù)器。本發(fā)明充分利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

本發(fā)明利用處理器實(shí)時(shí)接收所述傳感器模塊傳送來(lái)的信息，并將接收到的信息按照信息屬性進(jìn)行分類并分別加蓋時(shí)間戳同步打包成幀，再分別發(fā)送至云服務(wù)器；最后云服務(wù)器對(duì)接收到的分類信息與相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)值比較，生成預(yù)警信號(hào)并傳送至預(yù)設(shè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)器或移動(dòng)終端進(jìn)行報(bào)警，用及時(shí)提示用戶對(duì)健康進(jìn)行關(guān)注。

本發(fā)明還提供了一種數(shù)字健康系統(tǒng)，包括上述所述的數(shù)字健康盒。

數(shù)字健康系統(tǒng)除了圖1所示的數(shù)字健康盒之外，還包括顯示模塊，所述顯示模塊與預(yù)設(shè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)器相連。除了數(shù)字健康盒和顯示模塊之外，數(shù)字健康系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，此處將不再累述。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。