本發明涉及植入式遠程監測定位系統，特別的涉及一種包括可穿戴設備的可植入醫療設備的遠程監測定位系統。

背景技術：

一些突發病的患者或者年紀較大的患者會出現外出時病癥發作或發生其他意外事件的可能，如果無法及時獲知或采取措施，容易造成嚴重的后果。

專利EP2043502B1公開了一種植入遠程設備，可遠程上傳患者生理傳感數據，方便遠程的醫生查看，但是需要固定地點進行數據上傳，無法在外出時上傳數據且無法檢測癥狀發作或其他意外事件。

美國專利US8744562B2公開了一種可以檢測神經系統疾病進行預警的系統，但是無法在外出時檢測并上報位置。

植入設備可以外傳生理數據或檢測疾病發作，但是仍舊存在無法實時確定位置，進行定位的功耗問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述技術中的不足，提供一種遠程監測定位系統，包括可植入醫療設備，可穿戴設備與遠程服務器；可植入醫療設備包括傳感器，第一處理器，第一近程通信模塊，可穿戴設備包括喚醒模塊，第二處理器，定位模塊，第二近程通信模塊與遠程通信模塊；可植入醫療設備的傳感器包括加速度傳感器，陀螺儀，心電傳感器，血氧飽和度傳感器；傳感器采集生理參數，第一處理器判斷生理參數的變化是否達到突發狀況閾值，如心率變異度增大到一定閾值，血氧飽和度減小到一定閾值判斷癲癇發作，加速度傳感器與陀螺儀參數變化達到一定閾值判斷摔倒，確定發生突發狀況，第一近程通信模塊向第二近場通信模塊發送突發狀況與參數，第二處理器根據突發狀況與參數判斷是否達到定位閾值，達到后喚醒定位模塊請求當前位置，獲得當前位置后定位模塊關閉，將位置，參數與突發情況通過遠程通信模塊上傳至遠程服務器；近程通信方式可用NFC或RF，遠程可使用蜂窩移動通信。上述系統可以包括醫生主機，遠程服務器接收到定位數據與突發情況向醫生主機預警。

進一步的，還包括體外控制器，體外控制器可選擇定位模式，常規模式，關閉模式與周期模式，上述方案為常規模式，關閉模式開啟后不進行突發狀況檢測及定位，周期模式可以不僅僅在突發狀況發生時進行定位，可設定周期，周期性地喚醒定位模塊請求位置并上傳，周期上傳數據醫生可查看，突發狀況發生時醫生主機依然進行預警。

上述系統能夠為患者提供突發狀況時的實時定位，為患者的監護提供智能化的解決方案。

附圖說明

圖1是本發明的遠程監測定位系統圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發明提供的遠程監測定位系統及其工作方法作進一步的詳細說明。附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。

請參見圖1，本發明實施例提供一種遠程監測定位系統，其包括一可植入醫療設備101、一可穿戴設備102、一遠程服務器103以及一醫生主機104。

所述可植入醫療設備101使用時植入在患者體內。所述可植入醫療設備101可以為心臟起搏器、除顫器、腦深部電刺激器、脊髓刺激器、迷走神經刺激器、胃腸刺激器或者其他類似的植入式醫療器械。本發明僅以心臟植入設備為例進行說明。

本實施例還可以包括一體外控制器，其可與可穿戴設備102相連或集成，且可以與可植入醫療設備101以及醫生主機104進行雙向通信并輸出數據或指令。所述體外控制器通過有線或無線的方式與可植入醫療設備101通信，當可植入醫療設備101發生突發危機狀況時，可立即進行定位，并設定周期，以周期性地喚醒定位模塊請求位置并上傳位置數據，供給醫生查看，從而達到將突發狀況及時發送給醫生主機進行預警的目的。

如圖1所示，所述的可植入醫療設備101包括傳感器201、第一處理器202以及第一近程通信模塊203。

所述的可穿戴設備102包括喚醒模塊301、第二處理器302、定位模塊303、第二近程通信模塊304以及遠程通信模塊305。

所述的可植入醫療設備101被構造為植入到病人身體的相應病灶部位，因此優選的是，所述的可植入醫療設備101包括由在生物學上為惰性的相對剛性的材料（諸如鈦或硅酮）構成的外殼，以心臟植入設備為例，如起搏器，可構造成向病人的心臟提供電刺激，對于本領域技術人員而言，使用電刺激以治療失調（諸如心動過緩以及心動過速）是公知常識。所述傳感器201用于測量在遠程監護過程中患者的電生理信號。所述的傳感器201種類包括但不限于加速度傳感器、陀螺儀（角速度傳感器）、心電傳感器、血氧飽和度傳感器等中的一種或多種。

加速度傳感器和陀螺儀是運動監測領域中常見的跌倒監測裝置，以Freescale公司的MEMs三軸加速度傳感器MMA7260為例，該傳感器具有低功耗、高靈敏度、響應時間短的特點，抗震能力強，本實施例優選使用以下參數：量程為正負6g，靈敏度由200mV/g，響應時間1ms。

所述心電傳感器具有全面檢測心臟運行狀況的能力，例如精確區分細胞內及細胞外心肌動力學、患者心臟容積變化、心肌收縮強度，以多種方式對患者的心臟接收到的數據進行分析，創建或生成患者心電圖的圖形表示，例如從患者的心臟接收到的電信號可以包括利用8位分辨率以1KHz進行數字化的模擬心電圖信號，以得到被存儲并稍后進行分析的參考波形。通過對心電圖QRS波群的分析，得到患者實時的心率、PR間期、RR間期、QRS間期，根據多種測量參數獲得的心率變異度評估患者當前的心臟功能，例如竇性心律不齊、竇性心動過速、竇性心動過緩、心房除極至心室除極時間、心室肌除極電位變化、心室肌除極和復極全程時間等。

血氧飽和度是血液中被氧結合的氧合血紅蛋白的容量占全部可結合的血紅蛋白容量的百分比，即血液中血氧的濃度。血氧保護度過低，直接影響心臟的搏動功能，首先出現的是代償性心率加速、心搏及心排血量增加，循環系統以高動力狀態代償氧含量不足，并伴有高風險的癲癇癥發生。在嚴重低氧狀況時，導致心動過緩、前期收縮、血壓下降與心排血量降低，以及出現室顫等心率失常乃至停搏。根據氧合血紅蛋白和非氧合血紅蛋白對不同波長入射光有著不同的吸收率，當單色光垂直照射動脈血液時，其對光的吸收量將隨透光區域動脈血管搏動而變化。當發光器件發射出波長為650nm的紅光和波長為940nm的紅外光，透過血液區域后，被光敏接收器件（一般為PIN型光敏二極管）接收，并將反射光信號轉換為電信號，根據對入射光吸收率的差異，最終獲得血氧飽和度信息。

在本發明的實施例中，所述傳感器201用于獲取的多種生理參數和運動參數，其包括信號輸入接口、信號整理電路、信號輸出接口，所述的信號輸入接口包括有線接口模塊、無線接口模塊和分別于所述有線接口模塊和無線接口模塊鏈接的選擇器模塊，其中所述有線接口模塊用于接收體表電極等電生理信號傳感器的電生理信號有線輸入，所述無線接口模塊用于接收心電傳感器等植入式醫療器械的無線發射裝置發射的無線電生理信號。即，體表電極傳感器與患者體外控制器有線連接，植入式醫療器械的生物傳感器與體外控制裝置無線連接。所述的選擇器模塊受控于所述第一處理器202，對數據通道進行選擇，從而實現對不同信號的采集。所述信號整理電路用對采集到的信號進行消除噪聲和放大處理后由所述信號輸出接口輸出。所述信號輸出接口包括模數轉換電路和與該模數轉換電路連接的數字輸出端口。所述數字輸出端口與所述的第一處理器202接口相連。經過轉換和處理的生理參數信號經過所述第一近程通信模塊203發送至所述第二近程通信模塊304，最終通過所述遠程通信模塊305傳輸至所述遠程服務器103以及所述醫生主機104。

在本發明的實施例中，所述第一近程通信模塊203定期與所述傳感器201通信，獲取所述傳感器201實時監測的生理數據以及運行狀況。所述的第一處理器202根據所述傳感器201的運行狀況判斷所述傳感器201的運行狀況有沒有明顯異常情況。當所述傳感器201的運行狀況沒有明顯異常時，通過所述第一近程通信模塊203將運行狀況數據發送給所述第二近程通信模塊304，再由所述第二近程通信模塊304發送到所述遠程服務器103和所述醫生主機104。當所述傳感器201的運行狀況出現明顯異常或者遇到突發事件時（例如生理數據異常：室顫、癲癇、患者跌倒等，或者植入設備斷電、數據溢出等），通過所述第一處理器202中的程序判斷該事件的屬性和級別，如果屬于緊急事件，則立即將數據通過所述第一近程通信模塊203發送給體外控制器，由所述體外控制器直接發送到所述遠程服務器103，并發送給所述醫生主機104。

在本發明的實施例中，還包括喚醒模塊301，當所述傳感器201的運行狀況出現明顯異常或者遇到突發事件時（例如生理數據異常：室顫、癲癇、患者跌倒等，或者植入設備斷電、數據溢出等），立即通過所述第一近程通信模塊203將異常數據發送給所述喚醒模塊301，所述喚醒模塊301可以包括但不限于蜂鳴器、音樂播放器、震動馬達等，用于提醒或喚醒處于危險狀況中的患者及其患者家屬。所述喚醒模塊301在接收到異常數據的同時，立即激活所述定位模塊303，所述定位模塊303被激活后，患者的位置坐標信息通過所述遠程通信模塊305傳輸至所述遠程服務器103以及所述醫生主機104。所述定位模塊303包括但不限于GPS模塊、北斗定位模塊等。位置坐標信息發送完成后，所述定位模塊303立即停止工作，處于關閉狀態。

在本發明的實施例中，所述第一近程通信模塊203與第二近程通信模塊304的通信方式包括但不限于NFC、RF等。

在本發明的實施例中，所述遠程通信模塊305與所述遠程服務器103之間的通信方式采用無線通信方式，例如蜂窩移動通信網絡、無線局域網WLAN、通用分組無線服務GPRS、全球互通微波存取WiMAX、第三代或第四代移動通信網絡3G或4G等類似的無線通信服務。所述遠程通信模塊305與所述遠程服務器103直接無線通信從而更新通信密鑰。

在本發明的實施例中，所述遠程服務器103還包括一處理器、一存儲設備、一網絡接口、一無線網卡和一GSM模塊。所述處理器用于運行遠程監控網站的程序。所述存儲器用于保存患者生理數據以及植入式醫療器械的工作狀態數據。所述網絡接口用于為所述可穿戴設備102和所述醫生主機104提供通信接口。所述無線網卡用于所述處理器與所述體外控制器提供通信接口。所述GSM模塊用于給患者或者醫生的移動通信設備發送消息。

在本發明的實施例中，所述遠程服務器102還可包括一原始電生理數據顯示模塊、一電生理數據分析模塊、一運行狀態監測模塊、一運行參數編程模塊以及一監控參數及患者狀態查詢/保存模塊。所述原始電生理數據模塊用于顯示所述傳感器201采集的原始電生理信號。所述電生理數據分析模塊利用線性分析、非線性分析和機器學習等分析方法分析患者的電生理數據，并將對患者電生理數據的分析結果呈現在醫生面前，幫助醫生在遠程程控過程中評估患者的癥狀。所述電生理數據分析模塊利用患者的流行病學統計數據、臨床數據等進行專家打分，評估患者的健康狀態以及所述可植入醫療器械101的特異性，結果呈現在醫生面前，幫助醫生實現個性化的治療方案。所述運行狀態監測模塊用于顯示所述可植入醫療器械101的當前運行狀態，可以獲得患者體內的所述可植入醫療器械101當前工作參數和狀態。所述運行參數編程模塊用于向遠端的所述可植入醫療器械101發送程控指令，包括參數設置、信息設置、工作模式設置、時鐘校對等編程指令。所述監控參數及患者狀態查詢/保存模塊用于提供電子病歷數據庫查詢/存儲的接口，醫生通過該監控參數及患者狀態查詢/保存模塊可以查詢患者歷史程控參數及該參數下的患者癥狀嚴重程度或改善程度。所述監控參數及患者狀態查詢/保存模塊在遠程程控中可以隨時保存所述可植入醫療器械101某一工作參數組合及其對應的患者癥狀。

在本發明的實施例中，所述醫生主機104與所述可植入醫療設備101，分別通過所述遠程服務器103的網絡接口接入所述遠程服務器103，并分別訪問所述遠程服務器103。當所述可植入醫療器械101的工作狀態出現異常時，將所述可植入醫療器械101的運行狀況數據通過所述無線網卡發送給所述遠程服務器103，進行及時處理。當患者或醫生不在線時，通過所述GSM模塊將請求方的請求發送到被請求方的移動通信設備進行數據交互。

在本發明的實施例中，所述醫生主機104、所述可植入醫療設備101與所述遠程服務器103采用一定的網絡安全技術保證通信安全，例如通過虛擬私人網絡VPN隧道技術進行連接，在運輸層可以采用LTF、LT2F、SSL等協議。在本發明的實施例中，遠程監控網站采用MVC三層架構實現，由M（Model）層負責數據庫讀寫，V（View）層負責頁面設計，C（Control）層負責網站邏輯控制。在本發明的實施例中，遠程監控網站通過高速網絡實現，可以使用局域網、城域網、廣域網和互聯網的任意一種。遠程監控網站在網絡上發布后接受連接在同一網絡上的主機訪問，網站發布可以采用網站服務器發布軟件實現，例如Apache、IIS、NetBox等。

在本發明的實施例中，所述體外控制器與所述可穿戴設備102集成一體，便于患者的操作和控制。所述體外控制器包括四種模式，即定位模式、常規模式、關閉模式與周期模式。

所述的定位模式為：無論是否處于異常生理狀況，患者用戶的實時位置周期性地發送給所述遠程服務器103和所述醫生主機104。

所述常規模式的工作狀態為：系統啟動后，實時地、不間歇地采集患者的生理數據，并經過前述的運行方式將數據發送至所述遠程服務器103和所述醫生主機104。這種模式的優點在于不遺漏異常數據，但缺點在于耗電量大、浪費數據和占用醫療資源，造成冗余數據的堆積。

所述關閉模式開啟后，不進行任何突發狀況的檢測和定位。該模式主要針對電量較低，并且患者自認為身體狀況良好的情形。

所述周期模式的工作狀態包括兩種：

1、僅在所述傳感器201檢測到異常生理數據時，立即將患者的異常數據和位置信息發送給所述遠程服務器103和所述醫生主機104；

2、設定任意時長的作為檢測周期，周期性地獲取生理數據，并喚醒定位模塊，將患者實時的生理數據和位置坐標信息發送給所述遠程服務器103和所述醫生主機104，當一旦發生突發狀況時，所述的醫生主機104依然保持預警狀態。

本發明提供的遠程監測定位系統具有以下優點。第一，通過所述傳感器201采集患者的電生理信號，監測手段多樣化，可以實現對患者的更全面監測。第二，通過所述遠程服務器103和醫生主機104對患者的電生理數據進行在線分析，并將分析的結果呈現給醫生，使得對患者的監測更安全有效。

另外，本領域技術人員還可以在本發明精神內做其他變化，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍內。