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]本實用新型涉及一種健康服務(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、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。目前心電圖是測量和診斷異常心臟節(jié)律的最好方法，通過心電圖可診斷心電傳導(dǎo)組織受損時心臟的節(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)測儀中，各硬件裝置間主要通過通信線纜連接，其操作平臺也基于有線裝置，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，還會給被檢測者帶來心理壓力，從而使檢測結(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 %，一般不會低于94%，若血氧飽和度過低，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4分鐘，則可造成神經(jīng)元的死亡，嚴(yán)重時可危及生命。因此，對老年人進(jìn)行血氧飽和度的檢測非常重要。
[0004]另一方面，在現(xiàn)在的社會環(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，對自己的身體狀況更是缺少了解。在病發(fā)時，很難找到正確的方法自救，給老年人帶來了精神和心理上的創(chuàng)傷。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型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)器人和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以完成對老年人的健康現(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時監(jiān)測，更能保障老年人身心健康。
[0006]本實用新型的目的可以通過采取如下技術(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)療檢測單元與主控制單元相連，其包括心電檢測裝置和血氧飽和度檢測裝置，所述心電檢測裝置和血氧飽和度檢測裝置集成在機(jī)器人本體上，并分別通過藍(lán)牙信號與智能終端、平板電腦相連；所述平板電腦和智能終端通過移動互聯(lián)網(wǎng)與云服務(wù)器相連；其中:
[0008]所述心電檢測裝置，用于采集老年人的心電信號，并將心電信號發(fā)送到智能終端和平板電腦；
[0009]所述血氧飽和度檢測裝置，用于采集老年人的血氧飽和度信號，并將血氧飽和度信號發(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和血氧飽和度信號以及獲取老年人子女的個人語音信息，并將心電信號、血氧飽和度信號以及個人語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和血氧飽和度信號以及輸入老年人的臨床信息，并將心電信號、血氧飽和度信號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)行顯示和語音播報。
[0013]優(yōu)選的，所述健康服務(wù)機(jī)器人還包括運(yùn)動控制單元、雙目視覺捕捉單元、環(huán)境感知傳感器單元和電源供電單元，所述運(yùn)動控制單元、雙目視覺捕捉單元和環(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)動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測單元供電。
[0014]優(yōu)選的，所述心電檢測裝置具有兩個心電傳感器，兩個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，喚醒心電檢測裝置以采集老年人的心電信號。
[0015]優(yōu)選的，所述心電檢測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SPI與混合信號微控制器相連；所述藍(lán)牙模塊通過UART與混合信號微控制器相連，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微控制器相連，用于顯示機(jī)器人處于心電檢測的功能狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選的，所述血氧飽和度檢測裝置安裝在機(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裝置的掌心與老年人的掌心貼合時，喚醒血氧飽和度檢測裝置以采集老年人的血氧飽和度信號。
[0017]優(yōu)選的，所述血氧飽和度檢測裝置包括血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、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SPI與混合信號微控制器相連；所述藍(lán)牙模塊通過UART與混合信號微控制器相連，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微控制器相連，用于顯示機(jī)器人處于血氧飽和度檢測的功能狀
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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、存儲器模塊、通信接口模塊；所述中央處理器通過通用外圍設(shè)備接口模塊或通信接口模塊接收來自運(yùn)動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測單元的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息經(jīng)過處理后存儲在存儲器模塊中，所述中央處理器通過通信接口模塊控制運(yùn)動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測單元的工作方式。
[0019]優(yōu)選的，所述運(yùn)動控制單元包括電機(jī)驅(qū)動模塊、光耦隔離模塊、電機(jī)組和測速編碼器；所述電機(jī)驅(qū)動模塊與主控制單元之間通過光耦隔離模塊隔離，且驅(qū)動電機(jī)組轉(zhuǎn)動；所述測速編碼器與電機(jī)組相連，用于實時反饋電機(jī)組的位置信息和轉(zhuǎn)速信息，實現(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、腰部轉(zhuǎn)動、機(jī)械臂動作以及底盤運(yùn)動。
[0020]優(yōu)選的，所述雙目視覺捕捉單元選用微軟公司的Kinect體感傳感器，用于實現(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)行障礙物的識別與躲避；所述陀螺儀傳感器對機(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)對感知回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過主控制單元進(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，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)動控制單元、雙目視覺捕捉單元、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，機(jī)器人通過環(huán)境感知傳感器單元自動回到充電底座處進(jìn)行充電。
[0023]優(yōu)選的，所述云服務(wù)器對接收到的心電信號進(jìn)行如下處理:
[0024]對心電信號進(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；對處理后的心電信號，進(jìn)一步采用峰值檢測法和可變斜率閾值法進(jìn)行QRS波群實時檢測、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；
[0025]在檢測后，對處理后的心電信號進(jìn)行心率變異性分析，具體包括:
[0026]a、時域分析:通過計算一系列有關(guān)RR間期的數(shù)理統(tǒng)計指標(biāo)的統(tǒng)計學(xué)分析方法，以得到短時程心電信號來獲取心率變異性信息；
[0027]b、頻域分析:應(yīng)用基于FFT的經(jīng)典譜估計法和基于AR模型