[发明专利]一种可穿戴人体特征信息采集及监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用可穿戴前端传感器采集人体特征信息，并通过智能设备将所采集的数据传送到开放式云端处理中心进行数据分析和特征提取，再将分析的结果传送回智能设备供用户浏览的可穿戴人体特征信息采集及监控系统。

背景技术

过去十年，医学研究取得了长足的进步。人类基因破解项目成功完成。首次成功破解两万多种人类基因。干细胞研究人员可以成功地将干细胞植入脊柱受损的病人和患神经系统疾病的病人体内，并使病人的病情有了显著改进。高清晰核磁共振和其他医学影像技术在稳步发展。越来越多的电子仪器，传感器，网络，数据分析，数据挖掘技术被广泛应用于医学临床。尽管有了上述进步，对于我们绝大多数人来说，还是停留在每年去医院做一俩次体检的水平。上述的重大科学技术进步很少用来监控我们的日常健康状况，更不用说针对每个人的日常身体特征数据进行分析和挖掘，并提出健康建议或疾病预警。很多人开玩笑说，他们对自己的汽车比对自己的身体更了解。事实上，一部近年生产的汽车上有近百种不同的传感器及车载计算机用来监控和记录汽车各个部分的工作情况，并将所发现的问题及时反映给车主或汽车维护人员。相比之下，用于监控我们日常健康的可穿戴人体特征传感器几乎是零。没有日常人体特征的采集，就更谈不上健康建议和疾病预警。

从另一方面看，近几年移动互联网和智能手机迅猛发展。这一发展从很多方面改变了我们的日常生活。智能手机的小型化，轻便化和多功能化促进了半导体工业，传感器工业和无线通讯行业的长足进步。这些工业进步将各种半导体芯片，各种传感器做得越来越小，越来越省电，功能越来越强大，而价格越来越便宜，使得越来越多的普通消费者可以在日常生活中广泛使用。同时，随着即时通讯和社交媒体的普及，越来越多的人利用云端中心来存储和交换信息及数据。

基于这些技术进步和移动互联网的广泛使用，我们研发并在本专利中公开了一个基于移动互联网和开放式云端处理的可穿戴人体特征信息采集及监控系统及其应用。该系统利用前端的可穿戴传感器采集人体特征信息并将其数字化，通过局域无线网传送到智能设备，如智能手机，智能设备通过移动或非移动互联网将数据传输到开放式云端处理中心进行分析和特征提取，并将结果自动传送给用户。上传的数据在云端处理中心分类，归档。所谓开放式云端处理中心是指数据分析和特征提取方法，数据统计及数据挖掘方法可以来自各种不同国家，不同研究机构的专家学者的有偿或无偿贡献，而非仅限于服务提供商一家的方法。在用户认可的情况下，所采集的数据和分析结果可以供专业医疗人员和医疗机构作为医学分析及诊断的参考。同时，基于海量人体特征信息进行数据统计及数据挖掘，从而发现各种疾病在不同阶段在人体特征信息中的特征模式，进而实现疾病的早期预警。

在过去的医学研究和发展过程中，研发人员发明和使用了许多人体特征传感器。例如美国专利8328429，Abreu等人发明了一种特殊的眼镜。这种眼镜内置多个传感器用来检测人脑的温度。但是这些装置都是设计用在医院诊室环境中，设备体积庞大笨重，操作和使用需要专业人士进行。数据处理和分析同样需要专业人士手工进行。近年来，研发人员开始利用微处理器和数据采集系统去采集和数字化人体特征信息，并把数据通过网络远程传输，供专业医学人士分析诊断。

综合前人的工作，主要存在如下缺陷：许多传感器，如心电图仪，需要把多个探头放置在人体的不同部位；有些仪器，如超声波成像仪，需要在人体上涂传导液。这些仪器适用于诊室环境下，由专业医学人士来操作。但对于普通用户的日常使用，这些设备就变得非常不便，甚至无法使用。另一个挑战是如何将这些传感器长时间放置在人身体上并且不给使用者带来不适。理想的设计是让普通用户佩戴以后，仍可以进行正常工作和从事各种活动。此外针对广大普通用户的传感器及其配套的数据采集和传输系统不但要价格便宜，而且要能让广大普通用户每一到两年就可以更换。另外，在远程服务器端，前期发明仅利用其存储数据。数据分析主要由专业人士手工分析解读。这种方法仅适用于专业医疗机构为有限的病人服务。但当有数以万计，甚至数以百万计的用户把自己的人体特征数据定期上传到服务器，依靠人工来分析显然是不现实的。整个数据采集，上传，分析和结果汇报都必须实现自动化。虽然也有数据分析自动化和专家系统，但这些系统都是封闭式结构。即只有系统的设计者可以更改或添加新的分析方法。但是一个公司或研究机构的智慧和能力毕竟是有限的。理想的做法是将数据分析平台开放给全球有经验和资质的专家学者。鼓励他们充分利用这些数据来开发更好的分析和预测方法。

发明内容