[發明專利]一種基于云平臺的心率檢測與分析系統

在審

• 申請號: 201710239199.7
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107411733A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 黃海輝;任淑梅;劉榕;范時平;黃德玲;徐光俠;王天羿;鄭爽;蔣鵬;李偉鳳
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: A61B5/0245
• 分類號: A61B5/0245
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于云平臺的心率檢測與分析系統，屬于醫療健康檢測與智能分析技術領域。

背景技術

心率是指人體心臟每分鐘搏動的次數，它是反應心臟是否正常工作的一個重要參數。據姚震教授的《我國心血管疾病現狀與展望》可得知：我國每年因其死亡人數約350萬人，每天因心血管死亡9590人，估計每分鐘就有6人死于CVD(Cardiovascular diseases，心血管疾病)。到2030年，中國每年的CVD事件數就將上升超過50％。心率與心腦血管疾病密切相關，攜帶有豐富的人體健康狀況信息。Framingham流行病學研究發現，無論是男性還是女性，隨著心率次數的增加,心血管疾病死亡風險隨之增加?？梢?，心率的檢測與分析對于心血管疾病患者是十分重要的。

隨著智能終端的發展，一些便攜式的心率監護系統已經觸手可及。但是目前的便攜心率檢測系統存在以下幾個問題：(1)、沒有一個健全的后端數據庫存儲模式，有的基于移動智能終端的心率監護設備，心率數據存儲模式分為兩種：一種是內存存儲，另一種是SD卡存儲，但是這兩種存儲模式的存儲空間相對來說都是有限的，不適用于存儲大量的心電數據和心率數據；(2)、心率分析基于專家系統的自動智能分析較少，基于開源的ERESYE工具開發的專家系統資料就更少；(3)、在心率檢測與分析系統中，將會有大量的數據從設備來通過網絡進行傳輸，這對運用到物聯網通信上的HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本傳輸協議)協議來說，會有著協議開銷大和性能急劇下降的問題。此外，IP尋址取決于物理位置，這將導致網絡控制復雜的問題。

本發明Android客戶端采用MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸)推送協議作為心電數據上傳的協議，省電省流量。云服務端是由五部系統為Ubuntu14.04的主機搭建而成的一個容錯性極強的分布式集群。將每臺主機作為一個節點，搭建Hadoop及非關系數據庫集群(如：HBase的集群和Riak環集群)，還有中間件集群，同時每部主機安裝有Erlang語言、Zotonic框架、關系型數據庫(PostgreSQL數據庫)，其中Erlang是一種通用的面向并發的編程語言。因此本系統總體具有低成本、操作簡單、移植性好、高度可擴展、負載均衡等優點，可安全高效的保存大量的用戶數據。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于云平臺的心率檢測與分析系統。

本發明所述的基于云平臺的心率檢測與分析系統，包括實時采集用戶心電數據的可穿戴式采集設備、與采集設備通過藍牙連接通訊的Android智能手機以及與Android智能手機通過網絡連接通訊的云服務平臺；Android智能手機終端包含一些功能模塊，如：用戶管理功能模塊、與采集設備通信模塊、心電信號預處理模塊、波形顯示模塊、心率計算模塊和與云平臺通信模塊；所述的云服務平臺由云存儲、WEB服務器組成和中間件組成，提供用戶個人信息管理平臺、專家系統分析平臺、數據存儲平臺；所述的Android智能手機終端與云服務平臺的網絡連接通訊主要是通過3G/4G/WiFi與遠程Android智能手機終端連接，將手機終端預處理后的心電數據和檢測到的心率值實時上傳至云服務平臺。

一種基于云平臺的心率檢測與分析系統的實現方法，包括如下步驟：

S1：用戶通過應用程序在Android手機客戶端登錄注冊；

S2：心電數據采集設備實時采集用戶的心電數據，并將這些數據通過Android智能手機中藍牙模塊傳輸至Android智能手機終端；

S3：Android智能手機對上述數據首先進行預處理，其次動態繪制心電波形，然后檢測QRS波群，隨后計算出心率值，最后將預處理后的心電數據以及心率值采用MQTT協議實時上傳至云服務平臺；

S4：云端服務平臺中的個人信息管理平臺處理用戶登錄或注冊請求；

S5：云端服務平臺接收用戶數據，針對不同數據類型選擇不同的存儲方案；

S6：專家系統從Riak數據庫中讀取心率值并進行分析。

所述的步驟S1中用戶登錄注冊采用的協議是HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本傳輸協議)協議。

所述的步驟S3中心電信號預處理包括，用中值濾波算法濾除基線漂移、巴特沃斯濾波器濾除肌電干擾等高頻干擾、FIR濾波器來設計陷波器濾除工頻干擾。