全周期个性化远隔缺血适应训练系统

摘要

本发明提供一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统，包括远隔缺血预适应训练仪、云端APP以及云端系统，所述远隔缺血预适应训练仪与所述云端APP信号连接，所述云端APP与所述云端系统网络连接；其中，所述远隔缺血预适应训练仪包括相互配合连接的扬声放大器模块以及远隔缺血训练装置。本发明的关键点在于“互联网+”控制、精确测量阻断压力及个性化处方制定，同时小巧，携带操作方便，通过云端APP进行整体调控，可实时监测使用者的训练状态，随时记录训练数据，且能及时发现训练中的安全隐患，方便患者及时就医，同时可有效预防和减轻心血管疾病损害。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种“互联网+”模式下的全周期个性化远隔缺血适应训练系统。

背景技术

冠状动脉粥样硬化性心脏病是我国人群首要死因之一，其发病率和致死率持续上升，经皮冠状动脉介入治疗（Percutaneous coronary intervention, PCI）作为目前冠状动脉粥样硬化性心脏病急性期减少心梗面积、保留心室功能、改善临床结局最有效的治疗方式，在临床得到广泛应用。但患者通过PCI再灌注后可出现缺血再灌注损伤，且PCI治疗后患者仍然可能存在慢性血管病变，因此PCI术后患者仍有再发心梗或死亡的风险。远隔缺血适应训练作为一种应用于冠心病患者的训练方式，通过在肢体进行短暂、反复、无创的缺血性训练，可促进血液中活性物质（缓激肽、腺苷、一氧化氮）的产生，增加心肌对缺血缺氧的耐受能力，减轻随后较长时间缺血缺氧引起的心肌损伤，同时通过促进心脏侧支血管循环的形成改善心肌供血，减轻再灌注损伤，有效降低心血管疾病的再发率、死亡率。

目前已有的远隔缺血预适应训练仪是通过袖带对上肢进行加压实现缺血训练，所应用的加压袖带需通过连接管路与加压主机进行连接后使用，且加压主机多较笨重，因此整个装置无法实现便携。连接管路具有束缚性，增加操作及穿戴的复杂性。训练操作过程中需对主机进行加压压力值、训练次数、训练持续时间等参数进行设置，步骤较繁琐，整体的用户体验较差。训练数据后续无法追踪，且无法实现训练的安全性监测，医生无法随时查看患者训练数据及依从性，无法根据患者病情调整训练处方。此外，目前的远隔缺血预适应训练仪主要是通过人为设置加压压力至某一具体数值进行训练，仪器启动后压力数值无法更改，固定压力下的远隔缺血训练可能由于加压数值偏低导致血管夹闭不彻底，从而无法达到最佳的训练效果，而加压数值偏高时患者无法耐受高压力下的训练，不利于训练的长期执行，阻碍该治疗的广泛应用。

因此，一款实现精准加压与个性化训练模式一体的全疾病周期远隔缺血训练装置对冠心病患者的心脏康复至关重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统，包括远隔缺血预适应训练仪、云端APP以及云端系统，所述远隔缺血预适应训练仪与所述云端APP信号连接，所述云端APP与所述云端系统网络连接；其中，所述远隔缺血预适应训练仪包括相互配合连接的扬声放大器模块以及远隔缺血训练装置。

优选地，所述扬声放大器模块包括电性连接的脉冲感受模块和噪音放大模块。

优选地，所述远隔缺血训练装置包括主板，所述主板上设置有血压测量模块、电源模块、蓝牙交互模块、显示模块以及控制模块，所述电源模块分别与所述血压测量模块、所述蓝牙交互模块、所述显示模块以及所述控制模块电性连接。

优选地，所述测量模块包括气泵、压力传感器、充气阀、泄气阀、三通头以及气囊袖带；所述气囊袖带的进出气口通过三通管分别与所述充气阀、所述泄气阀以及所述压力传感器连接，所述充气阀与所述气泵连接；所述气囊袖带包括相对的第一端和第二端，所述第一端的反面以及所述第二端的正面分别设置配套粘贴的粗粘贴面。

优选地，所述压力传感器后端电性连接有放大电路，所述放大电路的放大倍数可调节。

优选地，所述压力传感器后端还设置有滤波电路。

优选地，所述远隔缺血训练装置还包括相互扣合的上盖和下盖；所述下盖上设置卡槽，所述第一端的正面上对应设置卡扣，所述卡扣卡装在所述卡槽内；所述下盖上设置充气口，所述气囊袖带的进出气口语所述充气口相对连接，所述充气口通过三通头分别连接所述充气阀、所述泄气阀以及所述压力传感器。

优选地，所述蓝牙交互模块为主控电路，其上设置有蓝牙芯片及其外围电路,同时还设置有RF天线。

优选地，所述云端APP搭载在移动终端上，并通过移动终端上的蓝牙芯片与所述蓝牙交互模块实现蓝牙连接；所述云端APP具有同步显示血压测量数据及实时训练数据以及训练时的血压及心率预警的训练状态模块，还具有云服务模块，所述云服务模块包括日常预警评估模块、用药指导模块以及医患沟通模块。

优选地，所述云端系统包括个性化训练处方制定模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：将主机与袖带一体化连接，通过云端APP及云端系统进行远程控制，并使用内置的扬声放大器精确测量血流阻断时的压力，并将此压力反馈给云端APP及系统，云端APP及系统接收信号后发出命令，训练仪以此压力进行训练，同时临床医生通过云端系统制定个性化的训练处方，并将此处方反馈至云端APP，患者可采用此处方进行个性化训练，实现全疾病周期的康复训练；云端系统可发送随访提醒给患者，提醒患者定期门诊复查，临床医生还可通过云端系统与患者实现简单的交流，及时解决患者的相关问题，实现真正的远程居家康复。

附图说明

图1为本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统的远隔缺血预适应训练仪的整体结构示意图；

图2为本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统的远隔缺血预适应训练仪的主机爆炸图。

图3为本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统的内部电路板原理图。

图4为本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统的缺血控制原理图。

图5为本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统的血压测量原理图。

图6为本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统的远隔缺血预适应训练仪、云端APP、云端系统的连接图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参照图1、图2、图3、图4、图5和图6，本发明提供了一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统，包括远隔缺血预适应训练仪、云端APP以及云端系统，远隔缺血预适应训练仪与云端APP信号连接，云端APP与云端系统网络连接；其中，远隔缺血预适应训练仪包括相互配合连接的扬声放大器模块以及远隔缺血训练装置。

优选地，扬声放大器模块包括电性连接的脉冲感受模块和噪音放大模块。脉冲感受模块可用于感受加压时血流的充盈情况，当血流通过时会出现持续的波形变化，加压压力达到某一数值阻断血流时，脉冲感受器可感受到波形的变化，并记录此时的压力，同时上传至云端APP及云端系统。噪音放大模块可将脉冲感受器感受到的波形变化通过扬声器放大，并将此信号通过训练仪内置蓝牙芯片上传至云端APP及云端系统。

在一实施例中，扬声放大器模块通过脉冲感受模块及噪音放大模块精确记录血流阻断时的压力并将此压力进行放大，同时上传至云端系统，后台进行数据处理，数据处理后反馈于训练仪，训练仪以此压力进行训练。远隔缺血训练装置用于进行缺血训练，该装置包括血压测量模块、电源模块、蓝牙交互模块、显示模块以及控制模块。训练装置接受来自云端系统的指令后按训练处方进行训练。云端APP及云端系统用于训练处方调整、生理性参数检测、训练记录追踪、随访提醒。

优选地，远隔缺血训练装置包括主板21，主板21上设置有血压测量模块、电源模块、蓝牙交互模块、显示模块以及控制模块，电源模块分别与血压测量模块、蓝牙交互模块、显示模块以及控制模块电性连接。

优选地，测量模块包括气泵、压力传感器13、充气阀15、泄气阀14、三通头以及气囊袖带10；气囊袖带10的进出气口通过三通管分别与充气阀15、泄气阀14以及压力传感器13连接，充气阀15与气泵连接；气囊袖带10包括相对的第一端和第二端，第一端的反面以及第二端的正面分别设置配套粘贴的粗粘贴面。充气阀15开启时用于将气泵泵出的气体充入到气囊袖带10中，充气完成后关闭充气阀15。泄气阀14在充气与训练状态时，始终处于关闭状态，在训练完成后，泄气阀14打开，释放气囊袖带10内的气体，使气囊袖带10复位，恢复到初始状态。压力传感器13通过三通头与气囊袖带10内连接，能够实时监测气囊袖带10内的压力情况。三通头由硅胶软管制成，便于压力传感器13、充气阀15以及泄气阀14在远隔缺血训练装置内改变方向找到合适的安装位置，同时三者配合对气囊袖带10内的压力进行实时控制和调整。气囊袖带10的两端设置对应的粗粘贴面，在进行训练时，便于将气囊袖带10缠绕固定在患者上肢或下肢上。

优选地，压力传感器13后端电性连接有放大电路，放大电路的放大倍数可调节。压力传感器13能将获得的压力变化转变成线性电压变化，并通过后端放大电路成倍放大，且放大电路的放大倍数可调节，极大的提高了测量的准确性。

优选地，压力传感器13后端还设置有滤波电路。滤波电路使用了二阶有源低通滤波电路用于滤掉直流成分，以及滤掉人体与袖带摩擦的高频噪声和50Hz工频噪声、电路噪声、PUMP与气阀噪声等，能准确地提取人体脉搏波。

控制模块先通过升压芯片将电压升为6V，给气泵、充气阀、泄气阀供电；然后N沟道mos管与蓝牙芯片GPIO脚相连接，通过GPIO输入高电平来控制气泵、充气阀、泄气阀的开断。

电源模块用于给气泵、充气阀15、泄气阀14、电路控制模块、蓝牙交互模块、显示模块提供稳定的电压；电源选择内置锂电池和外接USB供电。电源模块使用3.7v锂电池供电，设计充电保护电路及使用充电芯片，可通过microusb接口向锂电池充电，专用的低压差线性稳压器，将锂电池输出的3.7v电压稳定在3.3v输出，从而给各模块电路供电。充电芯片可将充电电流最高设置为800mA。

主板21上设置显示屏托架7，显示模块置于显示屏托架7上，显示模块使用的是0.96寸的OLED屏可显示患者测量的数据、测量失败原因（失败原因包括袖带错误、移动说话、加压错误、训练超时、脉冲错误），测量提示患者调整姿势、调整袖带松紧，并自动重新测量、设备电量。

优选地，蓝牙交互模块为主控电路，其上设置有蓝牙芯片及其外围电路，同时还设置有RF天线。天线可增强蓝牙信号，提升蓝牙连接的距离，从而能够在患者不携带移动终端的情况下具有足够大的活动范围，保证信号连接的稳定性和长距离。在患者训练时，若活动范围大，则能最大程度的降低对患者正常生活的影响，从而降低患者训练的抵触心理，提高远隔缺血训练的依从性。

优选地，远隔缺血训练装置还包括相互扣合的上盖19和下盖20；下盖20上设置卡槽4，第一端的正面上对应设置卡扣1，卡扣1卡装在卡槽4内；下盖20上设置充气口6，气囊袖带10的进出气口2与充气口6相对连接，充气口6通过三通头分别连接充气阀15、泄气14以及压力传感器13。卡扣1和卡槽4相互配合，便于气囊袖带10的安装和拆卸，从而便于在气囊袖带10变脏或者破损无法充气时，拆卸并更换袖带。卡扣式既便于安装和拆卸，有能缩小远隔缺血预适应训练仪的整体体积，更便于携带。

优选地，云端APP搭载在移动终端上，并通过移动终端上的蓝牙芯片与蓝牙交互模块实现蓝牙连接；云端APP具有同步显示血压测量数据及实时训练数据以及训练时的血压及心率预警的训练状态模块，还具有云服务模块，云服务模块包括日常预警评估模块、用药指导模块以及医患沟通模块。

云端APP通过主机内置的蓝牙芯片相连接，主机接受云端APP的命令并对气囊进行充气与放气，实现测量血压、远隔缺血预适应训练的操作。压力传感器的信号通过信号处理器后传递给云端APP，可在云端APP及主机的显示屏上同步显示血压测量数据及实时的训练数据，并自动上传至云端系统，实现训练数据实时反馈与记录，同时通过云端系统描记患者的训练依从性。在测量血压心率时可及时发现异常血压及心率，通过传递预警信息至云端APP，云端APP接收到预警信息后进行语音预警，提醒患者“您的血压偏高，建议您注意改善生活习惯，饮食尽量清淡少盐，避免清淡刺激的食物，多吃新鲜的水果和蔬菜，若血压持续偏高，请到医院进行定期复诊”，同时云端APP将测得的血压心率实时上传至云端系统。云端的工作模式还包含以下：Assessment，评估。患者可以每日通过云端APP上传心率、血压、心电图、训练影像等，以实现患者长程管理并评估训练依从性；医生根据远隔缺血预适应训练仪上传至APP中的多项生理参数对患者进行评估，为患者制定或调整个性化方案；实时监控并发现致命的心律失常（窦性心动过速或过缓、室上性心动过速、室性心动过速、房颤、室颤、II-III房室传导阻滞等）并在医护人员及患者亲属的手机中示警，保证患者在心血管意外发生时能得到及时救治；Better drug prescription，更好的用药。患者通过云端APP定期上传用药情况，包括用药种类、用药剂量及用药时间，心内科医生根据APP中患者提供的用药信息结合各项生理参数对患者进行个性化的用药指导，帮助患者更好地控制症状，以便进一步进行心脏康复；Consultant，咨询。通过云端APP搭建高效医患沟通平台，患者可通过该平台向医生咨询用药和康复问题；通过云端APP提醒患者按时前往医院接受随访评估，并通过APP将随访结果反馈给患者，让患者第一时间了解自身病情变化情况；Diet，饮食。云端APP可通过收集的信息为患者制定饮食处方。例如：戒烟戒酒；制定低盐低脂饮食套餐，食物多样化；减少膳食脂肪，特别是动物油的摄入；选用血糖指数低的主食，如全麦主食、燕麦、大麦混合主食等；适量补充维生素。通过饮食控制和生活方式调整，使患者体重控制在标准范围内，使机体达到营养平衡，改善机体营养状态，增强机体抵抗力，提高生活质量；Exercise and education，运动和教育。通过云端APP推送心脏疾病相关的科普知识，了解疾病危险因素及控制方式，推送步行、太极拳等运动训练的指导，通过多种途径，实现心血管疾病患者自我管理及康复。同时云端APP与云端系统相连，将所测得的各项参数上传至控制台。此外，患者可通过云端APP中的“智能对话框”与临床医生实现简单的交流。

优选地，云端系统包括个性化训练处方制定模块。患者可通过云端APP记录任何不良事件，例如心肌梗死再发、晕厥、肢体局部缺血损伤等，并将数据上传至云端系统，医生通过患者上传的数据进行综合判断，并将反馈结果发送给患者云端APP，同时医生可根据患者的病情情况在云端系统为患者制定个性化的训练处方，如缺血时间、循环次数、频率、周期等，发送随访提醒给患者，提醒患者定期门诊复查，临床医生还可通过云端系统与患者实现简单的交流，及时解决患者的相关问题，实现真正的远程居家康复。

本发明的远隔缺血训练的缺血控制原理图如图4所示，其中，Pm为脉搏幅度，P为缺血脉量，M为缺血因子，a、b和c为拟合系数。

控制要求为：

（1）上缘气袋跟踪，处理来自肢体移动，设备自然泄气等因数引起的压力变化。

（2）下缘气袋进行脉量控制， 用高速采样(MHz)来调节控制(PID)响应与精度，实时调节压力，保持设定缺血量。

具体血压测量原理如图5所示，采用示波法测量血压，在血压测量过程中获取平均压时对应的脉搏幅度。

本发明远隔缺血训练系统的远隔缺血预适应训练仪、云端APP、云端系统连接图如图5所示，远隔缺血预适应训练仪用于实时检测患者的血压和心率；云端APP用于显示以及整合术前、术中、术后以及恢复期的训练状态，同时提供云服务，具体包括、评估、用药、咨询、饮食以及运动教育；云端系统主要是通过云端APP提醒患者定期随访，并整合处理患者的训练数据制定个性化处方，来达到对患者的专属训练处方并实现最优的训练效果。

参见图1，本发明专利“互联网+”模式下的全周期个性化远隔缺血训练系统，包括带充气入口的气囊袖带10，在气囊袖带10的第一端的反面上设粗粘贴面11，在气囊袖带10的第二端的正面上对应也设粗粘贴面12，粗粘贴面可为字母魔术贴，佩戴气囊袖带10时通过两粗粘贴面可将气囊袖带10固定。气囊袖带上卡扣1可与下盖上的卡槽4勾连，将设备固定。设备上的充气口6可通过气囊袖带10的进出气口2为气囊袖带10充气。USB充电口3可通过安卓数据线为电池16充电。下盖19上的泄气阀14、充气阀15以及主板21上的压力传感器13通过三通的橡胶气管相连接；通过压力传感器13可即时测定气囊袖带10充气后的压力值；扬声放大器模块8内的脉冲感受模块可精确测量血流阻断压力，并将此压力通过蓝牙交互模块上传至云端APP。显示屏18放置在显示屏托架7上，显示屏上可即时显示当前加压数值，还有加压时间，到达设定时间后会自动解除加压状态。内置蓝牙芯片可与手机app相连接，通过手机APP设置加压数值和加压时间。显示屏托架7可通过限位孔固定在主板21上。上盖上的可视窗口9可高清透视显示屏18上数字。按钮17可通过按压控制主板21上电源的开断。最后上盖可通过四个固定孔5与下盖固定。

打开手机的云端APP，通过手机号获取验证码进行注册，通过手机端输入性别、年龄、身高、体重等相关健康数据。短按主机的 “开始/暂停”按钮，同时进入云端APP界面，主机与手机自动进行蓝牙连接，进入远隔缺血适应训练，血压检测完毕后，血压数值在主机显示模块及手机APP上进行同步显示。随后开始逐步加压，测量血流阻断压并以此压力进行远隔缺血适应训练。训练过程中，加压压力值同步显示于主机显示模块及云端APP中。

训练结束后控制模块上的微处理器控制远隔缺血预适应训练仪再次对使用者进行血压检测。血压检测完毕后，血压数值在主机显示模块及手机APP上进行同步显示。当出现异常血压，主机可通过传递预警信息至云端APP。血压检测结果、训练相关信息存储于主机数据模块中，并在训练结束后上传发送至云端APP。此外，使用者在使用本仪器过程中，可通过云端APP上传心血管事件发生情况、心电图、影像等检测结果。

临床医生通过云端系统中的数据，判断患者的病情，并为每位患者制定个性化的训练处方，通过云端APP将训练处方发送给每位患者，同时提醒患者定期随访，并与患者进行简单的病情交流。

本发明的关键点在于“互联网+”控制、精确测量阻断压力及个性化处方制定，同时小巧，携带操作方便，通过云端APP进行整体调控，可实时监测使用者的训练状态，随时记录训练数据，且能及时发现训练中的安全隐患，方便患者及时就医，同时可有效预防和减轻心血管疾病损害。

由上所述，本发明的一种全周期个性化远隔缺血适应训练系统，将主机与袖带一体化连接，通过云端APP及云端系统进行远程控制，并使用内置的扬声放大器精确测量血流阻断时的压力，并将此压力反馈给云端APP及系统，云端APP及系统接收信号后发出命令，训练仪以此压力进行训练，同时临床医生通过云端系统制定个性化的训练处方，并将此处方反馈至云端APP，患者可采用此处方进行个性化训练，实现全疾病周期的康复训练；云端系统可发送随访提醒给患者，提醒患者定期门诊复查，临床医生还可通过云端系统与患者实现简单的交流，及时解决患者的相关问题，实现真正的远程居家康复。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。