技术领域
本发明属于数据监控技术领域，尤其生理数据的监控方法及装置。
背景技术
当今社会，人们越来越重视对孕妇身体各项指标的检测，同时也非常重视对胎儿的发育情况的及时监控。在过去，孕妇往往需要频繁地去医院为自己和胎儿进行各项生理指标的检测，但是由于医院资源有限以及医疗成本高昂，孕妇往往在每一次孕期检查时花费大量的时间和金钱。此外，毕竟不可能每天去医院进行详细的孕期检查，这也使孕妇很难及时地了解自己和胎儿的健康情况。
近年来，家用孕期检测设备应运而生，这些设备的确在一定程度上降低了检测成本，也有助于孕妇及时了解自己和胎儿的健康情况。然而，由于这些设备需要没有医学经验的孕妇或者孕妇家属操作，因此往往因操作不当而导致测量不准的情况发生。另外现在市场上有部分家用孕期检测设备可以将采集到的生理数据全部上传云端，以供医生远程分析，然而这也带来另外一个问题，将正常生理数据和异常生理数据全部上传云端，导致云端的数据存储效率下降，同时也给医生的工作带来了极大的干扰和负担。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种生理数据的监控方法及装置，以解决现有家用监控设备由于容易造成用户操作不准确，因而导致采集数据错误的问题。
第一方面，提供了一种生理数据的监控方法，包括：接收用户输入的怀孕周数；拍摄孕妇腹部图像；根据所述怀孕周数以及所述孕妇腹部图像，确定并照射探测头应放置区域，以提示用户控制探测头在所述探测头应放置区域内移动；检测探测头在所述探测头应放置区域内，从各个放置点采集的信号的信号质量，根据所述探测头从各个放置点采集的信号的信号质量，筛选出最佳放置点；指示用户将探测头移至所述最佳放置点，并采集胎儿生理数据；根据所述胎儿生理数据，判断所述胎儿生理数据是否异常；若所述胎儿生理数据异常，则上传所述胎儿生理参数至远程服务器。
第二方面，提供了一种生理数据的监控装置，包括：机身主体以及探测头；所述探测头通过数据线与所述机身主体相连，所述数据线包括USB数据线；所述机身主体的表面嵌有触摸屏、摄像头、LED灯；所述机身主体的内部包括中央处理器、QRS检测器以及无线网卡；所述触摸屏用于接收用户输入的怀孕周数；所述摄像头用于拍摄孕妇腹部图像；所述中央处理器用于根据所述怀孕周数以及所述孕妇腹部图像，确定探测头应放置区域；所述LED灯用于照射孕妇腹部的射探测头应放置区域，以提示用户控制探测头在所述探测头应放置区域内移动；所述QRS检测器用于检测探测头在所述探测头应放置区域内，从各个放置点采集的信号的信号质量，所述中央处理器用于根据所述探测头从各个放置点采集的信号的信号质量，筛选出最佳放置点；所述触摸屏还用于指示用户将探测头移至所述最佳放置点；所述探测头用于采集胎儿生理数据；所述中央处理器用于根据所述胎儿生理数据，判断所述胎儿生理数据是否异常；所述无线网卡用于若所述胎儿生理数据异常，则上传所述胎儿生理参数至远程服务器。
在本发明实施例中，通过根据怀孕周数以及孕妇腹部图像，确定并照射探测头应放置区域，以提示用户控制探测头在探测头应放置区域内移动；随后根据探测头从各个放置点采集的信号的信号质量，筛选出最佳放置点，指示用户在最佳放置点采集胎儿生理数据，当胎儿生理数据异常时，上传胎儿生理数据至远程服务器，实现了及时指导用户做出正确操作，提高了用户采集生理数据的准确性，并且降低了远程医生的工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的生理数据的监控方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的生理数据的监控方法S103的具体实现流程图；
图3是本发明实施例提供的生理数据的监控方法S104的具体实现流程图；
图4是本发明实施例提供的QRS波群示意图；
图5是本发明实施例提供的生理数据的监控方法S105的具体实现流程图；
图6是本发明实施例提供的生理数据的监控方法S106的具体实现流程图；
图7是本发明实施例提供的生理数据的监控装置的结构框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明实施例首先根据孕妇的怀孕周数以及孕妇腹部的图像，根据大数据运算以及该孕妇身材的实际情况，划设出一个区域，这个区域一定会包含胎心所能够探测到的位置，同时也是探测头应放置区域，即探测头在后续生理数据采集中的最大的活动范围。在确定了探测头应放置区域以后，还需要进一步地筛选出在这一区域内确定出探测头的最佳放置点，即探测头放置在哪个具体位置时的信号质量最好。在确定出探测头的最佳放置点以后，生理数据的监控装置会指示用户将探测头移至最佳放置点，随后用户就可以在最佳放置点采集胎儿的生理数据。最后，针对采集到的胎儿的生理数据，还需要判断该生理数据是否异常，在本发明实施例中，当胎儿的生理数据异常时，才将这些生理数据传至云端以供医生进行深度分析，这样可以减少将大量不必要的生理数据上传。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的生理数据的监控方法的实现流程，详述如下：
在S101中，接收用户输入的怀孕周数。
可以理解地，一个孕妇由于处于不同的怀孕阶段，胎儿的体积以及胎心的位置必然相差很大，因此在本发明实施例中，需要首先接收孕妇的怀孕周数，以确定待检测的孕妇及胎儿的最基本的生理情况。
接收用户输入的怀孕周数是下文技术方案的前提，也是快速且准确找到胎心位置的一个重要基础。
在S102中，拍摄孕妇腹部图像。
在本发明实施例中，除了怀孕周数以外，孕妇腹部图像是另一个需要获取的重要数据。
可以理解地，由于人和人的差异很大，只是知道怀孕周数而不知道孕妇具体的身材数据，很难估计出胎儿或者胎心的准确范围，因此需要获取孕妇的腹部图像，以更好地估计胎心的准确区域。此外在下文中孕妇腹部图像还在指导用户移动探测头时具有进一步地作用，具体作用介绍将在下文详述。
在S103中，根据所述怀孕周数以及所述孕妇腹部图像，显示探测头应放置区域，以提示用户控制探测头在所述探测头应放置区域内移动。
在本发明实施例中，需要根据怀孕周数以及孕妇腹部图像，大致估算出孕妇子宫范围值，并在屏幕上的孕妇腹部图像上显示出孕妇子宫范围，这样就可以提示用户控制探测头在适当区域中移动。本步骤有利于用户快速且准确地找到胎心所能被检测到的大致范围，节省采集生理数据的时间。
图2示出了本发明实施例提供的生理数据的监控方法S103的具体实现流程，详述如下：
在S201中，调取胎位数据，所述胎位数据包括怀孕周数与子宫预期范围值的映射关系。
在本发明实施例中，可以从本地存储器或者远程服务器中调取胎位数据。这里的胎位数据除了包括了胎儿很多器官范围值与孕妇怀孕周数的对应关系，也包括子宫预期范围值与怀孕周数的映射关系。例如：一个怀孕20周的孕妇，基于20周对应的宫高参考值，其子宫预期范围值为从耻骨下腹联合处往上的0-20.5cm。
值得注意地，在本发明实施例中，子宫的范围均被认为是胎心所能被检测到的大致范围。
在S202中，根据所述胎位数据以及所述怀孕周数，在所述孕妇腹部图像上划设子宫预期范围。
可以理解地，这些怀孕周数与子宫预期范围值的映射关系，是通过统计海量的现实数据得到的，可以根据怀孕周数以及胎位数据，比较粗略的估计出胎心所能被检测到的大致范围。进一步地，由于如果不结合实际的孕妇腹部图像，子宫预期范围值只是一个理论值，因此在本发明实施例中，在孕妇腹部图像上划设子宫预期范围可以将大数据中的理论值与待检测孕妇的实际情况结合起来。可以理解地，呈现在具体孕妇腹部图像上的子宫预期范围，才可以被实际应用。
在S203中，将子宫预期范围作为所述探测头应放置区域，并显示所述探测头应放置区域。
具体地，在孕妇腹部图像上划设了子宫预期范围以后，可以很容易地找到孕妇腹部对应于图像中子宫预期范围的区域，由于胎心一定在这个子宫预期范围内，因此将孕妇腹部对应于所述子宫预期范围的区域作为所述探测头应放置区域。
可以理解地，用户在测量胎心数据时，探测头的移动应该被控制在探测头应放置区域内，因此必须要通过一种方法明确显示出探测头应放置区域，以提示用户控制探测头在所述探测头应放置区域内移动。
本发明实施例采用触摸屏显示孕妇腹部图像，以及孕妇腹部图像上的子宫预期范围，以提示用户将探测头控制在探测头应放置区域内移动。
在S104中，检测探测头在所述探测头应放置区域内，从多个放置点采集的信号的信号质量，并根据检测结果筛选出最佳放置点。
在本发明实施例中，用户控制探测头在探测头应放置区域内移动，并在探测头应放置区域内的各个放置点采集各种胎心数据。
值得注意的是，虽然在上文中通过胎位数据、怀孕周数以及孕妇腹部图像可以得到一个大致的子宫预期范围，但是并不能根据大数据的统计得到胎心的准确位置，也更不知道将探测头放置在哪个放置点可以得到噪音干扰最小和最准确的胎心数据。
因此，本发明实施例提供了一种方法可以用来检测各个放置点采集的信号的信号质量，以供用户筛选出最佳的放置点，从何获得最可靠的生理数据。
图3示出了本发明实施例提供的生理数据的监控方法S104的具体实现流程，详述如下：
在S301中，采集预设时间段内的胎心信号作为采样信号。
在本发明实施例中，用户控制探测头在探测头应放置区域内移动时，为了供探测头有足够的时间采集生理信号，也为了有足够的时间分析和判断生理信号的优劣以及生理数据的异常情况，探测头需要在一个放置点停留一定的时间，再移动到另一个位置。
具体地，探测头在一个放置点停留的时间为预设时间段，在本发明实施例中，将预设时间段内采集到的胎心信号作为采样信号，以供后续进行信号质量分析。
在S302中，将所述采样信号QRS波群中波峰幅度大于预设幅度阈值的R波组成第一R波集合，统计所述第一R波集合中R波的个数。
具体地，本发明实施例通过判断QRS波群中的R波相关参数，以判断各个放置点采集的信号的信号质量。
具体地，QRS波群是指正常心电图中幅度最大的波群，如图4所示，在QRS波群中，第一个向下的波称为Q波，继Q波后的一个高尖的直立波称为R波，R波后向下的波称为S波。因其紧密相连，且反映了心室电激动过程，故统称为QRS波群。这个波群反映了左、右两心室的除极过程。
具体地，在胎心信号中，R波的幅值以及上升沿斜率都远远高于其他波，可以通过测量幅度以及测量斜率两种方法检测出R波在采样信号中出现的次数，以及每次R波出现的时间。
具体地，由于噪音信号的干扰，或者探测头放置点的偏移，会导致两种方法检测到的R波不匹配，实验证明，信号质量越高，两种方法检测到的R波匹配的个数就越多；信号质量越低，两种方法检测到的R波匹配的个数就越少。
在本发明实施例中，首先通过计算幅度方法检测R波，进一步地，将采样信号QRS波群中波峰幅度大于预设幅度阈值的R波组成第一R波集合，统计第一R波集合中R波的个数。
在S303中，将所述采样信号中全部R波上升沿斜率大于预设斜率阈值的R波组成第二R波集合。
在本发明实施例中，还需要通过计算R波上升沿斜率的方法检测R波，进一步地，将采样信号QRS波群中上升沿斜率大于预设斜率阈值的R波组成第二R波集合。
在S304中，统计所述第一R波集合与所述第二R波集合中的R波匹配个数。
在本发明实施例中，首先设定一个差异阈值，随后将第一R波集合与第二R波集合中，出现时间相同的R波相减，并计算二者差值的积分。如果二者差值的积分小于或等于差异阈值，则认为二者匹配，若二者差值的积分大于差异阈值，则认为二者不匹配。
在S305中，将所述R波匹配个数除以所述第一R波集合中R波的个数，得到信号质量值。
在本发明实施例中，虽然实验证明，信号质量越高，R波匹配的个数就越多；信号质量越低，R波匹配的个数就越少。但是由于考虑到，探测头在探测过程中胎心本身的生理数据可能发生变化，例如可能在某一时间段内R波突然增多或减少，因此本发明实施例并不是直接通过比较各个放置点采集的信号中R波匹配个数来判断信号质量，而是采用R波匹配个数与第一R波集合中R波个数的比值来判断信号质量，这样可以避免由于胎心本身的生理数据变化对信号质量检测结果造成干扰。
具体地，一段信号中R波匹配个数与第一R波集合中R波个数的比值越高，代表这段信号的信号质量越高。比较探测头从各个放置点采集的信号的信号质量，将信号质量最高的信号所对应的放置点作为最佳放置点。
在S105中，指示用户将探测头移至所述最佳放置点，并在检测到探测头位于所述最佳放置点时，采集胎儿生理数据。
图5示出了本发明实施例提供的生理数据的监控方法S105的具体实现流程，详述如下：
在S501中，在屏幕中显示所述孕妇腹部图像。
在本发明实施例中，生理数据的监控装置上有一块触摸屏，在根据探测头从各个放置点采集的信号的信号质量，筛选出最佳放置点以后，触摸屏会显示出孕妇腹部图像，这里的孕妇腹部图像是孕妇之前在S102中拍摄的腹部图像。由于此时，生理数据的监控装置需要指示用户将探测头移至最佳放置点，因此孕妇腹部图像的作用就相当于导航时的地图。
可以理解地，在导航时，我们不仅需要知道自己的位置以及目的地的位置，还需要有周边的地图作为参照物，帮助我们更直观的感受到自己的轨迹变化。同样地，在本发明实施例中，在屏幕上显示孕妇腹部图像，也是为了帮助用户更好的找到探测头的最佳放置点。
在S502中，在所述孕妇腹部图像上实时显示探测头当前放置点以及最佳放置点，以指示用户挪动探测头使得所述当前放置点与所述最佳放置点重合。
在本发明实施例中，调出孕妇之前在S102中拍摄的腹部图像，在触摸屏上，将该孕妇腹部图像作为背景由于屏幕中的孕妇腹部图像就是正在使用本装置的孕妇的真实腹部图像，因此探测头在实际孕妇腹部的当前放置点和最佳放置点都在触摸屏上实时且真实的显示。当最佳放置点与探测头当前位置重合时，屏幕上会显示挪动成功，以提示用户保持此时探测头当前位置不变。
在S106中，根据所述胎儿生理数据，判断所述胎儿生理数据是否异常。
在本发明实施例中，选择QRS波群时长作为判断胎儿是否异常的生理数据，QRS波群时间指在胎心心电信号中，一个完整的QRS波(即从Q波开始到S波结束)的时长。QRS波群时长对于胎心异常极其敏感而且便于检测分析，因此本发明实施例从众多胎儿生理数据中选择QRS波群时长，作为判断胎儿是否异常的衡量依据。
图6示出了本发明实施例提供的生理数据的监控方法S106的具体实现流程，详述如下：
在S601中，根据所述胎儿生理数据，获取QRS波群时长。
在本发明实施例中，QRS波群时长可以从胎心心电图中直接获得。
在S602中，判断所述QRS波群时长是否在预设时间段内。
具体地，正常的胎心QRS波群时长在0.02S-0.06S内。
在S603中，若所述QRS波群时长在预设时间段内，则胎儿生理数据无异常。
在S604中，若所述QRS波群时长不在预设时间段内，则胎儿生理数据异常。
在S107中，若所述胎儿生理数据异常，则上传所述胎儿生理数据至远程服务器。
本发明实施例，之所以可以减少传输无用或错误的生理数据至远程服务器，从而减少医生的工作量。主要是两点原因，一是指导用户在正确的位置放置探测头，二是具有对生理数据初步筛选的功能，一般情况下只上传初步检测中异常的数据。
值得注意的是，在本发明实施例中并不是完全不上传正常的生理数据，若孕妇对自己及胎儿的健康情况有所担心，或者在长时间未上传生理数据的情况下，用户可以手动选择，上传全部的生理数据至远程服务器，以供医生做全面的分析。
对应于上文发明实施例所述的生理数据的监控方法，图6示出了本发明实施例提供的生理数据的监控装置的结构框图。
参见图7，该装置包括：
接收单元701，用于接收用户输入的怀孕周数；
拍摄单元702，用于拍摄孕妇腹部图像；
显示单元703，用于根据所述怀孕周数以及所述孕妇腹部图像，显示探测头应放置区域，以提示用户控制探测头在所述探测头应放置区域内移动；
筛选单元704，用于检测探测头在所述探测头应放置区域内，从多个放置点采集的信号的信号质量，并根据检测结果筛选出最佳放置点；
指示单元705，用于指示用户将探测头移至所述最佳放置点，并在检测到探测头位于所述最佳放置点时，采集胎儿生理数据；
判断单元706，用于根据所述胎儿生理数据，判断所述胎儿生理数据是否异常；
上传单元707，用于若所述胎儿生理数据异常，则上传所述胎儿生理数据至远程服务器。
进一步地，显示单元包括：
调取子单元，用于调取胎位数据，所述胎位数据包括怀孕周数与子宫预期范围值的映射关系；
划设子单元，用于根据所述胎位数据以及所述怀孕周数，在所述孕妇腹部图像上划设子宫预期范围；
发光子单元，用于将所述子宫预期范围作为所述探测头应放置区域，并显示所述探测头应放置区域。
进一步地，筛选单元包括：
采集子单元，用于采集预设时间段内的胎心信号作为采样信号；
幅值计算子单元，用于将所述采样信号QRS波群中波峰幅度大于预设幅度阈值的R波组成第一R波集合，统计所述第一R波集合中R波的个数；
斜率计算子单元，用于将所述采样信号QRS波群中上升沿斜率大于预设斜率阈值的R波组成第二R波集合；
统计子单元，用于统计所述第一R波集合与所述第二R波集合中的R波匹配个数；
评估子单元，用于将所述R波匹配个数除以所述第一R波集合中R波的个数，得到信号质量值。
进一步地，指示单元包括：
显示子单元，用于在屏幕中显示所述孕妇腹部图像；
指导子单元，用于在所述孕妇腹部图像上实时显示探测头当前放置点以及最佳放置点，以指示用户挪动探测头使得所述当前放置点与所述最佳放置点重合。
进一步地，中央处理器还用于：
波群获取子单元，用于根据所述胎儿生理数据，获取QRS波群时长；
波群判断子单元，用于判断所述QRS波群时长是否在预设时长范围内；
若所述QRS波群时长在预设时长范围内，则胎儿生理数据无异常；
若所述QRS波群时长不在预设时长范围内，则胎儿生理数据异常。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。