技术领域
[0001] 本
发明属于
血液透析技术领域，尤其涉及一种智能血液透析过滤装置。
背景技术
[0002] 目前，
透析器主要利用半透膜的原理，将患者的血液与
透析液同时引进透析器，两者在透析膜的两侧呈反方向流动，借助膜两侧的溶质梯度、渗透梯度和
水压梯度，以达到清除毒素和体内滞留过多的水分，同时补充体内所需的物质，血液透析滤过(HDF)综合了血液透析(HD)和血液滤过(HF)的优点，即通过弥散高效清除小分子物质和通过
对流高效清除中分子物质。但是，现有的智能血液透析过滤装置存在的技术不完善，使用不方便，制造成本高，携带不方便，智能化程度低的问题。
发明内容
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种智能血液透析过滤装置，以解决现有的智能血液透析过滤装置存在的技术不完善，使用不方便，制造成本高，携带不方便，智能化程度低的问题。
[0004] 本发明的智能血液透析过滤装置，该智能血液透析过滤装置包括
支撑架、照明灯、状态指示灯、调节
螺母、透析仪器装置、安装孔、便携式装置、金属圈、软塑料管、底座、透析液瓶、点滴板、伸缩杆、储存盒和
电池、
电子医疗信息端、医患语音交流端；
[0005] 所述的照明灯安装在支撑架的顶部
位置；所述的状态指示灯安装在点滴板的上部位置；所述的便携式装置安装在点滴板的外部位置；所述伸缩杆位于点滴板中下部，所述的调节螺母设置在伸缩杆的中间位置，所述储物盒位于伸缩杆下部，所述的安装孔设置在储存盒的中间位置，所述透析仪器装置位于储存盒下部，所述金属圈位于透析仪器装置中部，所述的软塑料管设置在透析仪器装置和金属圈的下部；所述的透析液瓶设置在透析仪器装置的右侧；所述电池设置在透析仪器装置左侧，所述的底座设置在电池的底部；
[0006] 所述的透析仪器装置包括橡皮塞、塑料板、流出管、橡皮套、胶头支管和滴；所述的流出管设置在塑料板的外部；所述的橡皮套安装在胶头支管和滴管的中间，所述的橡皮塞安装在塑料板的右侧；
[0007] 所述的伸缩杆具体采用可根据不同距离伸缩的微型电动伸缩杆，该电动伸缩杆设置有驱动模
块，该驱动模块包括
微处理器、PWM
控制器、IGBT控制器、
电流传感器与
电机组，所述微处理器的输出端依次与所述PWM控制器、所述IGBT控制器与所述电机组的输入端电连接，所述电机组的输出端与所述PWM控制器的输入端电连接，所述电机组的电机中均是安装有三个霍尔
位置传感器；
[0008] 所述的电子医疗信息端包括智能终端和中心
服务器，所述智能终端通过无线通信设备与中心服务器进行无线数据连接；所述智能终端包括
数据采集模块、信息输入模块、数据解码模块、无线数据传输模块、
门诊接收端模块，所述中心服务器包括HIS医院信息系统、EMR电子病历系统、PACS系统和移动护理
数据库；
[0009] 所述的医患语音交流端包括字库匹配模块、语音采集模块、语音输出模块；所述的语音采集模块对患者输入语音进行采集，对输入语音进行预处理，所述的预处理包括语音
信号采样、反
混叠带通滤波，去除个体发音差异，去除设备、环境引起的噪声影响；所述的字库匹配模块与所述的
图像识别模块和
条形码识别模块连接。
[0010] 进一步，所述的电流传感器实时采集所述电机组的
三相电流信号ia、ib、ic，经克拉克变换、帕克变换后作为矢量控制系统的电流环的反馈量；利用所述霍尔位置传感器检测电机组的
转子位置及转速信号，并将转速值作为矢量控制系统的速度环的反馈量；
[0011] 将速度环的反馈值与给定值进行比较，将比较结果送入所述PWM控制器，并将PWM控制器的输出量作为电机的电流给定。
[0012] 进一步，所述PWM控制器包括：
[0013] 第一积分
电路，该第一积分电路与该PWM控制器的输出端连接，用于对PWM控制器输出端输出的脉冲信号进行积分并进行平稳化处理，来产生该控制PWM控制器输出的脉冲信号的等效
电压值；
[0014] 运算放大电路，该运算放大电路与所述第一积分电路的输出端连接，用于对PWM控制器输出的脉冲信号所等效的电压值分别进行放大和缩小，来产生PWM控制器输出的脉冲信号的等效电压值的上限值和下限值；
[0015] 第二积分电路，该第二积分电路与所述电机组的输出端连接，用于对电机组输出的脉冲信号进行积分并进行平稳化处理，来产生电机组输出的脉冲信号的等效电压值；及一反馈比较器，该反馈比较器与所述运算放大电路的输出端及该第二积分电路的输出端连接，用于比较电机组输出的脉冲信号的等效电压值与PWM控制器输出的等效电压值的上限值及下限值，并产生一比较结果至PWM控制器；PWM控制器根据该比较结果调整输出的脉冲信号的占空比，来调整电机组的转速。
[0016] 进一步，所述的便携式装置包括拉伸提手、固定卡扣、盒体
开关、盒体上盖、折叶和
主板；所述的主板安装在折叶的下部，所述的盒体开关设置在折叶的右侧；所述的拉伸提手安装在固定卡扣上部；所述的固定卡扣设置在折叶的上部；所述的盒体上盖与固定卡扣的连接。
[0017] 进一步，所述医患语音交流端还包括：
[0018] 端点检测单元，用于计算进行格式转换及编码后的所述待识别
语音信号的语音起点及语音终点，去除所述待识别语音信号中的静音信号，获得所述待识别语音信号中语音的时域范围；
[0019] 以及用于对所述待识别语音信号中的语音
频谱进行傅里叶变换FFT分析，根据分析结果计算所述待识别语音信号中的元音信号、浊音信号及轻辅音信号；以及用于利用所述语音特征参数，采用
频率倒谱系数MFCC建立与文本无关的高斯混合模型为语音的
声学模型的语音建模单元；
[0020] 以及模糊式匹配单元，该模式匹配单元利用高斯混合模型，使用最大后验概率
算法MAP将所提取的所述语音特征参数与至少一个所述语音模型进行匹配，计算所述待识别语音信号与每一个所述语音模型的似然度。
[0021] 本发明的另一目的在于提供一种智能血液透析过滤装置的医患语音交流方法，所述智能血液透析过滤装置的医患语音交流方法通过音频处理芯片进行音频处理，该音频处理芯片具有音频增益调整单元，该音频增益单元包括基带接收通道增益功率
放大器，数字/模拟转换器，模拟
功率放大器，还包括终端处理器，所述基带接收通道增益功率放大器将经过其放大的数字
音频信号分别传送给终端处理器和数字/模拟转换器，所述数字/模拟转换器将所述数字音频信号进行数字/模拟转换，然后传送给所述模拟功率放大器，所述终端处理器将所述数字音频信号的电压与预设的门限值相比较，根据比较结果自动调整所述基带接收通道增益功率放大器的放大参数；
[0022] 当接收到蓝牙模式启动指令时，利用蓝牙芯片禁止所述音频处理芯片运行，使蓝牙
耳机工作在蓝牙模式下；
[0023] 当接收到具有音频增益调整功能的蓝牙模式的启动指令时，利用蓝牙芯片启动所述音频处理芯片运行，使蓝牙耳机工作在具有音频增益调整功能的蓝牙模式下。
[0024] 本发明的另一目的在于提供一种智能血液透析过滤装置的数据解码方法，所述智能血液透析过滤装置的数据解码方法对位序列的数据进行解码，该位序列将在位区间的中央部从低电平迁移到高电平、或从高电平迁移到低电平的信号状态设为逻辑“1”或“0”，并与所述逻辑“1”或“0”对应地将在位的整个区间低电平连续或高电平连续的信号状态设为逻辑“0”或“1”，在该数据解码方法中：
[0025] 将所述位序列的信号从低电平迁移到下一低电平的期间测定为第1时间宽度；
[0026] 将所述位序列的信号从高电平迁移到下一高电平的期间测定为第2时间宽度；以及根据所述位序列中的判定对象的位的所述测定出的第1时间宽度和所述第2时间宽度的组合，来判定所述判定对象的位的逻辑“0”或“1”。
[0027] 进一步，根据所述判定对象的位的所述第1时间宽度和所述第2时间宽度的组合存在于二维平面上的判定面的何处，来判定所述判定对象的位的逻辑值；
[0028] 将所述第1时间宽度设为X，将所述第2时间宽度设为Y，将规定的时间宽度设为T，在判定所述判定对象的位时，当判定为所述紧邻所述判定对象的位的之前的位处于在位区间的中央部发生电平迁移的信号状态时，判断所述测定出的第1时间宽度以及第2时间宽度的组合存在于二维平面上以Y＝-X+5T来划分的两个判定面中的哪一个，并且，当判定为所述紧邻所述判定对象的位的之前的位处于相同电平在位整个区间内连续的信号状态时，判断所述测定出的第1时间宽度以及第2时间宽度的组合存在于二维平面上以Y＝-X+6T来划分的两个判定面中的哪一个，来判定所述判定对象的位的逻辑值；
[0029] 所述规定的时间宽度是根据所述位序列的信号之前的作为前同步码插入的固定数据序列的脉冲宽度来取得的；
[0030] 在该数据解码方法中，在以所述Y＝-X+5T来划分的两个判定面以及以所述Y＝-X+6T来划分的两个判定面中，关于所述第1时间宽度X与所述第2时间宽度Y的关系，还设定有根据X、Y的组合而判定为误码的区域。
[0031] 本发明利用支撑架支撑，通过拉伸提手拉伸，利用固定卡扣携带，流出管上标有刻度线，清晰方便，伸缩杆在驱动模块的配合下能够根据不同距离伸缩，通过照明灯照明，利用储存盒和电池储存电量，通过电子医疗信息端可以实时查阅患者的电子病历，保证透析过程中患者的生命安全，医患语音交流端可以实现医患实时交流，智能化程度高。本发明通过使用从上升沿到上升沿的时间宽度和从下降沿到下降沿的时间宽度这2个值的组合来进行解码，即使是占空比偏差较大的接收信号，也可以准确地进行解码，可有助于提高装置的可靠性。
附图说明
[0032] 图1是本发明
实施例提供的智能血液透析过滤装置结构示意图；
[0033] 图2是本发明实施例提供的透析仪器装置结构示意图；
[0034] 图3是本发明实施例提供的便携式装置结构示意图；
[0035] 图中：1、支撑架；2、照明灯；3、状态指示灯；4、调节螺母；5、透析仪器装置；5-1、橡皮塞；5-2、塑料板；5-3、流出管；5-4、橡皮套；5-5、胶头支管；5-6、滴管；6、安装孔；7、便携式装置；7-1、拉伸提手；7-2、固定卡扣；7-3、盒体开关；7-4、盒体上盖；7-5、折叶；7-6、主板；8、金属圈；9、软塑料管；10、底座；11、透析液瓶；12、点滴板；13、伸缩杆；14、储存盒；15、电池。
具体实施方式
[0036] 以下结合附图对本发明做进一步描述：
[0037] 实施例：
[0038] 如图1至图3所示：
[0039] 本发明提供一种智能血液透析过滤装置，包括支撑架1、照明灯2、状态指示灯3、调节螺母4、透析仪器装置5、安装孔6、便携式装置7、金属圈8、软塑料管9、底座10、透析液瓶11、点滴板12、伸缩杆13、储存盒14、电池15、电子医疗信息端、医患语音交流端；
[0040] 所述的伸缩杆13具体采用可根据不同距离伸缩的微型电动伸缩杆，该电动伸缩杆设置有驱动模块，该驱动模块包括微处理器、PWM控制器、IGBT控制器、电流传感器与电机组，所述微处理器的输出端依次与所述PWM控制器、所述IGBT控制器与所述电机组的输入端电连接，所述电机组的输出端与所述PWM控制器的输入端电连接，所述电机组的电机中均是安装有三个霍尔位置传感器；
[0041] 所述的电子医疗信息端包括智能终端和中心服务器，所述智能终端通过无线通信设备与中心服务器进行无线数据连接；所述智能终端包括数据采集模块、信息输入模块、数据解码模块、无线数据传输模块、门诊接收端模块，所述中心服务器包括HIS医院信息系统、EMR电子病历系统、PACS系统和移动护理数据库；
[0042] 所述的医患语音交流端包括字库匹配模块、语音采集模块、语音输出模块；所述的语音采集模块对患者输入语音进行采集，对输入语音进行预处理，所述的预处理包括语音信号采样、反混叠带通滤波，去除个体发音差异，去除设备、环境引起的噪声影响；所述的字库匹配模块与所述的图像识别模块和条形码识别模块连接；
[0043] 所述的照明灯2安装在支撑架1的顶部位置；所述的状态指示灯3安装在点滴板12的上部位置；所述的便携式装置7安装在点滴板12的外部位置；所述伸缩杆13位于点滴板12中下部，所述的调节螺母4设置在伸缩杆13的中间位置，所述储物盒14位于伸缩杆13下部，所述的安装孔6设置在储存盒14的中间位置，所述透析仪器装置5位于储存盒14下部，所述金属圈8位于透析仪器装置5中部，所述的软塑料管9设置在透析仪器装置5和金属圈8的下部；所述的透析液瓶11设置在透析仪器装置5的右侧；所述电池15设置在透析仪器装置5左侧，所述的底座10设置在电池15的底部；
[0044] 所述的透析仪器装置5包括橡皮塞5-1、塑料板5-2、流出管5-3、橡皮套5-4、胶头支管5-5和滴管5-6；所述的流出管5-3设置在塑料板5-2的外部位置；所述的橡皮套5-4安装在胶头支管5-5和滴管5-6的中间位置，所述的橡皮塞5-1安装在塑料板5-2的右侧位置。
[0045] 所述的橡皮塞5-1具体采用
橡胶材料制成的圆柱形橡皮塞，所述的橡皮塞5-1上设有防滑纹，有利于灵活使用，从而完善功能多样性。
[0046] 所述流出管5-3具体采用透明玻璃制成的，所述的流出管5-3上标有刻度线，有利于清晰方便，使得达到最佳使用效果。
[0047] 所述的便携式装置7包括拉伸提手7-1、固定卡扣7-2、盒体开关7-3、盒体上盖7-4、折叶7-5和主板7-6；所述的主板7-6安装在折叶7-5的下部位置，所述的盒体开关7-3设置在折叶7-5的右侧位置。
[0048] 所述的拉伸提手7-1安装在固定卡扣7-2上部位置，所述的拉伸提手71具体采用皮带制成的，有利于携带方便，省时省
力。
[0049] 所述的固定卡扣7-2设置在折叶7-5的上部位置，所述的固定卡扣7-2具体采用
锁扣式的固定扣，所述的固定卡扣7-2具体采用3至6个，有利于方便使用，能够根据使用者的需求调节，安全可靠。
[0050] 所述的盒体上盖7-4设置在固定卡扣7-2的下部并与固定卡扣连接，所述的盒体上盖7-4具体采用橡胶防滑材料制成的长方体盒体，有利于降低制造成本，从而完善功能多样性。
[0051] 所述的照明灯2具体采用LED筒形照明
灯管，有利于方便使用，节能环保，使得提高工作效率。
[0052] 所述的伸缩杆13具体采用可根据不同距离伸缩的微型电动伸缩杆，有利于操作方便，从而提高智能化程度。
[0053] 所述的电池15具体采用
锂离子电池，有利于携带方便，用电方便，减少用电成本。
[0054] 进一步，所述的电流传感器实时采集所述电机组的三相电流信号ia、ib、ic，经克拉克变换、帕克变换后作为矢量控制系统的电流环的反馈量；利用所述霍尔位置传感器检测电机组的转子位置及转速信号，并将转速值作为矢量控制系统的速度环的反馈量；
[0055] 将速度环的反馈值与给定值进行比较，将比较结果送入所述PWM控制器，并将PWM控制器的输出量作为电机的电流给定。
[0056] 进一步，所述PWM控制器包括：
[0057] 第一积分电路，该第一积分电路与该PWM控制器的输出端连接，用于对PWM控制器输出端输出的脉冲信号进行积分并进行平稳化处理，来产生该控制PWM控制器输出的脉冲信号的等效电压值；
[0058] 运算放大电路，该运算放大电路与所述第一积分电路的输出端连接，用于对PWM控制器输出的脉冲信号所等效的电压值分别进行放大和缩小，来产生PWM控制器输出的脉冲信号的等效电压值的上限值和下限值；
[0059] 第二积分电路，该第二积分电路与所述电机组的输出端连接，用于对电机组输出的脉冲信号进行积分并进行平稳化处理，来产生电机组输出的脉冲信号的等效电压值；及一反馈比较器，该反馈比较器与所述运算放大电路的输出端及该第二积分电路的输出端连接，用于比较电机组输出的脉冲信号的等效电压值与PWM控制器输出的等效电压值的上限值及下限值，并产生一比较结果至PWM控制器；PWM控制器根据该比较结果调整输出的脉冲信号的占空比，来调整电机组的转速。
[0060] 进一步，所述的便携式装置包括拉伸提手、固定卡扣、盒体开关、盒体上盖、折叶和主板；所述的主板安装在折叶的下部，所述的盒体开关设置在折叶的右侧；所述的拉伸提手安装在固定卡扣上部；所述的固定卡扣设置在折叶的上部；所述的盒体上盖与固定卡扣的连接。
[0061] 进一步，所述医患语音交流端还包括：
[0062] 端点检测单元，用于计算进行格式转换及编码后的所述待识别语音信号的语音起点及语音终点，去除所述待识别语音信号中的静音信号，获得所述待识别语音信号中语音的时域范围；
[0063] 以及用于对所述待识别语音信号中的语音频谱进行傅里叶变换FFT分析，根据分析结果计算所述待识别语音信号中的元音信号、浊音信号及轻辅音信号；以及用于利用所述语音特征参数，采用频率倒谱系数MFCC建立与文本无关的高斯混合模型为语音的声学模型的语音建模单元；
[0064] 以及模糊式匹配单元，该模式匹配单元利用高斯混合模型，使用最大后验概率算法MAP将所提取的所述语音特征参数与至少一个所述语音模型进行匹配，计算所述待识别语音信号与每一个所述语音模型的似然度。
[0065] 进一步，所述医患语音交流端通过音频处理芯片进行音频处理，该音频处理芯片具有音频增益调整单元，该音频增益单元包括基带接收通道增益功率放大器，数字/模拟转换器，模拟功率放大器，还包括终端处理器，所述基带接收通道增益功率放大器将经过其放大的数字音频信号分别传送给终端处理器和数字/模拟转换器，所述数字/模拟转换器将所述数字音频信号进行数字/模拟转换，然后传送给所述模拟功率放大器，所述终端处理器将所述数字音频信号的电压与预设的门限值相比较，根据比较结果自动调整所述基带接收通道增益功率放大器的放大参数；
[0066] 当接收到蓝牙模式启动指令时，利用蓝牙芯片禁止所述音频处理芯片运行，使蓝牙耳机工作在蓝牙模式下；
[0067] 当接收到具有音频增益调整功能的蓝牙模式的启动指令时，利用蓝牙芯片启动所述音频处理芯片运行，使蓝牙耳机工作在具有音频增益调整功能的蓝牙模式下。
[0068] 所述智能血液透析过滤装置的数据解码方法对位序列的数据进行解码，该位序列将在位区间的中央部从低电平迁移到高电平、或从高电平迁移到低电平的信号状态设为逻辑“1”或“0”，并与所述逻辑“1”或“0”对应地将在位的整个区间低电平连续或高电平连续的信号状态设为逻辑“0”或“1”，在该数据解码方法中：
[0069] 将所述位序列的信号从低电平迁移到下一低电平的期间测定为第1时间宽度；
[0070] 将所述位序列的信号从高电平迁移到下一高电平的期间测定为第2时间宽度；以及根据所述位序列中的判定对象的位的所述测定出的第1时间宽度和所述第2时间宽度的组合，来判定所述判定对象的位的逻辑“0”或“1”。
[0071] 根据所述判定对象的位的所述第1时间宽度和所述第2时间宽度的组合存在于二维平面上的判定面的何处，来判定所述判定对象的位的逻辑值；
[0072] 将所述第1时间宽度设为X，将所述第2时间宽度设为Y，将规定的时间宽度设为T，在判定所述判定对象的位时，当判定为所述紧邻所述判定对象的位的之前的位处于在位区间的中央部发生电平迁移的信号状态时，判断所述测定出的第1时间宽度以及第2时间宽度的组合存在于二维平面上以Y＝-X+5T来划分的两个判定面中的哪一个，并且，当判定为所述紧邻所述判定对象的位的之前的位处于相同电平在位整个区间内连续的信号状态时，判断所述测定出的第1时间宽度以及第2时间宽度的组合存在于二维平面上以Y＝-X+6T来划分的两个判定面中的哪一个，来判定所述判定对象的位的逻辑值；
[0073] 所述规定的时间宽度是根据所述位序列的信号之前的作为前同步码插入的固定数据序列的脉冲宽度来取得的；
[0074] 在该数据解码方法中，在以所述Y＝-X+5T来划分的两个判定面以及以所述Y＝-X+6T来划分的两个判定面中，关于所述第1时间宽度X与所述第2时间宽度Y的关系，还设定有根据X、Y的组合而判定为误码的区域。
[0075] 本发明利用支撑架1支撑，通过拉伸提手7-1拉伸，利用固定卡扣7-2携带，流出管5-3上标有刻度线，清晰方便，伸缩杆13在驱动模块的配合下能够根据不同距离伸缩，通过照明灯2照明，利用储存盒14和电池15储存电量，通过电子医疗信息端可以实时查阅患者的电子病历，保证透析过程中患者的生命安全，医患语音交流端可以实现医患实时交流，智能化程度高。
[0076] 利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
