專利名稱：一種手持式無線健康監測儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療檢測儀，尤其是一種人體多生理參數的實時監測儀。
背景技術：
現今，有關生命體征的監測儀器在臨床應用中較為普及，它對臥床病人，尤其是手 術后病人、或重癥病人的心電、血壓、血氧、呼吸、脈率等生命體征能夠進行實時監控，這不 僅使病人能及時了解自己的身體健康狀況，而且 也有助于醫生及時了解病人的病情，以便 采取更為有效的治療手段。隨著社會老齡化程度的提高，越來越多的老年人需要在家進行 長期的醫療監護，尤其是一些長期患有慢性老年疾病的人或長期臥床的老人更需要對他的 一些生命體征進行經常性地監控，以便自己及時了解自己的身體狀況，及時地就醫。然而由 于遠離醫院，而無法實施遠距離的生命體征的實時監控。同時有關生命體征的監測儀器在 用于家庭的個人健康生理參數監測的應用方面手段也還是一片空白。
發明內容
本發明的目的在于克服上述存在的不足，提供一種能進行遠程控制的遠程無線網 絡生理多參數監測儀及人員定位，它具有心電、血壓、血氧、呼吸、脈率等生理信號采集和顯 示功能，同時利用無線通訊技術，將數據用GPRS/CDMA/WiFi通信信道傳輸技術傳輸到遠程 系統服務器，進行顯示、存儲、分析及人員定位，控制和管理，該遠程無線網絡生理多參數監 測儀可以用GSM短信方式接收遠程系統服務器發出的采集數據分析反饋。本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，外殼上設有觸摸式液晶顯示屏及操 作按鈕，連接外殼有主控模塊與接口模塊，主控模塊與接口模塊和血壓、心電、呼吸、血氧、 脈率采集模塊全部或部分相連(可根據需要)，上述主控模塊與接口模塊和生理參數采集 模塊相連，同時又和無線通訊模塊與GPS模塊相連；實現對血壓、心電、呼吸、血氧、脈率等 全部或部分生理參數、GPS定位數據實時采集，對所獲得的生理參數進行數據，可以根據需 要及時地接收分析結果反饋。所述的外殼上設有聯接心電、血壓、呼吸、血氧、脈率等多種生理參數采集探頭 (或稱傳感器、袖帶等)的插座，且上述插座連接與心電、呼吸采集模塊傳遞數據的心電多 導聯線，連接與血氧、脈率采集模塊傳遞數據的血氧探頭，連接與血壓采集模塊傳遞數據的 血壓袖帶；根據所采集生理參數的需要上述連接可以同時全部或部分實現連接。所述的血壓采集模塊還與配置的電動氣泵和電磁氣閥相連并控制其工作。所述的無線通訊模塊設有GPRS/CDMA/WiFi數據傳輸和GSM短信數據接收信道傳 輸電路和用于讀、寫SIM卡的讀卡電路。所述的無線通訊模塊連接有用于信號發射與接受的內置天線；所述的無線通訊模 塊采用高性能的無線通信模塊設計，采用的通信方式為GPRS/CDMA無線蜂窩網+Internet 廣域網及WiFi無線局域網、嵌入式TCP/IP通信協議。所述的主控模塊及接口模塊包括主控模塊，與該主控模塊分別相接有血壓數據接口、心電采集接口、血氧數據接口、無線數據傳輸接口、TFT液晶屏、鍵盤輸入、聲音輸出；所 述的主控模塊采用高速嵌入式處理器作為主控CPU，在主控模塊中還設有電源管理。所述的血壓采集模塊是通過連接袖帶的壓力傳感器來實現，該壓力傳感器依次與 前置放大器、低通濾波器相連，并一路直接接入ADC，另一路脈搏信號經過帶通濾波器和后 級放大器后，也接入血壓采集模塊，該血壓采集模塊進行氣泵控制和氣閥控制，把氣壓送入 袖帶，另一方面又通過血壓數據接口接入主控模塊。所述的心電呼吸采集模塊主要有前置放大器、帶通濾波器、陷波器、后級放大器組 成，采集信號是利用心電傳感器來完成；前置放大器采用具備高輸入阻抗、高共模抑制比、低 噪聲、低漂移、低功耗等特點的高性能單片放大器；帶通濾波器完成濾除ο. 05-300HZ頻率之 外的雜波信號，陷波器針對工頻信號進行衰減，后級放大器將信號放大到-2. 5V-+2. 5V之間 送給ADC，轉換為數字信號后，在主控CPU的控制下進行心電信號采樣，提取心電波信號、呼吸 波信號和心率值；所述心電呼吸采集模塊通過心電采集接口與主控模塊相連。所述的血氧采集模塊包括血氧檢測數字電路產生2kH脈沖信號控制恒流源加到 血氧傳感器上電壓的極性，使其交替發出波長660nm的紅光和波長940nm的紅外光；前置放 大器將從光敏二極管上得到的信號初步放大，通過模擬開關將紅光和紅外光信號分開，分 別解調濾波并分別經后級放大送到MPU中的ADC，轉換成數字化信息，并經血氧數據接口與 主控模塊相連。所述GPS定位模塊，所述的GPS定位模塊主要有GPS專用天線、GPS芯片組成。本發明具備心電、血壓、血氧、呼吸、脈搏等生理信號、定位信息采集功能，同時利 用無線移動GPRS/CDMA通信信道傳輸技術及WiFi無線局域網技術，將數據傳輸到遠程系 統服務器，進行存儲、分析和反饋，同時用GSM短信方式接收遠程系統服務器的數據分析反 饋。監護儀自身也具備按鍵、顯示等人機對話功能，可以獨立對生理信號進行監測。本發明采用模塊化設計，在硬件設計上將心電、血壓、血氧、呼吸、脈率、無線傳輸、 GPS定位、主控與顯示分立成獨立的模塊進行研發，各模塊都進行參數和PCB布線優化設 計，避免了各生理參數采樣工作的相互干擾，成功地解決了多參數監護儀微型化過程中最 難解決的抗干擾問題，特別是無線通訊線路對其他采樣線路的干擾，使采集到的生理數據 精確而穩定。
圖1為本發明的結構框圖；圖2為本發明所述主控及接口模塊的結構框圖；圖3為本發明血壓采集模塊的結構框圖；圖4為本發明心電、呼吸采集模塊的結構框圖；圖5為本發明血氧采集模塊的結構框圖；圖6為本發明通訊模塊的結構框圖；圖7為本發明GPS定位模塊的結構框具體實施例方式下面將結合附圖對本發明做詳細的介紹如圖1所示本發明主要包括有外殼及模塊組成，外殼上設有觸摸式液晶彩色顯示屏及操作按鈕，連接外殼有主控與接口模塊1， 血壓采集模塊3，心電、呼吸、血氧、脈率采集模塊2和無線通訊模塊4均接入主控及接口模 塊1上。觸摸式液晶顯示屏及操作按鈕通過液晶屏、鍵盤接口模塊5與主控及接口模塊1 相連。本發明還設有氣泵，氣泵及氣泵閥門受控于血壓采集模塊3。外殼上還設有血壓插 座6，用于血壓采集時接入并感應袖帶壓力，使血壓數據傳遞到血壓采集模塊3。本發明所述的外殼上還設有其他一組插座7，用于 連接心電、呼吸等參數采集時接 入心電導聯線8，將人體心電、呼吸等信號傳遞到心電、呼吸采集模塊2，插座7還用于血氧、 脈率采集，使血氧探頭9采集到的數據傳遞到血氧、脈率采集模塊。本發明可以通過顯示屏顯示心電波形，呼吸波形，脈率值，呼吸率值，血氧值，血 壓值，呼叫指示，電量指示，導聯指示，網絡指示等諸多參數。如圖2所示本發明所述的主控及接口模塊1采用高速嵌入式處理器作為主控 CPU處理器30，在主控及接口模塊1中還設有電源檢測電路11，所述的主控及接口模塊30， 分別相接有血壓數據接口 12、心電采集接口 13、血氧數據接口 14、GPS定位模塊接口 15、無 線數據傳輸接口 16、TFT液晶屏接口 17、鍵盤輸入接口 18、聲音輸出接口 19。如圖3所示，血壓檢測時通過把袖帶的氣壓送到壓力傳感器20上，通過采集傳感 器20上的壓差得到血壓信號，同時從血壓信號中通過前置放大器21、低通濾波器22分離出 血壓信號和脈搏信號，其中血壓信號直接接入ADC，脈搏信號再經過帶通濾波器23和后級 放大器24后，將脈搏信號接入血壓采集模塊3，該血壓采集模塊3進行氣泵控制和氣閥控制 25，另一方面又通過血壓數據接口 12接入主控模塊30。所述的信號送到ADC，數模轉換后 經過計算得到血壓脈搏等信息。如圖4所示，本發明所述的心電呼吸采集模塊主要有前置放大器26、帶通濾波器 27、陷波器28、后級放大器29組成，采集信號是利用心電傳感器31。前置放大器26是關鍵 電路，它采用高性能單片放大器，它具備高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、低功 耗等特點。帶通濾波器27完成濾除0. 05-300HZ頻率之外的雜波信號，陷波器28針對工頻 信號進行衰減，后級放大器29將信號放大到-2. 5V-+2. 5V之間送給ADC，轉換為數字信號 后，在主控CPU的控制下進行心電信號采樣，提取心電波信號、呼吸波信號和心率值。上述 心電呼吸采集模塊通過心電采集接口 13與主控模塊30相連。如圖5所示，血氧采集時血氧檢測數字電路產生2kH脈沖信號控制恒流源39加到 血氧傳感器32 (發光二極管)上，使其交替發出波長660nm的紅光和波長940nm的紅外光； 前置放大器33將從光敏二極管上得到的信號初步放大，通過模擬開關34將紅光和紅外光 信號分開，分別解調濾波35、36并分別經后級放大37、38送到MPU中的ADC，轉換成數字化 信息，并經血氧數據接口 14與主控模塊30相連。如圖6所示，本發明所述的通訊模塊采用高性能的無線通信模塊設計，整個模塊 在低功耗的狀態下，能夠保持GPRS/CDMA/WiFi信道的穩定鏈接和長時間不間斷地工作，使 生理數據、GPS定位數據能完整地、實時地送達到對應的服務器上。可采用的通信方式為 GPRS/CDMA無線蜂窩網+Internet廣域網/WiFi無線局域網，嵌入式TCP/IP通信協議。通訊 模塊中連接無線數據傳輸接口 15還設有讀卡電路，可以讀、寫SIM卡44并進行資格驗證。 通訊模塊連接有無線數據傳輸接口 15的還設有GPRS模塊41，內置GPRS天線42和WiFi模塊40，連接WiFi天線43，用于信號的發射與接收。如圖7所示，本發明所述的GPS定位接口 16，采用高精度GPS定位模塊45設計，整 個模塊在低功耗的狀態下，能夠保持GPS信道的穩定和長時間不間斷地工作，保證GPS定位 數據采集。GPS模塊連接有內置GPS天線46，用于衛星的接收。監控時采集到的各種信息及GPS定位數據，通過對應的接口送到主控CPU中，經 過相應的處理后將結果顯示給用戶，同時將數據送到通訊模塊，經TCP/IP協議封裝成數據 包后，發送到指定域名的中央監護服務器上進行存儲，供醫生監護、分析使用及人員定位跟蹤。本發明設有觸摸式液晶彩色顯示屏及操作按鈕，結構上設有主控及接口模塊，血 壓采集模塊，心電、呼吸采集模塊，血氧、脈率采集模塊和通訊模塊；血壓采集模塊，心電、呼 吸采集模塊，血氧、脈率采集模塊、通訊模塊和GPS模塊均接入主控及接口模塊。本發明采 用模塊化設計，在硬件設計上將心電、血氧、血壓、脈率、無線傳輸、GPS定位、主控與顯示分 立成獨立的模塊進行研發，各模塊都進行參數和PCB布線優化設計，避免了各生理參數采 樣工作的相互干擾，成功地解決了多參數監護儀微型化過程中最難解決的抗干擾問題，特 別是無線通訊線路對其他采樣線路的干擾，使采集到的生理數據精確而穩定。
權利要求
一種手持式無線健康監測儀，其特征在于它包括有一外殼，上面制有觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕、袖帶及血壓插座(6)、插座(7)、心電導聯線(8)和血氧探頭(9)；一與外殼連接的主控與接口模塊(1)，連接有血壓采集模塊(3)、心電、呼吸、血氧、脈率采集模塊(2)、GPS定位模塊(5)和無線通訊模塊(4)；所述的觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕通過液晶顯示屏、鍵盤接口(5)連接主控與接口模塊(1)；一氣泵，連接血壓采集模塊(3)。
2.根據權利要求1所述的手持式無線健康監測儀，其特征在于所述的主控及接口模塊 (1)采用高速嵌入式處理器(30)作為主控CPU，并設有電源檢測電路(11)；所述的高速嵌 入式處理器(30)，分別連接有血壓數據接口(12)、心電采集接口(13)、血氧數據接口(14)、 無線數據傳輸接口(15)、GPS定位接口、TFT液晶屏(17)、鍵盤輸入(18)、聲音輸出(19)。
3.根據權利要求1所述的手持式無線健康監測儀，其特征在于所述的血壓采集模塊 (3)包括有；連接袖帶氣壓的壓力傳感器(20)、前置放大器(21)、低通濾波器(22)、ADC依 次組成的血壓信息回路；和另一組由壓力傳感器(20)、前置放大器(21)、低通濾波器(22)、 帶通濾波器(23)、后級放大器(24)、高速嵌入式處理器(30)、氣泵控制和氣閥控制(21)、血 壓數據接口(12)組成的脈搏信息回路。
4.根據權利要求1所述的手持式無線健康監測儀，其特征在于所述的心電呼吸采集模 塊由心電傳感器(31)、前置放大(26)、帶通濾波(27)、陷波器(28)、后級放大(29)和心電 采集接口 (13)構成。
5.根據權利要求1所述的手持式無線健康監測儀，其特征在于所述的血氧采集模塊包 括有；一組由LED恒流源驅動電路(39)、血氧傳感器(32)、前置放大(33)、模擬開關(34)、 紅光調解濾波器(35)、后級放大(37)、MPU中的ADC、血氧采集接口(14)構成的回路；和一 組由LED恒流源驅動電路(39)、血氧傳感器(32)、前置放大(33)、模擬開關(34)、紅外調解 濾波器(36)、后級放大(37)、MPU中的ADC、血氧采集接口(14)構成的回路。
6.根據權利要求1所述的手持式無線健康監測儀，其特征在于所述的無線通訊模塊由 無線數據傳輸接口 (15)、WiFi模塊(40)、GPRS模塊(41)、SIM卡(44)、WiFi天線(43)和 GPRS天線(42)構成。
7.根據權利要求1所述的手持式無線健康監測儀，其特征在于所述的GPS定位模塊由 GPS定位接口(16)、GPS模塊(45)和GPS天線(46)構成。
全文摘要
一種手持式無線健康監測儀，它包括有一外殼；一與外殼連接的主控與接口模塊，連接有血壓采集模塊、心電、呼吸、血氧、脈率采集模塊、GPS定位模塊和無線通訊模塊；所述的觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕通過液晶顯示屏、鍵盤接口連接主控與接口模塊；一氣泵，連接血壓采集模塊，本發明采用模塊化設計，在硬件設計上將心電、血壓、血氧、呼吸、脈率、無線傳輸、GPS定位、主控與顯示分立成獨立的模塊進行研發，各模塊都進行參數和PCB布線優化設計，避免了各生理參數采樣工作的相互干擾，成功地解決了多參數監護儀微型化過程中最難解決的抗干擾問題，特別是無線通訊線路對其他采樣線路的干擾，使采集到的生理數據精確而穩定。
文檔編號A61B5/0402GK101816554SQ20101014901
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者孫斌 申請人:浙江好絡維醫療技術有限公司