專利名稱：一種遠程生理多參數無繩監測儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療監測儀器，特別是一種用于多種生理參數的實時監測的醫療 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、呼吸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。遠程生理多參數無 繩監測儀的出現實現了遠距離的生命體征的實時監控，已成功應用于社區、干休所、家庭的 個人健康生理參數監測。同時改變了一般遠程監測儀都需要導聯線將傳感器探頭與主控機 連接起來現象，克服了使用過程中普遍存在的由于導聯線的抖動而引起的信號干擾問題， 使佩戴的舒適度令人滿意。
發明內容
本發明的目的在于克服上述存在的不足，提供一種遠程生理多參數無繩監測儀， 將信號采集后通過導線傳送至主控模塊的方式，替換為短距離無線傳輸的方式將信息無線 傳送至主控模塊進行處理，克服了在使用過程中由于導聯線的抖動而引起的信號干擾，由 于舍去了導聯線改善了佩戴的舒適度和便攜性。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USB接口模塊，主控模塊和血壓、心電、呼吸、血氧采集模塊 通過短距離無線傳輸相連，同時又和遠程無線通訊模塊相連；實現對血壓、心電、呼吸等全 部或部分生理參數實時采集，對所獲得的生理參數進行處理、分析和傳輸，可以根據需要及 時地反饋分析結果。所述的血壓采集模塊與血壓袖帶相連，還與配置的電動氣泵和電磁氣閥相連并控 制其工作，同時與短距離無線通訊模塊相連接，將采集的數據發送至主控模塊。所述的無線通訊模塊設有GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA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。所述的遠程無線通訊模塊連接有用于信號發射與接受的內置天線；所述的遠程無 線通訊模塊采用高性能的無線通訊模塊設計，采用的通訊方式為GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/ CDMA2000/TD-SCDMA無線蜂窩網+Internet廣域網、嵌入式TCP/IP通訊協議。所述的主控模塊包括遠程無線數據通訊模塊、短距離無線數據通訊模塊、TFT液晶 屏、鍵盤輸入、聲音輸出、USB接口 ；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，另一方面又通過短距離無線數據通訊模塊無線傳輸至主控模塊。所述的心電呼吸采集模塊主要有跟隨電路、前置放大器、低通濾波器組成，采集信 號是利用心電傳感器來完成；跟隨電路放大器采用具備高輸入阻抗、低噪聲放大器，前置放 大器采用高共模抑制比、低噪聲、低漂移、低功耗等特點的高性能單片放大器；低通濾波器 完成濾除0. 05300Hz頻率之外的雜波信號后將信號送給ADC，轉換為數字信號后，經短距離 無線通訊模塊傳輸至主控模塊，進行心電信號的濾波、陷波和漂移鉗位，并提取呼吸波信號 和心率值；所述心電呼吸采集模塊通過短距離無線通訊模塊與主控模塊無線聯接。本發明具備心電、血壓、呼吸、脈搏、血氧、脈率等生理信號采集功能，同時利用遠 程無線移動通訊信道傳輸技術(如GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA)，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。本發明將采用模塊化設計，在硬件設計上將心電、血壓、呼吸、血氧、無線傳輸、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，去除了導 聯線接口和導聯線本身，避免了各生理參數采樣工作的相互干擾和抖動干擾，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，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為本發明遠程無線通訊模塊的結構框圖；圖7為本發明短距離無線通訊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所示本發明包括有外殼及各模 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1-1、USB接口模 塊1-7、遠程無線通訊模塊1-8和短距離無線通訊模塊1-3，另外有獨立的血壓采集模塊 1-5，心電、呼吸采集模塊1-2、血氧采集模塊1-4。心電呼吸采集模塊1-2、血氧采集模塊1-4 均含有短距離無線通訊模塊。觸摸式液晶顯示屏及操作按鈕通過液晶屏、鍵盤接口模塊1-6 與主控1-1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1-5，血壓數據傳遞到血 壓采集模塊1-5，同時連接短距離無線通訊模塊。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。本發明所述的主控模塊1-1采用高速嵌入式處理器2-1作為主控CPU，在主控模塊1-1中還設有電源管理電路2-8，如圖2所示；圖2中所述的高速嵌入式處理器2-1，分別 相接遠程無線數據通訊模塊2-5、短距離無線數據通訊模塊2-6、TFT液晶屏2-2、鍵盤輸入 2-3、聲音輸出2-4以及USB接口 2-8。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3-2上，通過采集傳感 器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3-3、低通濾波器3-4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3-5和后級 放大器3-6后，將脈搏信號接入嵌入式處理器3-1，該嵌入式處理器3-1進行氣泵控制和氣 閥控制3-7，另一方面又通過短距離無線通訊接口無線接入主控模塊1-1。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跟隨電路4-2、前置放大器 4-3、低通濾波器4-4組成，采集信號是利用心電傳感器4-1來完成；跟隨電路采用具備高輸 入阻抗、低噪聲放大器，前置放大器采用高共模抑制比、低噪聲、低漂移、低功耗等特點的高 性能單片放大器；低通濾波器4-4完成濾除0. 05-300HZ頻率之外的雜波信號后將信號送 給ADC 4-5，轉換為數字信號后，經短距離無線通訊模塊4-6傳輸至主控模塊，進行心電信 號的濾波、陷波和漂移鉗位，并提取呼吸波信號和心率值；所述心電呼吸采集模塊通過短距 離無線通訊模塊與主控模塊1-1無線聯接。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5-8加 到血氧傳感器5-10 (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5-2將從光敏二極管上得到的信號初步放大，通過模擬開關5-3將紅光和紅 外光信號分開，分別解調濾波5-4、5-5并分別經后級放大5-6、5-7送到MPU中的ADC 5-1, 轉換成數字化信息，并通過短距離無線通訊模塊與主控模塊1-1無線聯接。如圖6所示，本發明所述的遠程無線通訊模塊采用高性能的無線通訊模塊6-1設 計，整個模塊在低功耗的狀態下，能夠保持GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA 信道的穩定鏈接和長時間不間斷地工作，使生理數據能完整地、實時地送達到對應的服 務器上。可采用的通訊方式為GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA無線蜂窩網 +Internet廣域網，嵌入式TCP/IP通訊協議。通訊模塊中還設有讀卡電路6_4，可以讀、寫 SIM卡和進行資格驗證。通訊模塊連接有內置天線6-3，用于信號的發射與接收。如圖7所示，本發明所述的短距離無線通訊模塊采用成熟的ZIGBEE和藍牙技術在 低功耗的狀態下，能夠保持無線信道的穩定鏈接和長時間不間斷地工作，使實時采集到的 生理數據能完整地、實時地傳送到主控模塊上進行后續處理。短距離無線通訊模塊連接有 內置天線7-3。監控時各采集模塊實時采集到的各種生理參數信息，通過短距離無線通訊模塊發 送到主控模塊中，經過相應的處理后將結果顯示給用戶，同時將數據送到遠程無線通訊模 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。本發明設有觸摸式液晶彩色顯示屏及操作按鈕，結構上設有主控模塊、血壓采集 模塊，心電、呼吸采集模塊、血氧采集模塊；血壓采集模塊，心電、呼吸采集模塊和血氧采集模塊，均通過短距離無線通訊模塊接入主控模塊。本發明采用模塊化設計，在硬件設計上將心電、血壓、血氧、無線傳輸、主控與顯示分立成獨立的模塊進行研發，舍去了導聯線的物理 連接方式，代替以短距離無線連接的方式，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抖 動和抗干擾問題，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
一種遠程生理多參數無繩監測儀，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；一前端信號采集模塊，包括有血壓采集模塊，心電、呼吸采集模塊和血氧采集模塊；一后端主控模器，包括有主控模塊、USB接口模塊、遠程無線通訊模塊和短距離無線通訊模塊；一氣泵，連接于血壓采集模塊，該血壓采集模塊連接于短距離無線通訊模塊；所述的觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕通過觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕接口模塊連接于主控模塊。
2.根據權利要求1所述的遠程生理多參數無繩監測儀，其特征在于所述的主控模塊以 高速嵌入式處理器作為主控CPU，并設有電源管理電路；所述的高速嵌入式處理器連接有 遠程無線數據通訊模塊、短距離無線數據通訊模塊、TFT液晶屏、鍵盤輸入、聲音輸出以及 USB 接口。
3.根據權利要求1所述的遠程生理多參數無繩監測儀，其特征在于所述的血壓采集模 塊包括有；連接袖帶氣壓的壓力傳感器、前置放大器、低通濾波器、ADC依次組成的血壓信 息回路；和另一組由壓力傳感器、前置放大器、低通濾波器、帶通濾波器、后級放大器、高速 嵌入式處理器、氣泵控制和氣閥控制、短距離無線通訊模塊組成的脈搏信息回路。
4.根據權利要求1所述的遠程生理多參數無繩監測儀，其特征在于所述的心電、呼吸 采集模塊包括有心電傳感器、跟隨電路、前置放大器、低通濾波器、低通濾波器、ADC和短距 離無線通訊模塊組成的心電、呼吸采集信息回路連接至主控模塊；所述的心電傳感器、跟隨 電路、前置放大器和反饋放大組成一信號放大電路。
5.根據權利要求1所述的遠程生理多參數無繩監測儀，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、血氧傳感器、前置放大、模擬開關、紅光調解濾波 器、后級放大、ADC和短距離無線通訊模塊組成的回路和另一組由LED恒流源驅動電路、血 氧傳感器、前置放大、模擬開關、紅外調解濾波器、后級放大、ADC和短距離無線通訊模塊組 成的回路。
6.根據權利要求1所述的遠程生理多參數無繩監測儀，其特征在于所述的遠程無線通 訊模塊由無線通訊方式模塊、無線數據傳輸接口、內置天線和SIM卡電路構成。
7.根據權利要求1所述的遠程生理多參數無繩監測儀，其特征在于所述的短距離無線 通訊模塊由短距離無線通訊方式模塊、短距離無線通訊接口和內置天線構成。
8.根據權利要求6所述的遠程生理多參數無繩監測儀，其特征在于所述的無線通訊方 式模塊可以為 GI3RS 或 CDMA 或 EDGE 或 WCDMA 或 DMA2000 或 TD-SCDMA。
全文摘要
一種遠程生理多參數無繩監測儀，它包括有一外殼，上面制有觸摸式液晶顯示屏，操作按鈕；一前端信號采集模塊，包括有血壓采集模塊，心電、呼吸采集模塊和血氧采集模塊；一后端主控模器，包括有主控模塊、USB接口模塊、遠程無線通訊模塊和短距離無線通訊模塊；一氣泵，連接于血壓采集模塊，該血壓采集模塊連接于短距離無線通訊模塊；所述的觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕通過觸摸式液晶顯示屏、操作按鈕接口模塊連接于主控模塊，將信號采集后通過導線傳送至主控模塊的方式，替換為短距離無線傳輸的方式將信息無線傳送至主控模塊進行處理，克服了在使用過程中由于導聯線的抖動而引起的信號干擾，由于舍去了導聯線改善了佩戴的舒適度和便攜性。
文檔編號A61B5/0205GK101810472SQ20101014902
公開日2010年8月25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, 譚小偉, 顧林躍 申請人:浙江好絡維醫療技術有限公司