專利名稱：一種便攜式無線遠程心電監護儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種心電監護儀，尤其涉及一種可以進行遠程通信的便攜式無線遠程心電監護儀。
背景技術：
心電監護儀是醫院實用的精密醫學儀器，能同時監護病人的動態心電圖形(一般為五聯導心電圖)、呼吸、體溫、血壓(分無創和有創)、血氧飽和度、脈率等生理參數。監護儀是一種以測量和控制病人生理參數，并可與已知設定值進行比較，如果出現超標可發出警報的裝置或系統。監護儀與監護診斷儀器不同，它必須24小時連續監護病人的生理參數，檢出變化 趨勢，指出臨危情況，供醫生應急處理和進行治療的依據，使并發癥減到最少達到緩解并消除病情的目的。監護儀的用途除測量和監護生理參數外，還包括監視和處理用藥及手術前后的狀況。其中，由于現有的監護儀沒有遠程傳送功能，因此，必須經常實時去查看，這給醫護人員帶來了很多不必要的麻煩。
實用新型內容本實用新型針對現有技術中的監護儀的缺點，提供了一種便攜式無線遠程心電監護儀，該監護儀能夠通過移動通信網絡與遠程的服務器進行相連接，具有很好的監測和報
警效果。本實用新型解決上述技術問題所采取的技術方案如下一種便攜式無線遠程心電監護儀，包括心電信號采集和處理模塊，與主控CPU處理模塊相連接山⑶顯示單元和觸摸屏單元，與所述主控CPU處理模塊相連接；SDCARD接口和USB接口，與所述主控CPU處理模塊相連接，DDR存儲器和NAND FLASH存儲器，與所述主控CPU處理模塊相連接；以及網絡通訊模塊，與所述主控CPU處理模塊相連接；其中，所述主控CPU處理模塊通過所述網絡通訊模塊與醫療客戶中心相連接。進一步地，優選的結構是，所述主控CPU處理模塊選取ARM CPU模塊，其中，所述ARM CPU模塊中包括嵌入式Linux操作系統和軟件處理平臺。進一步地，優選的結構是，所述網絡通訊模塊選取GPRS或者GSM模塊，其中，所述GPRS或者GSM模塊通過RS232接口與所述主控CPU處理模塊相連接。進一步地，優選的結構是，所述心電信號采集和處理模塊包括心電信號采集電路、信號放大電路和濾波處理電路，其中，所述心電信號采集電路連接所述信號放大電路，所述信號放大電路連接所述濾波處理電路。進一步地，優選的結構是，所述濾波處理電路具體包括低通濾波電路、高通濾波電路和50Hz陷波濾除干擾電路。進一步地，優選的結構是，所述信號放大電路包括兩級放大電路，其中，前一級放大電路是信號放大10倍的放大電路，后一級放大電路是對放大后的信號放大100倍的放大電路。其中，本實用新型采取了上述方案以后，該監護儀能夠通過移動通信網絡與遠程的服務器進行相連接，具有很好的監測和報警效果。
以下結合附圖
對本實用新型進行詳細的描述，以使得本實用新型的上述優點更加明確。圖I是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的結構示意圖；圖2是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的一個實施例的心電信號采集和處理模塊的部分電路圖； 圖3是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的一個實施例的心電信號采集和處理模塊的部分電路圖；圖4是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的軟件架構圖；圖5是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的界面設計示意圖。
具體實施方式
以下結合具體實施例和具體設計原理對本實用新型進行詳細的描述。其中，本實用新型主要是以32位的ARM處理器為硬件平臺，以嵌入式Linux操作系統為軟件平臺開發而成。具體來說，通過心電信號采集模塊中的傳感器采集到的心電信號經過心電信號處理模塊后送入由主控ARM處理器組成的監護系統，經監護系統的系統軟件分析處理的結果自動選擇最優的警告或報警提醒監護對象；數據傳入ARM監護系統的同時經過網絡通訊模塊將數據送入到醫療服務中心，讓專業醫生分析后把結論和監護方案信息再傳輸到被監護的對象和被監護對象的親人。其中，圖I是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的結構示意圖；如圖I所示，本實用新型在硬件設計方面，所述便攜式無線遠程心電監護儀，包括心電信號采集和處理模塊，與主控CPU處理模塊相連接；IXD顯示單元和觸摸屏單元，與所述主控CPU處理模塊相連接；SDCARD接口和USB接口，與所述主控CPU處理模塊相連接，DDR存儲器和NAND FLASH存儲器，與所述主控CPU處理模塊相連接；以及網絡通訊模塊，與所述主控CPU處理模塊相連接；其中，所述主控CPU處理模塊通過所述網絡通訊模塊與醫療客戶中心相連接。其中，優選的實施例中，所述主控CPU處理模塊選取ARM CPU模塊，其中，所述ARMCPU模塊中包括嵌入式Linux操作系統和軟件處理平臺。其中，所述網絡通訊模塊選取GPRS或者GSM模塊，其中，所述GPRS或者GSM模塊通過RS232接口與所述主控CPU處理模塊相連接。其中，所述心電信號采集和處理模塊包括心電信號采集電路、信號放大電路和濾波處理電路，其中，所述心電信號采集電路連接所述信號放大電路，所述信號放大電路連接所述濾波處理電路。其中，所述濾波處理電路具體包括低通濾波電路、高通濾波電路和50Hz陷波濾除干擾電路。其中，所述信號放大電路包括兩級放大電路,其中，前一級放大電路,對信號放大10倍,后一級放大電路,對放大后的信號放大100倍。在一個更加具體的實施例中，所述便攜式無線遠程心電監護儀主要由三個大模塊組成心電信號采集處理模塊(數據監護處理模塊)、主控CPU處理模塊(ARM監護處理模塊)，無線遠程傳輸模塊(網絡通訊模塊)，其中，主控CPU處理模塊(ARM監護處理模塊)，主要基于ARM1176JZF-S的主控模塊。其中，所述前端心電信號采集處理模塊把由傳感 器或者電極采集到的心電信號進行放大和濾波處理后傳至所述ARM1176JZF-S主控模塊中進一步進行處理，其中，所述ARMl176JZF-S主控模塊能夠對所述心電信號進行實時波形的顯示和一定格式的數據存儲，并且，所述ARM1176JZF-S主控模塊能夠通過所述無線遠程傳輸模塊實現心電監護儀和醫療服務中心的數據交流。其中，所述無線遠程傳輸模塊是GPRS或者GSM模塊的網絡通訊模塊。以下結合圖2和圖3對本實用新型進行詳細的描述，其中，圖2是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的一個實施例的心電信號采集和處理模塊的部分電路圖；圖3是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的一個實施例的心電信號采集和處理模塊的部分電路圖；如圖2和圖3所示，所述心電信號處理模塊采用了兩級放大電路，前一級采用了AD620組成的放大電路，放大10倍，后一級100倍，并將心電信號的高保真放大，轉換成標準的電信號后才能接入A/D轉換。并且，整個電路還包括低通濾波電路、高通濾波電路和50Hz陷波濾除干擾電路，其中，采取了上述方案以后，所述心電信號采集處理模塊具有高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低溫漂和高信噪比的技術優點。其中，所述第一級放大電路采用AD620AN模擬放大芯片，并且，為了抵消人體信號源中的干擾，在前級放大電路的反饋端與信號源地端建立共模負反饋，用AD705J將反饋信號放大后接人信號源參考端，其中，圖中電路中AD620AN的I和8兩個引腳是用來外接增益反饋電阻RG。U3、R9、RlO和C8-C11構成了一個高頻濾波電路，它的作用是允許高頻信號通過。其中，一個實施例中，由R9 = R8 = 3. 3MQ,C8 = C9 = luF，特征頻率(轉折頻率)f0 = I/(2 31 RC) = O. 048Hzο即OHz < w < O. 048Hz范圍內的頻率為阻帶，高于O. 048Hz頻率為通帶。其中，由R11、R12、C12_C15和U4—起組成了一個二階低通有源濾波器。它的作用是允許低頻信號通過，考慮到元件的誤差，即低于106Hz的信號通過。其傳遞函數A(s)=I/ [s+2sRC+ (sRC) 2]。令 s = jw, RC = 1/wO。可以得到A(jw) = I / [I - (w/wO) 2+j (2w/w0) ] 幅頻響應與相頻響應分別為A(jw) = I/{[I-(w/wO) 2] 2+(2w/w0) 2} (1/2),。其中，在一個實施例中，電路中選擇C的值為O.OluF，RlO和Rll的值為150ΚΩ，由此，特征角頻率為w0 = 2 3if0 = I/(RC) = 666. 7 或者 f0 = w0/ (2 π ) ^ 106Hz.即低通濾波器通過從零到截止頻率106Hz的低頻信號，而對于大于106Hz的頻率完全衰減。[0042]其中，50Hz陷波電路主要是由一個放大器和一個RC零網絡構成。其中RC零網絡是由電阻R13-R16和電容C16-C18構成，其中，可以通過調節R16來調整50Hz的零輸出頻率。其中，RC零網絡的電路選頻條件是R13 = 6 (R14+R14+R15)，零輸出頻率為(RL是R14和R16的左邊部分的和，RR是R15和R16的右邊部分的和)在一個實施例中，電路中選取的 R13 = 560K Ω，R14 = 4· 7K Ω，R15 = 68K Ω，電位器 R16 = 20K Ω。通過調節 R16使 RL 的值為 21. 5k Ω，RR 的值為 71. 2K Ω，電容 C16 = C17 = C18 = O. 047uF。由U6、U7及電阻構成了二三級放大電路，通過調節可調電阻R20可以使心電信號從毫伏級放大到伏級。由于ARMll的ADC模數轉換的范圍是OV-3. 2V，所以經過U7的電壓提升可以把放大的心電信號提升到O伏以上。其中，雖然在此以上述具體電路進行說明，但是，本領域技術人員應該知曉，實現 上述功能的任意電路都包含在本申請的保護范圍內。其中，本實用新型中，所述主控CPU處理模塊中可以選擇S3C6410處理器作為控制核心，其中，該模塊中可以采用一位通道模擬輸入，模擬輸入通道的最高電壓為3. 3V。其中，所述GPRS/GPRS模塊與微處理器的接口為RS232接口，并且，GSM/GPRS內嵌TCP(UDP)/IP協議棧，利用Socket建立網絡連接，在利用GPRS傳輸數據的同時，可以提供GSM語音和短信(SMS)服務。并且，所述微處理器采集的心電數據通過GPRS模塊發送到醫療服務中心的服務器上，例如，可以通過AT命令控制GPRS模塊的應用來實現。圖4是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的軟件架構圖。其中，圖5是本實用新型便攜式無線遠程心電監護儀的界面設計示意圖。如圖5所示，在一個實施例中，根據所選的S3C6410芯片，同時為了進一步增強軟件的可操作性，本實用新型中的心電監護儀在嵌入式Iinux的基礎上移植了 Qt/Embedded,用作用戶圖形界面設計。其中，所述Qt/E通過Qt的API與Linux的I/O設施直接交互,成為嵌入式Linux端口，并分波形界面實現和用戶觸控按鍵控制的實現，并且可以通過可視化的方法對窗體進行更快、更容易的測試和修改。通過QT/E中得QThread線程實現數據采集和界面操作的同時響應。并且，主控模塊通過統一調度各功能模塊實現用戶意圖。主控模塊和各功能模塊的通信通過Qt/E的Signal-Slot (信號和槽)機制來實現。其中，數據管理包括用戶信息和心電數據管理等。用戶通過觸摸屏輸入自己的姓名、性別、ID號、年齡以及體重等數據。心電數據主要包括心電信號數據、心電分析的結果的保存以及文件的創建時間、文件的類型、文件的大小等。Qt中載入和保存心電數據方式可以是通過實例化一個QFile打開文件，然后通過QDataStram對象存取它。心電數據的保存和讀取主要是使用了 QDataStream。其中，數據分析模塊首先是盡量消除外部干擾信號的影響，然后檢測出QRS波群、P波、T波等，進而計算心電信號的各特征參數。采用斜率閾值法確定R點位置，檢測到R點后，再根據R點確定Q點和S點范圍，檢測到Q點后，根據其確定P波范圍，檢測到S點后，根據其確定T波范圍。其中，傳輸模塊的主要功能實現檢測心電數據與醫療服務中心之間的遠程通信，醫療服務中心接收來自心電監護儀的數據，并根據心電分析結果和相關提醒通過GPRS數據服務或短消息(SMS)通知心電監護儀。其中，顯示模塊包括心電信號的實時動態曲線形式顯示、已經存儲的心電波形的回放顯示、相關信 息的顯示(時間、文件名等)以及醫療中心的反饋信息顯示。除了以上功能之外，具有實時心電波形圖暫停、播放和存儲以及對存儲的波形圖的回放、暫停、前移和后移、實時波形圖的縮放。其中，本實用新型還具有兩種緊急求救報警模式一是當被監護的人感覺不適時，可觸摸緊急按鍵，監護儀即進入報警模式；二是當心電數據分析發現異常心電波形時，監護儀進入報警狀態。其中，本實用新型采取了上述方案以后，該監護儀能夠通過移動通信網絡與遠程的服務器進行相連接，具有很好的監測和報警效果。需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本實用新型的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本實用新型的保護范圍內。本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實用新型的目的，并非用于限制本實用新型。本實用新型的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求1.一種便攜式無線遠程心電監護儀，其特征在于，包括 心電信號采集和處理模塊，與主控CPU處理模塊相連接；IXD顯示單元和觸摸屏單元，與所述主控CPU處理模塊相連接；SDCARD接口和USB接口，與所述主控CPU處理模塊相連接，DDR存儲器和NAND FLASH存儲器，與所述主控CPU處理模塊相連接；以及網絡通訊模塊，與所述主控CPU處理模塊相連接；其中，所述主控CPU處理模塊通過所述網絡通訊模塊與醫療客戶中心相連接。
2.根據權利要求I所述的便攜式無線遠程心電監護儀，其特征在于，所述主控CPU處理模塊選取ARM CPU模塊，其中，所述ARM CPU模塊中包括嵌入式Linux操作系統和軟件處理T D O
3.根據權利要求I或2所述的便攜式無線遠程心電監護儀，其特征在于，所述網絡通訊模塊選取GPRS或者GSM模塊，其中，所述GPRS或者GSM模塊通過RS232接口與所述主控CPU處理模塊相連接。
4.根據權利要求I所述的便攜式無線遠程心電監護儀，其特征在于，所述心電信號采集和處理模塊包括心電信號采集電路、信號放大電路和濾波處理電路，其中，所述心電信號采集電路連接所述信號放大電路，所述信號放大電路連接所述濾波處理電路。
5.根據權利要求4所述的便攜式無線遠程心電監護儀，其特征在于，所述濾波處理電路具體包括低通濾波電路、高通濾波電路和50Hz陷波濾除干擾電路。
6.根據權利要求4所述的便攜式無線遠程心電監護儀，其特征在于，所述信號放大電路包括兩級放大電路，其中，前一級放大電路是信號放大10倍的放大電路,后一級放大電路是對放大后的信號放大100倍的放大電路。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式無線遠程心電監護儀，包括心電信號采集和處理模塊，與主控CPU處理模塊相連接；LCD顯示單元和觸摸屏單元，與所述主控CPU處理模塊相連接；SDCARD接口和USB接口，與所述主控CPU處理模塊相連接，DDR存儲器和NAND FLASH存儲器，與所述主控CPU處理模塊相連接；以及網絡通訊模塊，與所述主控CPU處理模塊相連接；其中，所述主控CPU處理模塊通過所述網絡通訊模塊與醫療客戶中心相連接。該監護儀能夠通過移動通信網絡與遠程的服務器進行相連接，具有很好的監測和報警效果。
文檔編號A61B5/0205GK202589502SQ20122016659
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者彭* 申請人:四川理工學院