CN101810472A

CN101810472A - 一种远程生理多参数无绳监测仪

Info

Publication number: CN101810472A
Application number: CN 201010149026
Authority: CN
Inventors: 谭小伟; 孙斌; 顾林跃
Original assignee: ZHEJIANG HELLOWIN MEDICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HELLOWIN MEDICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-08-25

Abstract

一种远程生理多参数无绳监测仪，它包括有：一外壳，上面制有触摸式液晶显示屏，操作按钮；一前端信号采集模块，包括有血压采集模块，心电、呼吸采集模块和血氧采集模块；一后端主控模器，包括有主控模块、USB接口模块、远程无线通讯模块和短距离无线通讯模块；一气泵，连接于血压采集模块，该血压采集模块连接于短距离无线通讯模块；所述的触摸式液晶显示屏、操作按钮通过触摸式液晶显示屏、操作按钮接口模块连接于主控模块，将信号采集后通过导线传送至主控模块的方式，替换为短距离无线传输的方式将信息无线传送至主控模块进行处理，克服了在使用过程中由于导联线的抖动而引起的信号干扰，由于舍去了导联线改善了佩戴的舒适度和便携性。

Description

一种远程生理多参数无绳监测仪

技术领域

本发明涉及一种医疗监测仪器，特别是一种用于多种生理参数的实时监测的医疗仪。

背景技术

现今，有关生命体征的监测仪器在临床应用中较为普及，它对卧床病人，尤其是手术后病人、或重症病人的心电、血压、呼吸等生命体征能够进行实时监控，这不仅使病人能及时了解自己的身体健康状况，而且也有助于医生及时了解病人的病情，以便采取更为有效的治疗手段。随着社会老龄化程度的提高，越来越多的老年人需要在家进行长期的医疗监护，尤其是一些长期患有慢性老年疾病的人或长期卧床的老人更需要对他的一些生命体征进行经常性地监控，以便自己及时了解自己的身体状况，及时地就医。远程生理多参数无绳监测仪的出现实现了远距离的生命体征的实时监控，已成功应用于社区、干休所、家庭的个人健康生理参数监测。同时改变了一般远程监测仪都需要导联线将传感器探头与主控机连接起来现象，克服了使用过程中普遍存在的由于导联线的抖动而引起的信号干扰问题，使佩戴的舒适度令人满意。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足，提供一种远程生理多参数无绳监测仪，将信号采集后通过导线传送至主控模块的方式，替换为短距离无线传输的方式将信息无线传送至主控模块进行处理，克服了在使用过程中由于导联线的抖动而引起的信号干扰，由于舍去了导联线改善了佩戴的舒适度和便携性。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，外壳上设有触摸式液晶显示屏及操作按钮，连接外壳有主控模块与USB接口模块，主控模块和血压、心电、呼吸、血氧采集模块通过短距离无线传输相连，同时又和远程无线通讯模块相连；实现对血压、心电、呼吸等全部或部分生理参数实时采集，对所获得的生理参数进行处理、分析和传输，可以根据需要及时地反馈分析结果。

所述的血压采集模块与血压袖带相连，还与配置的电动气泵和电磁气阀相连并控制其工作，同时与短距离无线通讯模块相连接，将采集的数据发送至主控模块。

所述的无线通讯模块设有GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA数据传输和GSM短信数据接收信道传输电路和用于读、写SIM卡的读卡电路。

所述的远程无线通讯模块连接有用于信号发射与接受的内置天线；所述的远程无线通讯模块采用高性能的无线通讯模块设计，采用的通讯方式为GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA无线蜂窝网+Internet广域网、嵌入式TCP/IP通讯协议。

所述的主控模块包括远程无线数据通讯模块、短距离无线数据通讯模块、TFT液晶屏、键盘输入、声音输出、USB接口；所述的主控模块采用高速嵌入式处理器作为主控CPU，在主控模块中还设有电源管理。

所述的血压采集模块是通过连接袖带的压力传感器来实现，该压力传感器依次与前置放大器、低通滤波器相连，并一路直接接入ADC，另一路脉搏信号经过带通滤波器和后级放大器后，也接入血压采集模块，该血压采集模块进行气泵控制和气阀控制，把气压送入袖带，另一方面又通过短距离无线数据通讯模块无线传输至主控模块。

所述的心电呼吸采集模块主要有跟随电路、前置放大器、低通滤波器组成，采集信号是利用心电传感器来完成；跟随电路放大器采用具备高输入阻抗、低噪声放大器，前置放大器采用高共模抑制比、低噪声、低漂移、低功耗等特点的高性能单片放大器；低通滤波器完成滤除0.05300Hz频率之外的杂波信号后将信号送给ADC，转换为数字信号后，经短距离无线通讯模块传输至主控模块，进行心电信号的滤波、陷波和漂移钳位，并提取呼吸波信号和心率值；所述心电呼吸采集模块通过短距离无线通讯模块与主控模块无线联接。

本发明具备心电、血压、呼吸、脉搏、血氧、脉率等生理信号采集功能，同时利用远程无线移动通讯信道传输技术(如GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA)，将数据传输到远程系统服务器，进行存储、分析和反馈，同时用GSM短信方式接收远程系统服务器的数据分析反馈。监护仪自身也具备按键、显示等人机对话功能，可以独立对生理信号进行监测。

本发明将采用模块化设计，在硬件设计上将心电、血压、呼吸、血氧、无线传输、主控与显示分立成独立的模块进行研发，各模块都进行参数和PCB布线优化设计，去除了导联线接口和导联线本身，避免了各生理参数采样工作的相互干扰和抖动干扰，成功地解决了多参数监护仪微型化过程中最难解决的抗干扰问题，使采集到的生理数据精确而稳定。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明所述主控及接口模块的结构框图；

图3为本发明血压采集模块的结构框图；

图4为本发明心电、呼吸采集模块的结构框图；

图5为本发明血氧采集模块的结构框图；

图6为本发明远程无线通讯模块的结构框图；

图7为本发明短距离无线通讯模块的结构框图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如图1所示：本发明包括有外壳及各模块组成，外壳上设有触摸式液晶彩色显示屏及操作按钮，连接外壳有主控1-1、USB接口模块1-7、远程无线通讯模块1-8和短距离无线通讯模块1-3，另外有独立的血压采集模块1-5，心电、呼吸采集模块1-2、血氧采集模块1-4。心电呼吸采集模块1-2、血氧采集模块1-4均含有短距离无线通讯模块。触摸式液晶显示屏及操作按钮通过液晶屏、键盘接口模块1-6与主控1-1相连。

本发明还设有气泵，气泵及气泵阀门受控于血压采集模块1-5，血压数据传递到血压采集模块1-5，同时连接短距离无线通讯模块。

本发明可以通过显示屏显示：心电波形，呼吸波形，脉率值，呼吸率值，血氧值，血压值，呼叫指示，电量指示，导联指示，网络指示等诸多参数。

本发明所述的主控模块1-1采用高速嵌入式处理器2-1作为主控CPU，在主控模块1-1中还设有电源管理电路2-8，如图2所示；图2中所述的高速嵌入式处理器2-1，分别相接远程无线数据通讯模块2-5、短距离无线数据通讯模块2-6、TFT液晶屏2-2、键盘输入2-3、声音输出2-4以及USB接口2-8。

如图3所示，血压检测时通过把袖带的气压送到压力传感器3-2上，通过采集传感器上的压差得到血压信号，同时从血压信号中通过前置放大器3-3、低通滤波器3-4分离出血压信号和脉搏信号，其中血压信号直接接入ADC，脉搏信号再经过带通滤波器3-5和后级放大器3-6后，将脉搏信号接入嵌入式处理器3-1，该嵌入式处理器3-1进行气泵控制和气阀控制3-7，另一方面又通过短距离无线通讯接口无线接入主控模块1-1。所述的信号送到ADC，数模转换后经过计算得到血压脉搏等信息。

如图4所示，本发明所述的心电呼吸采集模块主要有跟随电路4-2、前置放大器4-3、低通滤波器4-4组成，采集信号是利用心电传感器4-1来完成；跟随电路采用具备高输入阻抗、低噪声放大器，前置放大器采用高共模抑制比、低噪声、低漂移、低功耗等特点的高性能单片放大器；低通滤波器4-4完成滤除0.05-300Hz频率之外的杂波信号后将信号送给ADC 4-5，转换为数字信号后，经短距离无线通讯模块4-6传输至主控模块，进行心电信号的滤波、陷波和漂移钳位，并提取呼吸波信号和心率值；所述心电呼吸采集模块通过短距离无线通讯模块与主控模块1-1无线联接。

如图5所示，血氧采集时血氧检测数字电路产生2kH脉冲信号控制恒流源5-8加到血氧传感器5-10(发光二极管)上，使其交替发出波长660nm的红光和波长940nm的红外光；前置放大器5-2将从光敏二极管上得到的信号初步放大，通过模拟开关5-3将红光和红外光信号分开，分别解调滤波5-4、5-5并分别经后级放大5-6、5-7送到MPU中的ADC 5-1，转换成数字化信息，并通过短距离无线通讯模块与主控模块1-1无线联接。

如图6所示，本发明所述的远程无线通讯模块采用高性能的无线通讯模块6-1设计，整个模块在低功耗的状态下，能够保持GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA信道的稳定链接和长时间不间断地工作，使生理数据能完整地、实时地送达到对应的服务器上。可采用的通讯方式为GPRS/CDMA/EDGE/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA无线蜂窝网+Internet广域网，嵌入式TCP/IP通讯协议。通讯模块中还设有读卡电路6-4，可以读、写SIM卡和进行资格验证。通讯模块连接有内置天线6-3，用于信号的发射与接收。

如图7所示，本发明所述的短距离无线通讯模块采用成熟的ZIGBEE和蓝牙技术在低功耗的状态下，能够保持无线信道的稳定链接和长时间不间断地工作，使实时采集到的生理数据能完整地、实时地传送到主控模块上进行后续处理。短距离无线通讯模块连接有内置天线7-3。

监控时各采集模块实时采集到的各种生理参数信息，通过短距离无线通讯模块发送到主控模块中，经过相应的处理后将结果显示给用户，同时将数据送到远程无线通讯模块，经TCP/IP协议封装成数据包后，发送到指定域名的中央监护服务器上进行存储，供医生监护、分析使用。

本发明设有触摸式液晶彩色显示屏及操作按钮，结构上设有主控模块、血压采集模块，心电、呼吸采集模块、血氧采集模块；血压采集模块，心电、呼吸采集模块和血氧采集模块，均通过短距离无线通讯模块接入主控模块。本发明采用模块化设计，在硬件设计上将心电、血压、血氧、无线传输、主控与显示分立成独立的模块进行研发，舍去了导联线的物理连接方式，代替以短距离无线连接的方式，各模块都进行参数和PCB布线优化设计，避免了各生理参数采样工作的相互干扰，成功地解决了多参数监护仪微型化过程中最难解决的抖动和抗干扰问题，特别是无线通讯线路对其他采样线路的干扰，使采集到的生理数据精确而稳定。

Claims

1.一种远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于它包括有：

一外壳，上面制有触摸式液晶显示屏，操作按钮；

一前端信号采集模块，包括有血压采集模块，心电、呼吸采集模块和血氧采集模块；

一后端主控模器，包括有主控模块、USB接口模块、远程无线通讯模块和短距离无线通讯模块；

一气泵，连接于血压采集模块，该血压采集模块连接于短距离无线通讯模块；

所述的触摸式液晶显示屏、操作按钮通过触摸式液晶显示屏、操作按钮接口模块连接于主控模块。

2.根据权利要求1所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的主控模块以高速嵌入式处理器作为主控CPU，并设有电源管理电路；所述的高速嵌入式处理器连接有远程无线数据通讯模块、短距离无线数据通讯模块、TFT液晶屏、键盘输入、声音输出以及USB接口。

3.根据权利要求1所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的血压采集模块包括有；连接袖带气压的压力传感器、前置放大器、低通滤波器、ADC依次组成的血压信息回路；和另一组由压力传感器、前置放大器、低通滤波器、带通滤波器、后级放大器、高速嵌入式处理器、气泵控制和气阀控制、短距离无线通讯模块组成的脉搏信息回路。

4.根据权利要求1所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的心电、呼吸采集模块包括有心电传感器、跟随电路、前置放大器、低通滤波器、低通滤波器、ADC和短距离无线通讯模块组成的心电、呼吸采集信息回路连接至主控模块；所述的心电传感器、跟随电路、前置放大器和反馈放大组成一信号放大电路。

5.根据权利要求1所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的血氧采集模块包括有；一组由LED恒流源驱动电路、血氧传感器、前置放大、模拟开关、红光调解滤波器、后级放大、ADC和短距离无线通讯模块组成的回路和另一组由LED恒流源驱动电路、血氧传感器、前置放大、模拟开关、红外调解滤波器、后级放大、ADC和短距离无线通讯模块组成的回路。

6.根据权利要求1所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的远程无线通讯模块由无线通讯方式模块、无线数据传输接口、内置天线和SIM卡电路构成。

7.根据权利要求1所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的短距离无线通讯模块由短距离无线通讯方式模块、短距离无线通讯接口和内置天线构成。

8.根据权利要求6所述的远程生理多参数无绳监测仪，其特征在于所述的无线通讯方式模块可以为GPRS或CDMA或EDGE或WCDMA或DMA2000或TD-SCDMA。