CN103417198A

CN103417198A - 一种新型电子体温计

Info

Publication number: CN103417198A
Application number: CN2012104255087A
Authority: CN
Inventors: 陈哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明公开了一种具有脉搏和呼吸测量、温度修正、条码识别和无线数据通信功能的医用电子体温测量装置。该体温测量装置可通过条码扫描器读取被测对象的ID信息，并可以在测量体温的同时，完成脉搏和呼吸率的测量。在完成全部测量后，该装置可将体温数据、脉搏、呼吸数据，以及患者ID信息以无线数据传输的方式发送至数据接收系统。此外，该测量装置还具备温度修正功能，当温度显示值与真实值不一致时，可通过修正使显示值与真实值达到一致。该装置主要应用于临床，能够替代目前医院病房内大量使用的水银体温计。

Description

一种新型电子体温计

技术领域本发明涉及一种温度测量装置，特别涉及一种具有脉搏和呼吸率测量、温度修正、条码识别和无线数据通信功能的医用体温测量装置。

背景技术目前，医院病房中的日常体温测量仍然采用传统的方式进行。主要是由医护人员将体温计逐一发给每个患者，待患者完成体温测量后，再逐一取回，并分别记录测量结果。这种工作模式的主要缺点是工作量大，且操作过程容易导致水银体温计破碎，造成汞污染。

市场上所销售的电子体温计只有简单的体温测量功能，仅适用于家庭使用。由于不具备脉搏和呼吸率测量、温度修正、无线通信、数据存储及条码识别等功能，因此还无法替代水银体温计在医院广泛使用。

尽管目前无线遥测技术在医疗监护领域得到长足的发展。现有的技术已将无线收发模块与电子测温模块相结合，实现将所测得的温度数据通过无线传输的方式发送到带有无线接收模块的接收器。但由于各种技术上的缺陷，此类产品至今为止还不适用于临床使用。

在申请号为00114319的中国发明专利申请中公开了名为“一种用于生理病理信号监测的多目标无线数据传输系统”的技术方案，该方案采用频分多址(FDMA)技术将280MHz～350MHz频段分为若干个信道，每个信道对应一个发射机。由于只有70MHz的带宽，可同时使用的发射机数量有限，而且该方案也没有涉及体温测量。

在申请号为CN200420119160.X(授权公告日为2006年3月1日)的中国发明专利中，公开了名为“病房无线体温数据采集装置”的技术方案。该方案采用红外线温度探测仪测量人体的面部温度，红外线温度探测仪固定设置在病房内病人躺卧位置的上方，其内部设置一个蓝牙发射模块，该模块将温度数据发送到个人数字处理装置，个人数字处理装置可以进一步通过无线局域网将数据传给服务器。该发明存在的不足之处是其采用红外线测温的方法，这种方法只能测量人体的体表温度，而这一温度不代表人体的真实体温，因此，该方案不能用于临床体温测量。

在申请号为03126789.0的中国发明专利申请中公开了名为“无线集中监测群体体温的方法和系统”的技术方案。该方案采用无线分站的形式增加了系统中可同时工作的体温检测终端的数量，以微型计算机为数据处理工作站，数据处理工作站通过通讯接口电路连接1～128个分站，每个分站占用一个信道进行无线通信，分站下可对应和1～1024个终端进行通信。该发明存在的不足是：(1)不具备测量脉搏和呼吸率的功能；(2)不具备温度校准功能，一旦测量误差大于国家标准，则体温计不能继续用于临床测量；(3)不具备振动报警功能，测温完成后无法给弱听患者适当的提示；(4)不具备条形码扫描功能，不能在测量前识别使用者的身份信息。由于存在以上的功能缺陷，因而在临床应用中受到一定的限制。

发明内容本发明克服现有技术的不足，提供了一种具有脉搏测量、呼吸测量、温度修正、振动报警、条形码扫描等和无线数据通信功能的医用电子体温测量装置。该体温测量装置可读取患者腕带上的电子条码(即患者的ID信息)，并可以在测量体温的同时，完成脉搏和呼吸的测量。在完成体温、脉搏和呼吸的测量后，该装置可产生振动信号提示使用者测量结束，并将体温、脉搏、呼吸数据和患者ID信息以无线传输的方式发送至数据接收系统。此外，该测量装置还具备温度修正功能，当温度显示值与真实值不一致时，可通过修正使显示值与真实值达到一致。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

该体温测量装置由一个体温测量模块1、一个液晶屏2、一个微控制器3、一个脉搏和呼吸测量模块4、一个无线通信模块5、一个振动报警器6和一个条码扫描模块7组成。体温测量模块中的温度传感器直接或间接与人体接触(如夹在腋下)，通过热交换，温度传感器的温度将会逐渐接近人体的体温。体温测量模块1测得体温后，通过数据接口电路将体温数据传送至微控制器3。微控制器3收到体温数据后，将该数据与预存的温度值修正量相加后得到真实的体温数据，并驱动液晶屏2显示体温数据。脉搏和呼吸测量模块4在微控制器3的控制下，完成人体脉搏和呼吸率的测量，并将测量结果发送给微控制器3。条码扫描模块7可在微控制器3的控制下读取条形码上的患者ID信息。在体温、脉搏和呼吸测量完成后，微控制器3控制振动报警器6产生振动，并控制无线通信模块5与外部接收设备通信，发送体温、脉搏、呼吸数据和患者ID。

与目前已公开的专利技术相比，本产品具有脉搏和呼吸测量、无线数据通信、温度修正、条形码识别和存储功能，适合在医院中推广使用。例如，在病房中为每个患者预先配发一个装有条形码的腕带，其中条形码中含有患者的ID。在使用本装置为患者测量体温时，首先用本装置中的条码扫描器读取患者的ID，并将该ID存入装置内的Flash中。该装置在测量体温的同时可以完成脉搏和呼吸的测量，并可对体温数据进行修正，使结果更加准确。当体温、脉搏和呼吸的测量完成后，无线通信模块将体温、脉搏、呼吸数据和患者ID一同发送至外部接收装置。外部接收装置接收到数据后可将数据发送至医院信息系统(HIS)，由于数据中含有患者ID，因此HIS系统可自动通过患者ID将体温、脉搏和呼吸数据与患者的姓名一一对应起来，存入患者的电子病例。此外，还可以通过带有无线数据通信功能的网关直接发送到局域网中，再通过局域网传送至护士工作站。这种新装置的采用，可以减轻医护人员的劳动强度，同时可以替代目前在病房中大量使用的水银体温计，以减轻环境污染。

附图说明

图1是本发明系统总体构成框图；

图2是图1中体温测量模块与微控制器及液晶屏连接的原理框图；

图3是图2中温度传感器与体温计专用芯片的连接电路图；

图4是图1中微控制器及周边元件电路图；

图5是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接原理框图(方案一)；

图6是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接原理框图(方案二)；

图7是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接原理框图(方案三)；

图8是图1中无线通信模块与控制器连接原理框图；

图9是图8中无线数据收发模块电路图；

图10是图1中振动报警器原理框图；

图11是图1中条码扫描模块原理框图；

图12是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接的第四种实施例。

图13是体温计外壳的第一种实施例。

图14是体温计外壳的第二种实施例。

图15是体温计外壳的第三种实施例。

图16是体温计外壳的第四种实施例。

具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

附图1描述的电子体温计由一个体温测量模块1、一个液晶屏2、一个微控制器3、一个脉搏和呼吸测量模块4、一个无线通信模块5、一个振动报警器6和一个条码扫描模块7组成。体温测量模块中的温度传感器直接或间接与人体接触(如夹在腋下)，通过热交换，温度传感器的温度将会逐渐接近人体的体温。体温测量模块1测得体温后，通过数据接口电路将体温数据传送至微控制器3。微控制器3收到体温数据后，将该数据与预存的温度值修正量相加后得到真实的体温数据，并驱动液晶屏2显示体温数据。脉搏和呼吸测量模块4在微控制器3的控制下，完成人体脉搏和呼吸率的测量，并将测量结果发送给微控制器3。条码扫描模块7可在微控制器3的控制下读取条形码上的患者ID信息。在体温、脉搏和呼吸测量完成后，微控制器3控制振动报警器6产生振动，并控制无线通信模块5与外部接收设备通信，发送体温、脉搏、呼吸数据和患者ID。

图2是图1中体温测量模块与微控制器及液晶屏连接的原理框图。图中温度传感器11采用热敏电阻，它与体温计专用芯片12相连。热敏电阻在不同的温度下呈现不同的阻值，体温计专用芯片12根据阻值的不同，直接计算出该阻值所对应的温度。该芯片具有数据通信功能，可将温度数据传给微控制器3。由于体温测量模块可能存在系统误差，因此必须对其结果进行修正。Flash存储器13用于存储体温数据的修正量表。在修正量表中，每一个温度数据都对应一个修正量值，微控制器3将体温体温计专用芯片输出的测量结果与相应的修正量相加后驱动液晶屏2显示体温的真实值。修正量表是通过校准实验得到的，它可在微控制器3的程序控制下，通过体温计按键和液晶屏2上的人机交互界面，由人工输入至微控制器3的存储器中，再由微控制器3将数据写入Flash存储器13中。修正量表也可以通过无线传输的方式，由外部的发射装置发送，再由内部的无线通信模块5接收，微控制器3的控制程序可自动将数据写入Flash存储器13。Flash存储器13也可以由为控制器3内部的Flash存储器来代替。

图3是图2中温度传感器11和体温计专用芯片12的连接电路图。图中的热敏电阻Sensor作为温度传感器。热敏电阻的一端与体温计专用芯片U1的管脚22(RS)相连，另一端与U1的管脚20(SC)相连。热敏电阻在不同的温度下呈现不同的阻值，体温计专用芯片U1根据阻值的不同，直接计算出该阻值所对应的温度。体温计专用芯片U1选用腾富(JAZTEK)公司的JA31104芯片。该体温计专用芯片12还具有数据通信功能，其管脚33(OEB)和管脚34(DATA)可用于数据通信，这两个管脚可直接与微控制器相连，将温度数据传给微控制器。

图4是图1中微控制器及周边元件电路图。图中U3是微控制器。在本实施例中，我们选用德州仪器(TI)公司的MSP430F435作为微控制器，该芯片共有80个管脚。其中管脚58(OEB)和管脚59(DATA)分别与体温测量模块中的体温计专用芯片7相连接，用于接收体温数据；管脚12、管脚13、管脚14、管脚15、管脚16、管脚17、管脚18、管脚19、管脚20、管脚21、管脚45、管脚46、管脚47与液晶屏2连接，用于驱动液晶屏；管脚75、管脚76、管脚77与放大器10(或接收放大器19)中的数字电位器相连，用于调节放大器的放大倍数；管脚60、管脚61、管脚62、管脚63、管脚64、管脚65、管脚66、管脚67与A/D转换器12(或A/D转换器17)相连接用于读入A/D转换器的输出数据；管脚36、管脚37、管脚38、管脚39和管脚40与脉搏测量模块4中的D/A转换器16相连接，用于控制D/A转换器16以及与D/A转换器16进行数据通信；管脚54、管脚55与无线数据收发模块相连接，主要完成数据的传输功能；管脚30和管脚31与射频识别阅读器相连接，完成与该模块的数据通信功能。

图5是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接的第一种实施例。在该实施例中，声音(或压力)传感器21采集心跳和呼吸所产生的声音信号(或压力信号)，并将其转化为电信号，经放大器22放大后，送至脉搏滤波器23和呼吸滤波器24进行滤波。两路滤波器输出信号经A/D转换器25转变成数字量。微控制器3对该数字量进行数字滤波处理后，可得到脉搏和呼吸率。微控制器3还可以根据A/D转换器25的输出值的大小，通过控制放大器22中的数字电位器调节放大倍数，以确保脉搏滤波器23和呼吸滤波器24输出的模拟信号的幅度与A/D转换器25的动态范围相匹配。

图6是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接的第二种实施例。在该实施例中，微控制器3通过D/A转换器31、驱动电路32控制一个发光二极管33发出一个强度恒定的红光(或红外)，当光线照射人体组织时，一部分光线会被反射回来。因血液中的含氧血红蛋白对红光(或红外)具有很强的吸收作用，因此反射光的强度被脉搏和呼吸信号所调制。光电二极管34接收反射光后，经接收放大器35放大后，送至脉搏滤波器36和呼吸滤波器37进行滤波。两路滤波器输出的模拟信号经A/D转换器38转变成数字量。微控制器3还可以根据A/D转换器38的输出值的大小，通过控制接收放大器35中的数字电位器调节放大倍数，以确保脉搏滤波器36和呼吸滤波器37输出的模拟信号的幅度与A/D转换器38的动态范围相匹配。微控制器3对A/D转换器38输出的两路数字量分别进行数字滤波处理后，得出脉搏和呼吸率。

图7是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接的第三种实施例。在该实施例中，微控制器3通过D/A转换器41、驱动电路42控制一个发光二极管43发出一个强度恒定的红光(或红外)，当光线照射人体组织时，一部分光线会被反射回来。因血液中的含氧血红蛋白对红光(或红外)具有很强的吸收作用，因此反射光的强度被脉搏和呼吸信号所调制。光电二极管44接收反射光后，经接收放大器45放大后，送至滤波器46进行滤波。滤波器输出的模拟信号经A/D转换器47转变成数字量。微控制器3还可以根据A/D转换器47的输出值的大小，通过控制接收放大器35中的数字电位器调节放大倍数，以确保脉搏滤波器46输出的模拟信号的幅度与A/D转换器38的动态范围相匹配。微控制器3对A/D转换器47输出的数字量进行数字滤波处理后，得出脉搏和呼吸率。。

图8是图1中无线通信模块与控制器连接的技术实现方案。微控制器3控制无线通信模块5工作。无线通信模块5由一个无线数据收发模块51、一个射频天线52构成。体温、脉搏和呼吸的测量完成后，微控制器3对体温数据进行修正，得到真实的体温测量结果，然后根据外设的请求，将所有测量结果和患者ID号发送至无线数据收发模块51。无线数据收发模块51收到数据后，通过天线52将该数据发送出去。天线52与无线数据收发模块51相连接，用于提高本装置的数据传输距离。

图9是图8中无线数据收发模块电路图。在本实施例中，我们采用蓝牙技术实现无线数据通信功能。图中U4为蓝牙模块。我们选用台湾DELTA公司生产的DFBM-CS120模块作为蓝牙模块来实现通信功能，该模块以美国CSR公司的bleucore3.0作为内核，并将此内核与外围电路封装在一个芯片内。该模块的管脚17(UART_RX)和管脚2(UART_TX)分别与微控制器3的管脚54和管脚55相连接。

图10是图1中振动报警器原理框图。微控制器3由MSP430单片机来实现。体温计完成测量后，单片机通过IO口和一个驱动电路，驱动振动报警器产生振动，提示使用者测试完成。

图11是图1中条码扫描模块原理框图。微控制器3由MSP430单片机来实现。条码扫描模块7采用LV1000条码扫描模组71来实现。MSP430单片机通过UART接口和GPIO连接LV1000条码扫描模组71，控制其进行扫描，并读取出扫描数据。LV1000条码扫描模组71是一种基于CCD(光电耦合)识别的扫描模组，它先对条码印刷图案进行成像，然后再译码，并将结果传送到微控制器3进行处理。它能够提供较高的分辨精度和准确度。并且由于具有功耗低、体积小的特点，使得它易于集成到电子体温计中。扫描到病人的腕带后，体温计即可获得病人的ID信息。

图12是图1中脉搏和呼吸测量模块与控制器连接的第四种实施例。在该实施例中，探测电极81和82用于采集人体的心电信号，经心电放大器83放大后，送至脉搏滤波器84和呼吸滤波器85进行滤波。两路滤波器输出的模拟信号经A/D转换器86转变成数字量。微控制器3还可以根据A/D转换器86的输出值的大小，通过控制接收放大器83中的数字电位器调节放大倍数，以确保脉搏滤波器84和呼吸滤波器85输出的模拟信号的幅度与A/D转换器86的动态范围相匹配。微控制器3对A/D转换器86输出的两路数字量分别进行数字滤波处理后，得出脉搏和呼吸率。

图13是体温计外壳的第一种实施例。在该实施例中，体温计测温探头(金属钢帽)91和金属片92为探测电极，分别从体温计内部与心电放大器相连接。

图14是体温计外壳的第二种实施例。在该实施例中，体温计测温探头(金属钢帽)93和金属片94为探测电极，分别从体温计内部与心电放大器相连接。

图15是体温计外壳的第三种实施例。在该实施例中，金属片95和金属片96为探测电极，分别从体温计内部与心电放大器相连接。

图16是体温计外壳的第四种实施例。在该实施例中，窗口97为光传输通道。

Claims

1.一种电子体温计，包括体温测量模块[1]、液晶屏[2]、微控制器[3]，其特征在于还包括一个脉搏和呼吸测量模块[4]、一个无线通信模块[5]、一个振动报警器[6]和一个条码扫描模块[7]。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，系统具有温度值修正功能，电路中有Flash存储器用于存储温度的修正量，体温测量模块所测量的温度值经过微控制器修正后显示在液晶屏上。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征是，温度的修正量可通过体温计按键存入系统或进行改写。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征是，温度的修正量可通过有线或无线数据通信的方式传入系统，系统收到数据后，由内部程序对温度修正量进行存储或改写。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述脉搏和呼吸测量模块[4]主要由一个声音(或压力)传感器、一个放大电路、一个(或两个)滤波器和一个模数转换器组成。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述脉搏和呼吸测量模块[4]也可以由一个发光光源、一个光电接收器、一个放大电路、一个(或两个)滤波器、一个模数转换器组成。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述无线通信模块[5]主要包括一个无线数据收发模块[51]、一个射频天线[52]。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述无线数据收发模块[51]主要由一个射频收发芯片、及外围元器件构成。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述振动报警器[6]在体温计完成温度测量时产生振动提示。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述条码扫描模块[7]可以识别一维和(或)二维条码。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述脉搏和呼吸测量模块[4]也可以由两个电极、一个心电放大电路、一个(或两个)滤波器、一个模数转换器组成。