CN108836284B - 一种便携式穿戴遥测多参数监护仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，包括主控模块、心电采集模块、脉率血氧采集模块、无创血压采集模块、体温采集模块、显示屏、按键模块、无线通讯模块、电源转换模块和电池，其中，主控模块分别依次与心电采集模块、脉率血氧采集模块、无创血压采集模块、体温采集模块、显示屏、按键模块、无线通讯模块及电源转换模块连接，电源转换模块与电池连接。有益效果：可用于心率/脉率、心电图、血压、血氧饱和度、体温等生命体征监测，通过简单的按键操作和数字化、图形化显示，能快速测量出被监护者的基本生命特征数据；体积小巧，重量轻，便于携带，不仅适合于各类医院、社康中心，还适用于普通家庭。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体来说，涉及一种便携式穿戴遥测多参数监护仪。
背景技术
目前，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、或重症病人的心率/脉率、心电图、血压、血氧饱和度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者长期卧床的老人更需要对他的一些生命体征进行经常性的监控，以便自己及时了解自己的身体状况，及时地就医。
从整体可穿戴设备的发展来看，大量的可穿戴设备功能比较单一、作用比较简单，大部分是器械设备厂商推出的产品，医学科研机构、医院医生的参与度还比较低，能真正用于医学临床的还比较少，其“浅体验、弱价值、小范围应用”痛点比较明显。从可穿戴设备的整体功能来看，其大部分功能仍集中在运动测试、健身辅助等方面，部分设备已经具备了血压测试、血脂测试、血糖检测等功能，但多数可穿戴设备的医学应用价值不高，数据不够精确，监测程序不够科学，和疾病监测所需指标匹配不上，这些都决定了大部分的可穿戴设备还只是浅层次感官体验，深层次医学应用还需时日。
可穿戴设备通常功能简单、技术含量不高，复制性强，其持续连接价值有限，数据的连续性、监测的连续性等均受到局限，这些断断续续、间断的数据连接让可穿戴设备医学用途锐减，其数据的真实性也会受到质疑。目前可穿戴设备其应用范围主要集中在运动、健身等领域，医生医院参与主导的比较少，医学研究上的应用、实际临床上的应用都比较少，应用范围更多是在民用、日常方面，医学层面的应用还待提升。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，包括主控模块、心电采集模块、脉率血氧采集模块、无创血压采集模块、体温采集模块、显示屏、按键模块、无线通讯模块、电源转换模块和电池，其中，所述主控模块分别依次与所述心电采集模块、所述脉率血氧采集模块、所述无创血压采集模块、所述体温采集模块、所述显示屏、所述按键模块、所述无线通讯模块及所述电源转换模块连接，所述电源转换模块与所述电池连接。
其中，所述心电采集模块包括心电放大器一、心电放大器二、心电放大器三、心电放大器四、心电放大器五、心电放大器六、心电放大器七、心电放大器八、起搏检测电路和模拟/数字转换器一，所述心电放大器一与所述心电放大器二、所述心电放大器三、所述心电放大器四、所述心电放大器五、所述心电放大器六、所述心电放大器七及所述心电放大器八的输入端分别均设置有电极线，所述心电放大器一分别与所述起搏检测电路的输入端及所述模拟/数字转换器一上的引脚B1连接，所述心电放大器二分别与所述起搏检测电路的输入端及所述模拟/数字转换器一上的引脚B2连接，所述心电放大器三与所述模拟/数字转换器一上的引脚B3连接，所述心电放大器四与所述模拟/数字转换器一上的引脚B4连接，所述心电放大器五与所述模拟/数字转换器一上的引脚B5连接，所述心电放大器六与所述模拟/数字转换器一上的引脚B6连接，所述心电放大器七与所述模拟/数字转换器一上的引脚B7连接，所述心电放大器八与所述模拟/数字转换器一上的引脚B8连接，所述起搏检测电路的输出端分别与所述主控模块及所述模拟/数字转换器一上的引脚Vref连接，并且，所述主控模块与所述模拟/数字转换器一连接。
其中，所述脉率血氧采集模块包括红光红外控制电路、数字光频传感器和可控硅，所述体温采集模块包括红外体温传感器，所述无线通讯模块包括WIFI无线模块，所述可控硅的第一端与所述红光红外控制电路的第一端连接，所述红光红外控制电路的第二端分别与所述主控模块及所述WIFI无线模块连接，所述可控硅的第二端分别与所述主控模块及所述WIFI无线模块连接，所述可控硅的第三端分别与所述主控模块及所述WIFI无线模块连接，所述红外体温传感器分别与所述主控模块及所述WIFI无线模块连接，并且，所述WIFI无线模块与所述主控模块连接。
其中，所述无创血压采集模块包括模拟/数字转换器二、测量压力传感器、保护压力传感器、气泵和气阀，所述电源转换模块包括电源转换电路，所述模拟/数字转换器二与所述主控模块、所述测量压力传感器及所述保护压力传感器连接，所述测量压力传感器上的引脚GND分别与所述保护压力传感器上的引脚GND、所述气泵及所述气阀连接，所述电源转换电路分别与所述主控模块、所述显示屏、所述电池、所述心电放大器一、所述模拟/数字转换器一、所述模拟/数字转换器二及所述测量压力传感器连接。
进一步，所述主控模块为STM32。
进一步，所述模拟/数字转换器一与所述模拟/数字转换器二均为24位模拟/数字转换器。
进一步，所述主控模块与所述显示屏之间通过串行外设接口SPI连接。
进一步，所述主控模块与所述模拟/数字转换器一之间通过串行外设接口SPI连接。
进一步，所述主控模块与所述模拟/数字转换器二之间通过串行外设接口SPI连接。
进一步，所述红外体温传感器为红外耳温芯片。
进一步，所述红外耳温芯片通过I2C数字接口与所述主控模块连接。
进一步，所述红光红外控制电路为数字血氧芯片。
进一步，所述数字血氧芯片中的信号与所述数字光频传感器中的信号强弱成正比。
本发明的有益效果为：本发明提供一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，该监护仪可用于心率/脉率、心电图、血压、血氧饱和度、体温等生命体征监测，通过简单的按键操作和数字化、图形化显示，能快速测量出被监护者的基本生命特征数据；该监护仪体积小巧，重量轻，便于携带，不仅适合于各类医院、社康中心，还可以适用于普通家庭；该监护仪能够随时随地的对病人的基本生命特征参数进行监测，性能可靠，并且结构简单、操作轻便及价格低廉，适合普通家庭使用，可用于家庭中定时检查家庭成员的各项基本生命特征参数，尤其是一些长期患有慢性老年疾病的人或者长期卧床的老人，作为病人在医院意外的监测工具，对病情不紧急的病人，可以不再住院，省去了住院费用，也有意于病人的心理，所获得的数据能够为医生对病情的诊断提供重要的依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪的电路原理图。
图中：
1、主控模块；2、心电采集模块；3、脉率血氧采集模块；4、无创血压采集模块；5、体温采集模块；6、显示屏；7、按键模块；8、无线通讯模块；9、电源转换模块；10、电池；11、心电放大器一；12、心电放大器二；13、心电放大器三；14、心电放大器四；15、心电放大器五；16、心电放大器六；17、心电放大器七；18、心电放大器八；19、起搏检测电路；20、模拟/数字转换器一；21、红光红外控制电路；22、数字光频传感器；23、可控硅；24、红外体温传感器；25、WIFI无线模块；26、模拟/数字转换器二；27、测量压力传感器；28、保护压力传感器；29、气泵；30、气阀；31、电源转换电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种便携式穿戴遥测多参数监护仪。
如图1-2所示，根据本发明实施例的便携式穿戴遥测多参数监护仪，包括主控模块1、心电采集模块2、脉率血氧采集模块3、无创血压采集模块4、体温采集模块5、显示屏6、按键模块7、无线通讯模块8、电源转换模块9和电池10，其中，所述主控模块1分别依次与所述心电采集模块2、所述脉率血氧采集模块3、所述无创血压采集模块4、所述体温采集模块5、所述显示屏6、所述按键模块7、所述无线通讯模块8及所述电源转换模块9连接，所述电源转换模块9与所述电池10连接。
其中，所述心电采集模块2包括心电放大器一11、心电放大器二12、心电放大器三13、心电放大器四14、心电放大器五15、心电放大器六16、心电放大器七17、心电放大器八18、起搏检测电路19和模拟/数字转换器一20，所述心电放大器一11与所述心电放大器二12、所述心电放大器三13、所述心电放大器四14、所述心电放大器五15、所述心电放大器六16、所述心电放大器七17及所述心电放大器八18的输入端分别均设置有电极线，所述心电放大器一11分别与所述起搏检测电路19的输入端及所述模拟/数字转换器一20上的引脚B1连接，所述心电放大器二12分别与所述起搏检测电路19的输入端及所述模拟/数字转换器一20上的引脚B2连接，所述心电放大器三13与所述模拟/数字转换器一20上的引脚B3连接，所述心电放大器四14与所述模拟/数字转换器一20上的引脚B4连接，所述心电放大器五15与所述模拟/数字转换器一20上的引脚B5连接，所述心电放大器六16与所述模拟/数字转换器一20上的引脚B6连接，所述心电放大器七17与所述模拟/数字转换器一20上的引脚B7连接，所述心电放大器八18与所述模拟/数字转换器一20上的引脚B8连接，所述起搏检测电路19的输出端分别与所述主控模块1及所述模拟/数字转换器一20上的引脚Vref连接，并且，所述主控模块1与所述模拟/数字转换器一20连接。
其中，所述脉率血氧采集模块3包括红光红外控制电路21、数字光频传感器22和可控硅23，所述体温采集模块5包括红外体温传感器24，所述无线通讯模块8包括WIFI无线模块25，所述可控硅23的第一端与所述红光红外控制电路21的第一端连接，所述红光红外控制电路21的第二端分别与所述主控模块1及所述WIFI无线模块25连接，所述可控硅23的第二端分别与所述主控模块1及所述WIFI无线模块25连接，所述可控硅23的第三端分别与所述主控模块1及所述WIFI无线模块25连接，所述红外体温传感器24分别与所述主控模块1及所述WIFI无线模块25连接，并且，所述WIFI无线模块25与所述主控模块1连接。
其中，所述无创血压采集模块4包括模拟/数字转换器二26、测量压力传感器27、保护压力传感器28、气泵29和气阀30，所述电源转换模块9包括电源转换电路31，所述模拟/数字转换器二26与所述主控模块1、所述测量压力传感器27及所述保护压力传感器28连接，所述测量压力传感器27上的引脚GND分别与所述保护压力传感器28上的引脚GND、所述气泵29及所述气阀30连接，所述电源转换电路31分别与所述主控模块1、所述显示屏6、所述电池10、所述心电放大器一11、所述模拟/数字转换器一20、所述模拟/数字转换器二26及所述测量压力传感器27连接。
在一个实施例中，所述主控模块1为STM32。
在一个实施例中，所述模拟/数字转换器一20与所述模拟/数字转换器二26均为24位模拟/数字转换器。
在一个实施例中，所述主控模块1与所述显示屏6之间通过串行外设接口SPI连接。
在一个实施例中，所述主控模块1与所述模拟/数字转换器一20之间通过串行外设接口SPI连接。
在一个实施例中，所述主控模块1与所述模拟/数字转换器二26之间通过串行外设接口SPI连接。
在一个实施例中，所述红外体温传感器24为红外耳温芯片。
在一个实施例中，所述红外耳温芯片通过I2C数字接口与所述主控模块1连接。
在一个实施例中，所述红光红外控制电路21为数字血氧芯片。
在一个实施例中，所述数字血氧芯片中的信号与所述数字光频传感器22中的信号强弱成正比。
工作原理：心电采集模块2，通过多通道24位模拟数字采集电路极大的简化了多通道心电电路，前级只有缓冲电路和起搏检测电路19，只需要3个运放加上24位ADC芯片模拟/数字转换器一20即可实现心电的信号采集，ADC芯片再通过SPI接口将心电数字信号发送到主控模块1。
脉率血氧采集模块3，通过采用数字血氧芯片，将采集的信号直接转化为PWM数字信号，PWM信号的频率和光信号的强弱成正比，主控模块1通过定时器中断计算数字信号的频率就可以得到信号的幅度，就省去了所有的模拟放大电路，只需要红光红外控制电路21加上主控模块1就可以实现血氧的测量，这样就可以满足穿戴式产品的要求。
无创血压采集模块4，通过多通道24位ADC直接采集压力传感器的微弱信号，省去了所有的模拟放大电路，由软件实现高通滤波和低通滤波，极大地简化了电路。
体温采集模块5，体温采用了红外耳温芯片，芯片直接通过I2C数字接口将数据传输到主控模块1，电路简单，而且红外测量速度快，1秒即可测量出数据，测量精度可达0.1℃，功耗低，可以满足穿戴式产品的要求。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明提供一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，该监护仪可用于心率/脉率、心电图、血压、血氧饱和度、体温等生命体征监测，通过简单的按键操作和数字化、图形化显示，能快速测量出被监护者的基本生命特征数据；该监护仪体积小巧，重量轻，便于携带，不仅适合于各类医院、社康中心，还可以适用于普通家庭；该监护仪能够随时随地的对病人的基本生命特征参数进行监测，性能可靠，并且结构简单、操作轻便及价格低廉，适合普通家庭使用，可用于家庭中定时检查家庭成员的各项基本生命特征参数，尤其是一些长期患有慢性老年疾病的人或者长期卧床的老人，作为病人在医院意外的监测工具，对病情不紧急的病人，可以不再住院，省去了住院费用，也有意于病人的心理，所获得的数据能够为医生对病情的诊断提供重要的依据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，包括主控模块(1)、心电采集模块(2)、脉率血氧采集模块(3)、无创血压采集模块(4)、体温采集模块(5)、显示屏(6)、按键模块(7)、无线通讯模块(8)、电源转换模块(9)和电池(10)，其中，所述主控模块(1)分别依次与所述心电采集模块(2)、所述脉率血氧采集模块(3)、所述无创血压采集模块(4)、所述体温采集模块(5)、所述显示屏(6)、所述按键模块(7)、所述无线通讯模块(8)及所述电源转换模块(9)连接，所述电源转换模块(9)与所述电池(10)连接；
其中，所述心电采集模块(2)包括心电放大器一(11)、心电放大器二(12)、心电放大器三(13)、心电放大器四(14)、心电放大器五(15)、心电放大器六(16)、心电放大器七(17)、心电放大器八(18)、起搏检测电路(19)和模拟/数字转换器一(20)，所述心电放大器一(11)与所述心电放大器二(12)、所述心电放大器三(13)、所述心电放大器四(14)、所述心电放大器五(15)、所述心电放大器六(16)、所述心电放大器七(17)及所述心电放大器八(18)的输入端分别均设置有电极线，所述心电放大器一(11)分别与所述起搏检测电路(19)的输入端及所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B1连接，所述心电放大器二(12)分别与所述起搏检测电路(19)的输入端及所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B2连接，所述心电放大器三(13)与所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B3连接，所述心电放大器四(14)与所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B4连接，所述心电放大器五(15)与所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B5连接，所述心电放大器六(16)与所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B6连接，所述心电放大器七(17)与所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B7连接，所述心电放大器八(18)与所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚B8连接，所述起搏检测电路(19)的输出端分别与所述主控模块(1)及所述模拟/数字转换器一(20)上的引脚Vref连接，并且，所述主控模块(1)与所述模拟/数字转换器一(20)连接；
其中，所述脉率血氧采集模块(3)包括红光红外控制电路(21)、数字光频传感器(22)和可控硅(23)，所述体温采集模块(5)包括红外体温传感器(24)，所述无线通讯模块(8)包括WIFI无线模块(25)，所述可控硅(23)的第一端与所述红光红外控制电路(21)的第一端连接，所述红光红外控制电路(21)的第二端分别与所述主控模块(1)及所述WIFI无线模块(25)连接，所述可控硅(23)的第二端分别与所述主控模块(1)及所述WIFI无线模块(25)连接，所述可控硅(23)的第三端分别与所述主控模块(1)及所述WIFI无线模块(25)连接，所述红外体温传感器(24)分别与所述主控模块(1)及所述WIFI无线模块(25)连接，并且，所述WIFI无线模块(25)与所述主控模块(1)连接；
其中，所述无创血压采集模块(4)包括模拟/数字转换器二(26)、测量压力传感器(27)、保护压力传感器(28)、气泵(29)和气阀(30)，所述电源转换模块(9)包括电源转换电路(31)，所述模拟/数字转换器二(26)与所述主控模块(1)、所述测量压力传感器(27)及所述保护压力传感器(28)连接，所述测量压力传感器(27)上的引脚GND分别与所述保护压力传感器(28)上的引脚GND、所述气泵(29)及所述气阀(30)连接，所述电源转换电路(31)分别与所述主控模块(1)、所述显示屏(6)、所述电池(10)、所述心电放大器一(11)、所述模拟/数字转换器一(20)、所述模拟/数字转换器二(26)及所述测量压力传感器(27)连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述主控模块(1)为STM32。
3.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述模拟/数字转换器一(20)与所述模拟/数字转换器二(26)均为24位模拟/数字转换器。
4.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述主控模块(1)与所述显示屏(6)之间通过串行外设接口SPI连接。
5.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述主控模块(1)与所述模拟/数字转换器一(20)之间通过串行外设接口SPI连接。
6.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述主控模块(1)与所述模拟/数字转换器二(26)之间通过串行外设接口SPI连接。
7.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述红外体温传感器(24)为红外耳温芯片。
8.根据权利要求7所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述红外耳温芯片通过I2C数字接口与所述主控模块(1)连接。
9.根据权利要求1所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述红光红外控制电路(21)为数字血氧芯片。
10.根据权利要求9所述的一种便携式穿戴遥测多参数监护仪，其特征在于，所述数字血氧芯片中的信号与所述数字光频传感器(22)中的信号强弱成正比。
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