CN109222954A - 一种便携式医疗监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种便携式医疗监护系统，包括中央控制模块、电源模块、采集模块、传感器、信号调理模块、数据存储模块、实时时钟模块、显示与键盘接口模块、数据通信模块和PC机，所述电源模块的输出端与所述中央控制模块的输入端电连接，所述采集模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述传感器的输出端与所述信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述数据存储模块的输入端与所述中央控制模块的输出端连接，且所述数据存储模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述实时时钟模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接。

Description

一种便携式医疗监护系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体来说，涉及一种便携式医疗监护系统。

背景技术

随着近年来微电子技术的快速发展和工艺的进步，医用电子领域中，常用的一些医疗监护设备有向着便携式、微型化及家庭化发展的新趋势，一些小型化、简便易用的监护仪器在社区医疗、家庭护理方面扮演着越来越重要的角色，其中，基于微功耗架构设计的新型微控制器和一些低功耗优势明显的新型器件为这种趋势提供了新的助力并为之奠定了坚实的基础，为满足社区、家庭医疗监护的需要，便携式医疗监护系统往往需要在现场采集并存储一些人体生理信号的相关数据，如心电信号、血氧饱和度、心率及体温等，以达到监控人体重要生理参数的目的，并能够对这些生理参数的信号进行相应的识别和处理，能够提供简便的人机交互界面，数据可以传输给PC机进行后续的处理。

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医疗监护系统，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：

一种便携式医疗监护系统，包括中央控制模块、电源模块、采集模块、传感器、信号调理模块、数据存储模块、实时时钟模块、显示与键盘接口模块、数据通信模块和PC机，所述电源模块的输出端与所述中央控制模块的输入端电连接，所述采集模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述传感器的输出端与所述信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述数据存储模块的输入端与所述中央控制模块的输出端连接，且所述数据存储模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述实时时钟模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，且所述实时时钟模块的输入端与所述中央控制模块的输出端连接，所述显示与键盘接口模块的输入端与所述中央控制模块的输出端连接，且所述显示与键盘接口模块的输出端与所述中央控制模块的输入端连接，所述数据通信模块的输入端一与所述中央控制模块的输出端连接，且所述数据通信模块的输出端一与所述中央控制模块的输入端连接，所述数据通信模块的输出端二与PC机的输入端连接，且所述数据通信模块的输入端二与PC机的输出端连接。

进一步的，所述中央控制模块内设置有64位微控制器。

进一步的，所述电源模块包括电池组、稳压电路、DC-DC升压变换电路、V低压差稳压电路、V低压差稳压电路、模拟电路和数字电路，且所述电池组通过所述稳压电路与所述中央控制模块连接，所述中央控制模块与所述电池组均通过所述DC-DC升压变换电路与所述V低压差稳压电路连接，且所述V低压差稳压电路与所述模拟电路连接，所述中央控制模块和所述电池组均与所述V低压差稳压电路连接，且所述V低压差稳压电路与所述数字电路连接。

进一步的，所述中央控制模块通过MCU控制DC-DC升压变换电路的开、关，实现对模拟电路的供电管理，所述中央控制模块通过MCU控制V低压差稳压电路的使能引脚，以控制数字电路部分的供电。

进一步的，所述采集模块的内部设置有血氧检测模块、心率检测模块心电检测模块和集成电路板，且所述血氧检测模块、所述心率检测模块和所述心电检测模块均通过所述集成电路板与所述中央控制模块的输入端连接。

进一步的，所述信息调理模块内部设置有信号放大电路和滤波器。

进一步的，所述显示与键盘接口模块内部设置有LED显示器USB键盘接口。

本发明的有益效果：通过传感器、采集模块、信号调理模块构成了系统内的前向通道，传感器用于将人体的微弱生理信号转换为电信号，其输出信号需要经过信号调理模块的放大、滤波等处理，采集模块能够通过探头直接检测人体的血氧饱和度、心率和心电频率等，其次采集模块内设置有集成电路板，集成电路板上设置有相应信号处理的内核，这种集成电路板的输出符合一定格式要求的数字信号，可以直接传送给中央控制模块由中央控制模块直接接收，信号调理模块中的信号放大电路具有较强的共模抑制和差动放大能力，同时信号调理模块中的滤波器采用同相结构的精密运放和RC网络组成高阶有源滤波器，不仅具有微功耗特点，还能够在单电源下工作，中央控制模块采用新型的64位微控制器，其片内具有较高精度的多通道A/D功能模块、大容量的FLASH ROM和数据RAM，可以在无需片外A/D芯片的基础上实现生理信号的采集、接收和处理，数据存储模块可以根据存储容量的不同要求，选择不同形式的数据存储芯片，显示与键盘接口模块提供了设置和操作系统的键盘接口，并通过LED显示器实现汉字菜单显示、生理参数的数值显示和波形回放等功能，为系统提供智能化的人机交互界面，实时时钟模块为系统提供实时的时间坐标，数据通信模块提供本系统与PC机之间的数据交换手段，既可以是串行、USB、TCP/IP网络通信等有线接口方式，又可以通过无线收发芯片组建一个固定频点下(如433MHz)的无线通信网络，电源模块为系统内的模拟电路和数字电路部分分别供电，提供不同的工作电压和一定的电源分区管理功能，使得系统的精度和可靠性大大提高，总体而言，不仅能降低系统功耗，还使系统具有较低的电磁辐射和较高的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发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医疗监护系统的原理框图；

图2是根据本发明实施例的一种便携式医疗监护系统电源模块原理框图；

图3是根据本发明实施例的一种便携式医疗监护系统采集模块示意图；

图4是根据本发明实施例的一种便携式医疗监护系统信号调理模块示意图。

图中：

1、中央控制模块；2、电源模块；3、采集模块；4、传感器；5、信号调理模块；6、数据存储模块；7、实时时钟模块；8、显示与键盘接口模块；9、数据通信模块；10、PC机；11、电池组；12、稳压电路；13、DC-DC升压变换电路；14、5V低压差稳压电路；15、3V低压差稳压电路；16、模拟电路；17、数字电路；18、血氧检测模块；19、心率检测模块；20、心电检测模块；21、集成电路板；22、信号放大电路；23、滤波器。

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，提供了一种便携式医疗监护系统。

如图1-4所示，根据本发明实施例的一种便携式医疗监护系统，包括中央控制模块1、电源模块2、采集模块3、传感器4、信号调理模块5、数据存储模块6、实时时钟模块7、显示与键盘接口模块8、数据通信模块9和PC机10，所述电源模块2的输出端与所述中央控制模块1的输入端电连接，所述采集模块3的输出端与所述中央控制模块1的输入端连接，所述传感器4的输出端与所述信号调理模块5的输入端连接，所述信号调理模块5的输出端与所述中央控制模块1的输入端连接，所述数据存储模块6的输入端与所述中央控制模块1的输出端连接，且所述数据存储模块6的输出端与所述中央控制模块1的输入端连接，所述实时时钟模块7的输出端与所述中央控制模块1的输入端连接，且所述实时时钟模块7的输入端与所述中央控制模块1的输出端连接，所述显示与键盘接口模块8的输入端与所述中央控制模块1的输出端连接，且所述显示与键盘接口模块8的输出端与所述中央控制模块1的输入端连接，所述数据通信模块9的输入端一与所述中央控制模块1的输出端连接，且所述数据通信模块9的输出端一与所述中央控制模块1的输入端连接，所述数据通信模块9的输出端二与PC机10的输入端连接，且所述数据通信模块9的输入端二与PC机10的输出端连接。

借助于上述技术方案，通过传感器4、采集模块3、信号调理模块5构成了系统内的前向通道，传感器4用于将人体的微弱生理信号转换为电信号，其输出信号需要经过信号调理模块5的放大、滤波等处理，采集模块3能够通过探头直接检测人体的血氧饱和度、心率和心电频率等，其次采集模块3内设置有集成电路板21，集成电路板21上设置有相应信号处理的内核，这种集成电路板21的输出符合一定格式要求的数字信号，可以直接传送给中央控制模块1，由中央控制模块1直接接收，信号调理模块5中的信号放大电路22具有较强的共模抑制和差动放大能力，同时信号调理模块中的滤波器23采用同相结构的精密运放和RC网络组成高阶有源滤波器23，不仅具有微功耗特点，还能够在单电源下工作，中央控制模块1采用新型的64位微控制器，其片内具有较高精度的多通道A/D功能模块、大容量的FLASH ROM和数据RAM，可以在无需片外A/D芯片的基础上实现生理信号的采集、接收和处理，数据存储模块6可以根据存储容量的不同要求，选择不同形式的数据存储芯片，显示与键盘接口模块8提供了设置和操作系统的键盘接口，并通过LED显示器实现汉字菜单显示、生理参数的数值显示和波形回放等功能，为系统提供智能化的人机交互界面，实时时钟模块7为系统提供实时的时间坐标，数据通信模块9提供本系统与PC机10之间的数据交换手段，既可以是串行、USB、TCP/IP网络通信等有线接口方式，又可以通过无线收发芯片组建一个固定频点下(如433MHz)的无线通信网络，电源模块2为系统内的模拟电路16和数字电路17部分分别供电，提供不同的工作电压和一定的电源分区管理功能，使得系统的精度和可靠性大大提高，总体而言，不仅能降低系统功耗，还使系统具有较低的电磁辐射和较高的可靠性。

此外，所述中央控制模块1内设置有64位微控制器，具有较高精度的多通道A/D功能模块、大容量的FLASH ROM和数据RAM，可以在无需片外A/D芯片的基础上实现生理信号的采集、接收和处理，更好的对系统进行控制，，所述电源模块2包括电池组11、稳压电路12、DC-DC升压变换电路13、5V低压差稳压电路14、3V低压差稳压电路15、模拟电路16和数字电路17，且所述电池组11通过所述稳压电路12与所述中央控制模块1连接，所述中央控制模块1与所述电池组11均通过所述DC-DC升压变换电路13与所述5V低压差稳压电路14连接，且所述5V低压差稳压电路14与所述模拟电路16连接，所述中央控制模块1和所述电池组11均与所述3V低压差稳压电路15连接，且所述3V低压差稳压电路15与所述数字电路17连接，所述中央控制模块1通过MCU控制DC-DC升压变换电路13的开、关，实现对模拟电路16的供电管理，所述中央控制模块1通过MCU控制3V低压差稳压电路15的使能引脚，以控制数字电路17部分的供电，提供不同的工作电压和一定的电源分区管理功能，提高了系统的精度和可靠性，所述采集模块3的内部设置有血氧检测模块18、心率检测模块19心电检测模块20和集成电路板21，且所述血氧检测模块18、所述心率检测模块19和所述心电检测模块20均通过所述集成电路板21与所述中央控制模块1的输入端连接，能更好的对人体健康状况进行检测，同时将信号更好的传送给中央控制模块1，所述信息调理模块5内部设置有信号放大电路22和滤波器23，可以对信号进行放大和滤波处理，显示与键盘接口模块8内部设置有LED显示器USB键盘接口，提供了设置和操作系统的键盘接口，并通过LED显示器实现汉字菜单显示、生理参数的数值显示和波形回放等功能，为系统提供智能化的人机交互界面。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过传感器4、采集模块3、信号调理模块5构成了系统内的前向通道，传感器4用于将人体的微弱生理信号转换为电信号，其输出信号需要经过信号调理模块5的放大、滤波等处理，采集模块3能够通过探头直接检测人体的血氧饱和度、心率和心电频率等，其次采集模块3内设置有集成电路板21，集成电路板21上设置有相应信号处理的内核，这种集成电路板21的输出符合一定格式要求的数字信号，可以直接传送给中央控制模块1，由中央控制模块1直接接收，信号调理模块5中的信号放大电路22具有较强的共模抑制和差动放大能力，同时信号调理模块中的滤波器23采用同相结构的精密运放和RC网络组成高阶有源滤波器23，不仅具有微功耗特点，还能够在单电源下工作，中央控制模块1采用新型的64位微控制器，其片内具有较高精度的多通道A/D功能模块、大容量的FLASH ROM和数据RAM，可以在无需片外A/D芯片的基础上实现生理信号的采集、接收和处理，数据存储模块6可以根据存储容量的不同要求，选择不同形式的数据存储芯片，显示与键盘接口模块8提供了设置和操作系统的键盘接口，并通过LED显示器实现汉字菜单显示、生理参数的数值显示和波形回放等功能，为系统提供智能化的人机交互界面，实时时钟模块7为系统提供实时的时间坐标，数据通信模块9提供本系统与PC机10之间的数据交换手段，既可以是串行、USB、TCP/IP网络通信等有线接口方式，又可以通过无线收发芯片组建一个固定频点下(如433MHz)的无线通信网络，电源模块2为系统内的模拟电路16和数字电路17部分分别供电，提供不同的工作电压和一定的电源分区管理功能，使得系统的精度和可靠性大大提高，总体而言，不仅能降低系统功耗，还使系统具有较低的电磁辐射和较高的可靠性。

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 (7)

1.一种便携式医疗监护系统，其特征在于，包括中央控制模块（1）、电源模块（2）、采集模块（3）、传感器（4）、信号调理模块（5）、数据存储模块（6）、实时时钟模块（7）、显示与键盘接口模块（8）、数据通信模块（9）和PC机（10），所述电源模块（2）的输出端与所述中央控制模块（1）的输入端电连接，所述采集模块（3）的输出端与所述中央控制模块（1）的输入端连接，所述传感器（4）的输出端与所述信号调理模块（5）的输入端连接，所述信号调理模块（5）的输出端与所述中央控制模块（1）的输入端连接，所述数据存储模块（6）的输入端与所述中央控制模块（1）的输出端连接，且所述数据存储模块（6）的输出端与所述中央控制模块（1）的输入端连接，所述实时时钟模块（7）的输出端与所述中央控制模块（1）的输入端连接，且所述实时时钟模块（7）的输入端与所述中央控制模块（1）的输出端连接，所述显示与键盘接口模块（8）的输入端与所述中央控制模块（1）的输出端连接，且所述显示与键盘接口模块（8）的输出端与所述中央控制模块（1）的输入端连接，所述数据通信模块（9）的输入端一与所述中央控制模块（1）的输出端连接，且所述数据通信模块（9）的输出端一与所述中央控制模块（1）的输入端连接，所述数据通信模块（9）的输出端二与PC机（10）的输入端连接，且所述数据通信模块（9）的输入端二与PC机（10）的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式医疗监护系统，其特征在于，所述中央控制模块（1）内设置有64位微控制器。

3.根据权利要求1所述的一种便携式医疗监护系统，其特征在于，所述电源模块（2）包括电池组（11）、稳压电路（12）、DC-DC升压变换电路（13）、5V低压差稳压电路（14）、3V低压差稳压电路（15）、模拟电路（16）和数字电路（17），且所述电池组（11）通过所述稳压电路（12）与所述中央控制模块（1）连接，所述中央控制模块（1）与所述电池组（11）均通过所述DC-DC升压变换电路（13）与所述5V低压差稳压电路（14）连接，且所述5V低压差稳压电路（14）与所述模拟电路（16）连接，所述中央控制模块（1）和所述电池组（11）均与所述3V低压差稳压电路（15）连接，且所述3V低压差稳压电路（15）与所述数字电路（17）连接。

4.根据权利要求3所述的一种便携式医疗监护系统，其特征在于，所述中央控制模块（1）通过MCU控制DC-DC升压变换电路（13）的开、关，实现对模拟电路（16）的供电管理，所述中央控制模块（1）通过MCU控制3V低压差稳压电路（15）的使能引脚，以控制数字电路（17）部分的供电。

5.根据权利要求1所述的一种便携式医疗监护系统，其特征在于，所述采集模块（3）的内部设置有血氧检测模块（18）、心率检测模块（19）心电检测模块（20）和集成电路板（21），且所述血氧检测模块（18）、所述心率检测模块（19）和所述心电检测模块（20）均通过所述集成电路板（21）与所述中央控制模块（1）的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种便携式医疗监护系统，其特征在于，所述信息调理模块（5）内部设置有信号放大电路（22）和滤波器（23）。

7.根据权利要求1所述的一种便携式医疗监护系统，其特征在于，所述显示与键盘接口模块（8）内部设置有LED显示器USB键盘接口。