CN207768363U - 一种多参数监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多参数监控系统，包括至少一个原始物理量采样模块和与之连接的物理量转换模块。本实用新型方便将原始物理量采样模块采集到的数据接入信息中心系统，持续佩戴，连续监测。无线连接方式也可以方便佩戴者自由活动,从而加速可穿戴设备的发展及使用的普及。

Description

一种多参数监控系统

技术领域

本实用新型涉及医疗技术领域，具体地是涉及一种多参数监控系统。

背景技术

术内持续生理参数(如心电、呼吸、血氧、脉率、体温、心率、血压等)的监测对术中(如麻醉)、术后恢复影响巨大。但是现有技术中的监护仪器其数据采集和传输过程相对繁琐，硬件设备和线路等较多，不利于生理参数的有效监控。因此如何较好的改进目前的监护系统，已经成为目前医疗技术领域的研发重点。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种多参数监控系统，其可以提高医疗技术领域的监护水平。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种多参数监控系统，包括至少一个原始物理量采样模块和至少一个物理量转换模块。

优选地，还包括至少一个数据传输模块，其通过有线或者无线的方式设置在所述原始物理量采样模块和所述物理量转换模块之间。

优选地，还包括至少一个显示和/或接收设备，所述显示和/或接收设备与所述物理量转换模块连接。

优选地，还包括信息中心系统，其与所述显示和/或接收设备通过有线或者无线的方式进行连接。

优选地，所述物理量转换模块至少包括一物理量转换电路。

优选地，所述物理量转换模块还包括接口转换电路，其通过有线或者无线的方式设置在所述物理量转换电路与所述显示和/或接收设备之间。

优选地，所述物理量转换电路包括依次连接的信号发生器、第一驱动器、第一控制器、第二驱动器、第一转换器，其中所述第一转换器输出端与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述信号发生器与所述原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接。

优选地，所述物理量转换电路包括第二控制器、第一运算器、换能器、第一缓冲驱动器、第二缓冲驱动器，其中所述第二控制器与原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述换能器与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述换能器分别与所述第一运算器、所述第一缓冲驱动器、所述第二缓冲驱动器连接，所述第一运算器和所述第一缓冲驱动器与所述第二控制器连接，所述第二缓冲驱动器与所述第二控制器连接。

优选地，所述物理量转换电路包括第三缓冲驱动器、第四缓冲驱动器、分压器、第二运算器、第二转换器、反馈器，其中所述分压器与原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述第二转换器与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述第二转换器通过所述第三缓冲驱动器与所述分压器连接，所述第二转换器通过所述第四缓冲驱动器与所述反馈器连接，所述反馈器和所述分压器分别与所述第二运算器连接。

优选地，所述原始物理量采样模块包括但不限于体外式原始物理量采样模块和侵入式原始物理量采样模块。

优选地，所述体外式原始物理量采样模块为传感器组件或电路，所述侵入式原始物理量采样模块为侵入式探头组件或电路。

优选地，所述显示和/或接收设备包括但不限于显示器或监护仪。

优选地，所述信息中心系统包括但不限于医院HIS设备、LIS设备、PACS设备。

优选地，所述数据传输模块包括但不限于有线模块、蓝牙模块、低功耗蓝牙模块、WIFI模块、ZIGBEE模块、Sub-1G模块、GPRS模块、2/3/4/5G模块。

采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：

本实用新型所述的多参数监控系统，方便将原始物理量采样模块采集到的数据在病房和手术室间接入系统，做到术前、术中、术后可以持续佩戴，连续监测。无线连接方式也可以方便病人自由活动。另外可以通过显示和/或接收设备将原始物理量采样模块的数据接入信息中心系统种,从而加速可穿戴设备的发展及使用的普及。

附图说明

图1a为本实用新型所述的多参数监控系统的结构示意图；

图1b为本实用新型所述的多参数监控系统的结构示意图；

图1c为本实用新型所述的多参数监控系统的结构示意图；

图1d为本实用新型所述的多参数监控系统的结构示意图；

图1e为本实用新型所述的多参数监控系统的结构示意图；

图1f为本实用新型所述的多参数监控系统的结构示意图；

图2为一实施例所述的物理量转换电路的原理图；

图3为图2所述的物理量转换电路的电路图；

图4为一实施例所述的物理量转换电路的原理图；

图5为图4所述的物理量转换电路的电路图；

图6为一实施例所述的物理量转换电路的原理图；

图7为图6所述的物理量转换电路的电路图。

其中：101.信号发生器，102.第一驱动器，103.第一控制器，104.第二驱动器，105.第一转换器；

201.第二控制器，202.第一运算器，203.换能器，204.第一缓冲驱动器，205.第二缓冲驱动器；

301.第三缓冲驱动器，302.分压器，303.第二运算器，304.第二转换器，305.反馈器,306.第四缓冲驱动器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图7所示，为符合本实用新型的一种多参数监控系统，一种多参数监控系统，包括至少一个原始物理量采样物理模块和至少一个物理量转换模块。

优选地，还包括至少一个数据传输模块，其通过有线或者无线的方式设置在所述原始物理量采样模块和所述物理量转换模块之间,所述数据传输模块之间可以以任何级联方式组成传输网络(参见图1f)。

优选地，还包括至少一个显示和/或接收设备，所述显示和/或接收设备与所述物理量转换模块连接。该连接方式可以是有线的，也可以是无线的，当然还可以设计为通过某种数据传输模块等方式实现连接。由于本领域技术人员应当知晓，故此次不再赘述。

优选地，还包括信息中心系统，其与所述显示和/或接收设备通过有线或者无线的方式进行连接。

优选地，所述物理量转换模块至少包括一物理量转换电路。

优选地，所述物理量转换模块还包括接口转换电路，其通过有线或者无线的方式设置在所述物理量转换电路与所述显示和/或接收设备之间。

优选地，所述物理量转换电路包括依次连接的信号发生器101、第一驱动器102、第一控制器103、第二驱动器104、第一转换器105，其中所述信号发生器101与所述原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述第一转换器105输出端与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接。

优选地，所述物理量转换电路包括第二控制器201、第一运算器202、换能器203、第一缓冲驱动器204、第二缓冲驱动器205，其中所述换能器203与原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述换能器203分别与所述运算器、所述第一缓冲驱动器204、所述第二缓冲驱动器205连接，所述第一运算器202和所述第一缓冲驱动器204与所述第二控制器201连接，所述第二缓冲驱动器205与所述第二控制器201连接。

优选地，所述物理量转换电路包括第三缓冲驱动器301、第四缓冲驱动器306、分压器302、第二运算器303、第二转换器304、反馈器305，其中所述分压器302与原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述第二转换器304与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述第二转换器304通过所述第三缓冲驱动器301与所述分压器302连接，所述第二转换器304通过所述第四缓冲驱动器306与所述反馈器305连接，所述反馈器305和所述分压器302分别与所述第二运算器303连接。

优选地，所述原始物理量采样模块包括但不限于体外式原始物理量采样模块和侵入式原始物理量采样模块。

优选地，所述体外式原始物理量采样模块为传感器组件或电路(如温度传感器、心跳传感器等)，所述侵入式原始物理量采样模块为侵入式探头组件或电路(即医用探头、探针等)。

优选地，所述显示和/或接收设备为显示器。

优选地，所述显示和/或接收设备为监护仪。

当然，所述显示和/或接收设备即可以为接收设备，也可以为显示设备，同时还可以是接收和显示设备，本领域技术人员可以根据实际的使用情况进行相应的设计，本实用新型对此不作限定。

优选地，所述信息中心系统包括但不限于医院HIS设备、LIS设备、PACS设备。

优选地，所述数据传输模块包括但不限于有线模块、蓝牙模块、低功耗蓝牙模块、WIFI模块、ZIGBEE模块、Sub-1G模块、GPRS模块、2/3/4/5G模块。

本实用新型中有线连接方式可以为通过电线、接口等方式进行连接；无线连接则为通过蓝牙、低功耗蓝牙、WIFI、ZIGBEE、SUB-1G、GPRS、2/3/4/5G等方式进行连接，由于本领域技术人员应当知晓，故本实施例对此不作赘述。

本实施例中所指代的物理量包括但不限于数字值或者数字值和物理单位的组合。

在一优选实施例中，原始物理量采样模块：优选为佩戴于腋下的体温传感器，使用低功耗蓝牙通信。用于采集物理量(生理参数)，并将上述物理量经或不经转换为同类或不同类的可被显示或测量部分检测的物理量。

数据传输模块:蓝牙转蓝牙或者蓝牙转WIFI，同时根据具体的生理参数数据，做数据处理分析的任务，并将得到的结果通过无线发送给物理量转换电路；数据传输模块负有扩展传输距离及做数据处理分析的任务。数据传输模块可连接多种有线或无线外设，并且可以支持多种无线频率。对于低功耗蓝牙，可以同时做主或从设备。其可以完成蓝牙与wifi互转，蓝牙与蓝牙互转。也可以完成对原始数据的处理，得到处理后的数据。

物理量转换电路：将收到的生理参数(如温度等)转换为对应的电阻值，经接口转换电路接入监护仪；即其可以完成采集物理量到另一种待显示或采集的物理量的转换。

接口转换电路：用于兼容不同品牌的监护仪的不同接口标准；接口转换电路不改变物理量的性质，仅将物理量从一端传输到另一端，以便实现不同接口的匹配。

显示和/或接收设备可以是某种专用显示器如监护仪，或某种物理量测量设备如万用表，等其他可接收物理量的显示或执行设备。用于显示外部传感器采样得到的各种生理参数，并给出报警提示；

医院HIS、LIS、PACS系统：记录、存储病人信息、其生理参数及诊疗信息的系统。

其中生理参数包括但不限于心电、呼吸、血氧、脉率、体温、心率、血压等物理量。

以心电数据为例，心电数据在采集后，存在50/60HZ干扰及基线的低频漂移，在分析这些数据前，需要将干扰滤除，那么可以在采集部分或传输部分部署数据处理部分，对心电采集的原始数据做工频滤波处理及低频滤波,从而得到相对干净的心电波形。进一步，可以对心电波形做分析，得出心率甚至根据波形做病情分析。之于其他物理量，本申请不在一一赘述，本领域技术人员应当知晓。

本实用新型中，所述原始物理量采样模块和所述物理量转换模块可以集成在一起，也可以以分立元件的形式存在；所述原始物理量采样模块和所述数据传输模块可以集成在一起，也可以以分立元件的形式存在；所述数据传输模块和所述显示和/或接收设备可以集成在一起，也可以以分立元件的形式存在；所述显示和/或接收设备和所述信息中心系统可以集成在一起，也可以以分立元件的形式存在。其集成和分立的具体设定方式本领域技术人员应当知晓，此处不赘述。

对于物理量转换电路，可以有多种形式，下面以具体的实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

参见图2，其为本实施例所述的物理量转换电路的原理图。

其中图中标号为101、102、103、104、105的元器件为单端口、双端口或多端口网络的电路模块、器件、或特定设备。具体如下：

信号发生器101：电路模块、器件或特定设备，通过其电路功能实现输出特定波形、幅度、相位等的特定信号。特定信号包括指定占空比的方波、或正弦波、或余弦波、或三角波等，同时也包括指定周期(单个或多个)内积分能量可控(指定振荡周期(单个或多个)内，指定信号范围对时间积分，结果可由程序或电路元器件或其他手段控制大小)的其他波形。

第一驱动器102：电路模块、器件或特定设备，通过其电路功能实现对信号发生器101输出信号的整形、或滤波、或隔离、或增加其驱动能力(提高信号输出电压和电流中的一项或两项)，抑或为导线、印刷电路、短路器等直接连接两端的器件。

第一控制器103：电路模块、器件或特定设备，通过其电气功能实现对第一驱动器102驱动的信号发生器101的特定波形进行相应控制。据其电路功能，模块或设备可为场效应管(N型或者P型)、晶体管(NPN型或者PNP型、或者达林顿管)、可控硅器件、集成开关器件、继电器、逻辑门器件(与非门或与或门、或其他数字逻辑器件)、集成比较器器件(例如LM393)等，可实现由输入信号控制输出信号功能的其他电路模块设备或器件。

第二驱动器104：电路模块、器件或特定设备，对第一控制器103输出的信号发生器101为自变量控制的因变量信号实现驱动功能。包括整形、或滤波、或隔离、或增加其驱动能力(提高信号输出电压和电流中的一项或两项)，抑或为导线、印刷电路、短路器等直接连接两端的器件。

第一转换器105：电路模块、器件或特定设备，对来自第二驱动器104的信号发生器101为自变量控制的因变量信号转换为模拟电阻信号、或模拟电压信号、或模拟电流信号。可以是电位器或相似功能模块、DAC器件或模块、流控恒流源、压控恒流源等，能实现对受控信号转换为模拟电阻、电压或电流信号功能的模块、器件或特定设备。

参见附图3，其为本实施例中的一优选方案，本领域技术人员可以按照该附图中电路结构实现物理量转换电路的功能。

实施例2

参见图4，其为本实施例所述的物理量转换电路的原理图。

其中图中标号为201、202、203、204、205的元器件为单端口、双端口或多端口网络的电路模块、器件、或特定设备。

原理描述如下：

原始物理量采样模块接入换能器203。换能器203内部存在恒流源电路或设备和受控恒压源电路或设备，恒流源与原始物理量采样模块串联形成恒定电流信号。第二缓冲驱动器205将接入换能器203的原始物理量采样模块信号采集隔离传输到第二控制器201，第二控制器201对隔离传输后的信号进行特定要求的受控分压或分流，并输出至第一运算器202。同时第一缓冲驱动器204将换能器203的原始物理量采样模块信号进行处理(滤波或放大等处理)，并输出至第一运算器202。第一运算器202对来自第一缓冲驱动器204第二控制器201的两组信号，进行要求设计的运算处理，并输出至换能器203内部受控恒压源。由于换能器203内部恒流源一定，恒压源受设计要求控制，根据部分电路安培定律变式：R＝U/I，可得，换能器203的输出电阻受内部恒压源影响，且为线性。同时恒压源受控，则输出电阻受控，从而达到程控输出电阻的目的。

第二控制器201：对来自第二缓冲驱动器205的信号进行特定要求的分压或分流并输出至后级电路。该电路或模块可以是电阻网络、数字电位器、分压器302、旋转电位器等，同时也包括可以实现所描述功能的其他元器件、电路模块。

第一运算器202：对第二控制器201输出电压或电流信号和第一缓冲驱动器204输出电压或电流信号进行特定要求的运算，对后级电路输出运算结果的电压或电流信号。该电路或模块可以是运算放大器、比较器、MCU等，同时也包括可以实现所描述功能的其他元器件、电路模块。

换能器203：对第一运算器202输出的信号进行转换，将指定输出的控制信号转换为指定电压输出，通过内部恒压源电路输出。电路内部含有一个或多个恒压源电路或模块，和一个或多个恒流源电路或模块。定恒流源与原始物理量采样模块串联；恒压源受运算器输出信号控制，以此控制输出电阻。该电路可以是电阻网络、运算放大器、比例放大器、仪用放大器等，同时也包括可以实现所描述功能的其他电路或模块。

第一缓冲驱动器204、第二缓冲驱动器205：对输入电压或电流信号，提供缓冲、放大、滤波、隔离等功能的电路结构或模块。该电路或模块可以是电压跟随器、射随器、集成驱动器、单倍增益放大器等，同时也包括可以实现所描述功能的其他元器件、电路模块。

参见附图5，其为本实施例中的一优选方案，本领域技术人员可以按照该附图中电路结构实现物理量转换电路的功能。

实施例3

参见图6，其为本实施例所述的物理量转换电路的原理图。

其中图中标号为301、302、303、304、305、306的元器件为单端口、双端口或多端口网络的电路模块、器件、或特定设备。

整体功能描述：

原始物理量采样模块连接到第二转换器304上，通过第三缓冲驱动器301将原始物理量采样模块输入信号传输到分压器302，分压器302对信号进行设定比例的分压处理后传输到第二运算器303。加在第二转换器304上的外部探头与第二转换器304内部采样电路构成回路，使第二转换器304的采样电路两端信号发生变化，变化的信号通过第四缓冲驱动器306隔离传输到反馈器305，反馈器305对采样信号进行特定要求的处理后传输至第二运算器303。第二运算器303将分压器302和反馈器305输入的信号进行特定要求的运算后，将运算结果信号传输至第二转换器304的驱动控制电路，第二转换器304的驱动控制电路对信号做出规定响应后，相应改变第二转换器304的输出电阻，使原始物理量采样模块检测到与系统预设相符的电阻值、电压值、或电流值。

第二运算器303、第二转换器304、第四缓冲驱动器306、反馈器305构成闭环反馈系统，动态稳定第二转换器304的驱动电路输出信号。

第三缓冲驱动器301、第四缓冲驱动器306：对输入电压或电流信号，提供缓冲、放大、滤波、隔离等功能的电路结构或模块。该电路或模块可以是电压跟随器、射随器、集成驱动器、单倍增益放大器等，同时也包括可以实现所描述功能的其他元器件、电路模块。

分压器302：对来自第三缓冲驱动器301输出的电压或电流信号实现设定比例值的分压或分流并输出到后级电路。该电路或模块可以是电阻网络、旋转电位器、数字电位器、集成DAC器件等，同时也包括可以达到所描述功能的其他元器件和电路模块。

第二运算器303：对第三缓冲驱动器301输出电压或电流信号和反馈器305输出电压或电流信号进行特定要求的运算，对后级电路输出运算结果的电压或电流信号。该电路或模块可以是运算放大器、比较器、MCU等，同时也包括可以实现所描述功能的其他元器件、电路模块。

第二转换器304：对第二运算器303输出的运算结果进行响应的电路或模块，包括一个或多个驱动电路和一个或多个采样电路。驱动电路负责对第二运算器303输出的运算结果进行规定形式(电压、电流、电阻等)的输出；采样电路负载对驱动电路输出后的信号进行采样并通过第四缓冲驱动器306输入反馈器305中。驱动器可以是场效应管(Nmos或Pmos)、晶体管(NPN或PNP)、达林顿管、可控硅、晶闸管等，同时也包括可以实现所描述功能的其他电路或模块；采样电路可以是采样电阻、集成电流电压采样电路等，同时也包括可以实现所描述功能的其他电路或模块。

反馈器305：对第二转换器304采样电路输出的信号进行运算、滤波、放大、整形等，并反馈(正反馈或负反馈)到运算器第二运算器303的电路或模块。该电路可以是电阻网络、运算放大器、比例放大器、仪用放大器等，同时也包括可以实现所描述功能的其他电路或模块。

参见附图7，其为本实施例中的一优选方案，本领域技术人员可以按照该附图中电路结构实现物理量转换电路的功能。

本申请提供了一种利用显示端或存储端或执行端原有的接口，接入另外一种比如非标配的采集端的物理量的方法。具体到实际的在医疗上的应用，就是各种大量出现的新型的可穿戴设备，提供了各种不同的采集量，可以使用我们的方法通过标准监护仪，接入医院的HIS系统。这个方案解决了非标准设备接入信息中心系统困难的问题，对于未来大量出现的可穿戴设备，提供了一种迅速进入医疗级别的方法，可以大幅推进可穿戴设备的普及，而医院场景的容易接入，也会激励可穿戴设备的研发。而医院的接入场景仅是这个方案在医疗行业的一个具体应用，在其他的涉及到测量采集显示存储的行业也必然会存在同样的问题，都可以依照这个方案来解决。

即本实用新型所述的多参数监控系统，方便将原始物理量采样模块采集到的数据在病房和手术室间接入系统，做到术前、术中、术后可以持续佩戴，连续监测。无线连接方式也可以方便病人自由活动。而且非侵入式的传感器避免对病人身体造成损伤，并且大幅降低医护人员术前的准备工作；例如避免在术前向患者体内安装侵入式探头。另外可以通过显示和/或接收设备将原始物理量采样模块的数据接入信息中心系统种,从而加速可穿戴设备的发展及使用的普及。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种多参数监控系统，其特征在于：包括至少一个原始物理量采样模块、至少一个物理量转换模块、至少一个数据传输模块、至少一个显示和/或接收设备，所述物理量转换模块至少包括一物理量转换电路和接口转换电路；所述物理量转换电路包括依次连接的信号发生器、第一驱动器、第一控制器、第二驱动器、第一转换器，其中所述第一转换器输出端与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述信号发生器与所述原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接。

2.如权利要求1所述的多参数监控系统，其特征在于：数据传输模块通过有线或者无线的方式设置在所述原始物理量采样模块和所述物理量转换模块之间。

3.如权利要求2所述的多参数监控系统，其特征在于：所述显示和/或接收设备与所述物理量转换模块连接。

4.如权利要求3所述的多参数监控系统，其特征在于：还包括信息中心系统，其与所述显示和/或接收设备通过有线或者无线的方式进行连接。

5.如权利要求4所述的多参数监控系统，其特征在于：所述接口转换电路通过有线或者无线的方式设置在所述物理量转换电路与所述显示和/或接收设备之间。

6.如权利要求5所述的多参数监控系统，其特征在于：所述物理量转换电路包括第二控制器、第一运算器、换能器、第一缓冲驱动器、第二缓冲驱动器，其中所述第二控制器与原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述换能器与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述换能器分别与所述第一运算器、所述第一缓冲驱动器、所述第二缓冲驱动器连接，所述第一运算器和所述第一缓冲驱动器与所述第二控制器连接，所述第二缓冲驱动器与所述第二控制器连接。

7.如权利要求5所述的多参数监控系统，其特征在于：所述物理量转换电路包括第三缓冲驱动器、第四缓冲驱动器、分压器、第二运算器、第二转换器、反馈器，其中所述分压器与原始物理量采样模块或者所述数据传输模块连接，所述第二转换器与所述接口转换电路或者所述显示和/或接收设备连接，所述第二转换器通过所述第三缓冲驱动器与所述分压器连接，所述第二转换器通过所述第四缓冲驱动器与所述反馈器连接，所述反馈器和所述分压器分别与所述第二运算器连接。

8.如权利要求1所述的多参数监控系统，其特征在于：所述原始物理量采样模块包括但不限于体外式原始物理量采样模块和侵入式原始物理量采样模块。

9.如权利要求8所述的多参数监控系统，其特征在于：所述体外式原始物理量采样模块为传感器组件或电路，所述侵入式原始物理量采样模块为侵入式探头组件或电路。

10.如权利要求3所述的多参数监控系统，其特征在于：所述显示和/或接收设备包括但不限于显示器或监护仪。

11.如权利要求4所述的多参数监控系统，其特征在于：所述信息中心系统包括但不限于医院HIS设备、LIS设备、PACS设备。

12.如权利要求2所述的多参数监控系统，其特征在于：所述数据传输模块包括但不限于有线模块、蓝牙模块、低功耗蓝牙模块、WIFI模块、ZIGBEE模块、Sub-1G模块、GPRS模块、2/3/4/5G模块。