專利名稱：雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種醫(yī)療監(jiān)護(hù)裝置，特別涉及一種雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是醫(yī)院的常規(guī)設(shè)備之一，是醫(yī)院的不可缺少的重要設(shè)備，通過24小時對各種生理參數(shù)的監(jiān)測及分析，在病人的生理機(jī)能參數(shù)超出某一數(shù)值時發(fā)出警報，提醒醫(yī)護(hù)人員或病人家屬進(jìn)行搶救的一種監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，是醫(yī)護(hù)人員診斷和治療及創(chuàng)救的重要參考指標(biāo)。廣泛地用在I⑶、(XU、病房和手術(shù)室。監(jiān)護(hù)儀與監(jiān)護(hù)診斷儀器不同，它必須24小時連續(xù)監(jiān)護(hù)病人的生理參數(shù)，檢出變化趨勢，指出臨危情況，供醫(yī)生應(yīng)急處理和進(jìn)行治療的依 據(jù)，使并發(fā)癥減到最少，達(dá)到緩解并消除病情的目的。但是很多情況，醫(yī)院無法提供足夠的床位和病房，這樣許多癥狀較輕的但仍須監(jiān)護(hù)的病人就無法得到相應(yīng)的監(jiān)護(hù)服務(wù)，另外，對于很多病人他們也不必長期住院，但是也需要對一項或幾項基本參數(shù)長期監(jiān)護(hù)，如何在不影響病人基本生活的情況下，完成對這些病人醫(yī)療服務(wù)。特別是老年人監(jiān)護(hù)服務(wù)，由于心腦血管疾病具有突發(fā)性，所以在監(jiān)測到危險情況時，如何及時合理的處理，是當(dāng)前急需解決的問題。同時由于多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀相對較復(fù)雜，造價也較為昂貴，普通消費者難于承受，特別對于潛在性疾病，往往具有突發(fā)性，發(fā)病前病人生活基本正常，但一旦發(fā)病就是不可逆的，如心臟病、腦溢血等，而且有效救助時間非常短，這種情況病人對監(jiān)護(hù)儀造價和便攜性就提出更高的要求。監(jiān)護(hù)儀基本原理監(jiān)護(hù)儀功能各異，其具體工作原理也不同，但一般都是通過傳感器感應(yīng)各種生理變化并轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過信號調(diào)理電路進(jìn)行放大、濾波和初步處理，再通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和計算，并在顯示屏中的各個功能模塊顯示出來，或根據(jù)需要記錄，打印下來，當(dāng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)超出設(shè)定的指標(biāo)時，就會激發(fā)警報系統(tǒng)，發(fā)出信號引起醫(yī)護(hù)人員的注意。監(jiān)護(hù)儀的最基本監(jiān)護(hù)的參數(shù)包括心電、血壓、血氧飽和度、脈搏和體溫等。除了溫度測量相對簡單外，其他基本參數(shù)的測量都較為復(fù)雜，比如心電采用生物電技術(shù)，直接通過電極在人的肢體上提取信號，進(jìn)行濾波放大，以監(jiān)控心臟的工作情況，同時可得到心率；測血壓常采用示波法是利用袖帶內(nèi)氣體加壓，通過壓力平衡原理得出動脈血的收縮壓、舒張壓和平均壓，無論哪種自動測血壓的方法都必須有一套加壓氣泵、放氣閥、袖帶以及相應(yīng)的氣路，由于測量時會阻斷動脈血管，因此不適合連續(xù)監(jiān)護(hù)；血氧飽和度是利用比爾定律，通過紅光紅外光檢測手指中的脈動成分和直流成分計算得到血氧飽和度，由于受外界光的干擾很大，必須在電路設(shè)計上進(jìn)行專門的處理。由此可見由于傳感器及方法的不同，當(dāng)這幾個基本參數(shù)同時進(jìn)行監(jiān)測時體積是難以縮小的。因此只有解決體積微型化問題，能夠方便的隨身攜帶，才能解決上面提到的問題，使這類監(jiān)護(hù)儀更實用化平民化
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是提供一種雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)采用單一傳感器配合相應(yīng)的算法實現(xiàn)多種重要人體基本監(jiān)測參數(shù)的監(jiān)測，使應(yīng)用該系統(tǒng)的人體多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀實現(xiàn)了微型化，可做成便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀如設(shè)計腕表方式即可實現(xiàn)血壓、血氧、心跳、脈率及溫度的監(jiān)測，并可以通過GPS和GPRS功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸、自動短信和電話報警、自動GPS衛(wèi)星定位等，特別對于突發(fā)行疾病，病人不能自主活動，自動短信和電話報警更具意義，能第一時間通知家屬、醫(yī)院和120急救，爭取寶貴的搶救時間。本實用新型是由光電傳感器、選頻及信號調(diào)理放大電路、整流電路、低通濾波及放大電路、高通濾波及放大電路、MCU分析計算單元、顯示器、數(shù)字溫度傳感器和GPRS系統(tǒng)或GPS系統(tǒng)構(gòu)成,其中的光電傳感器是由發(fā)光二極管、透鏡和光電池組成,發(fā)光二極管與MCU分析計算單元電連接，透鏡設(shè)置在發(fā)光二極管與光電池之間，光電池與選頻及信號調(diào)理放大電路信號連接，選頻及信號調(diào)理放大電路與整流電路電連接，整流電路與低通濾波及放大電路電連接，低通濾波及放大電路分別與MCU分析計算單元和高通濾波及放大電路電連接，高通濾波及放大電路與MCU分析計算單元電連接，顯示器、數(shù)字溫度傳感器和GPRS系統(tǒng) 與GPS系統(tǒng)與MCU分析計算單元信號連接。本實用新型的工作過程和原理是本實用新型的多組不同波長的發(fā)光二極管，按時序分時發(fā)射高頻載波信號(高頻是相對于人體有用信號頻率較低而言)，不同波長的光通過透鏡透過人體后(如手腕)就包含有脈搏、血壓、血氧等信息，由于人體有些部位較厚，光線透過人體衰減比較嚴(yán)重，所以采用功率較大的發(fā)光二極管，同時配以光學(xué)透鏡使光線直射入人體，提高光線透過的強(qiáng)度，這種高頻載波光信號，經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換成電信號，先經(jīng)過選頻電路選擇載波信號，去除掉環(huán)境光及其他光的干擾信號，然后經(jīng)信號調(diào)理放大電路的放大，再經(jīng)過有源精密整流電路進(jìn)行載波信號的解調(diào)，通過低通濾波及放大電路完成最終的解調(diào)及對解調(diào)得到的信號進(jìn)行濾波放大，得到直流分量，通過低通濾波及放大電路和高通濾波及放大電路得到交流分量，得到的交直流分量分別輸入給MCU分析計算單元，數(shù)字溫度傳感器得到的體溫數(shù)據(jù)傳輸給MCU分析計算單元，各種數(shù)據(jù)信息可由顯示器直觀的顯示出來，當(dāng)達(dá)到報警的數(shù)值時，可以由GPRS報警系統(tǒng)報警，并可由GPS實現(xiàn)患者位置的定位，通過經(jīng)解調(diào)濾波分別得到的交流分量和直流分量信息可得到飽和血氧含量，飽和血氧含量的測量可選擇波長為\ ! = 640nm和\ 2 = 900nm的高頻載波光束分時發(fā)射，分別
得到、!光束的交流分量Zj1e和直流分量/I，以及X 2光束的交流分量/&和直流分量/&，由于人體血氧含量短時間內(nèi)不會發(fā)生較大變化，所以兩種波長的光分別作用時可認(rèn)為是同一時間得到的值，通過下式即可計算出血氧飽和度
/ 氣'/ Sp 2 = A ~ S .————
/4I I /-*3
i^C 1 tDC其中A和B系數(shù)與傳感器及測量部位不同而不同。由于交流分量即動脈血的波動，因此可記錄波動情況并通過顯示器顯示波形得到動脈血的脈動圖像，如圖3所示的脈搏波形圖，同時可計算出脈率，其波形和心電一樣，可分析出心臟工作情況(中醫(yī)的切脈就是利用這個信息)，結(jié)合脈率和其動脈血脈動圖像得到心率及心臟的基本工作狀態(tài)(脈率通常與心率一致，但房顫的病人脈搏比心率要少)。[0014]血壓分析也是利用動脈血的脈動圖像包含信息連續(xù)監(jiān)測血壓，如圖3所示的脈搏波形圖，傳統(tǒng)自動血壓儀體積大不便攜帶，而且測量時會阻斷血管，因此不能連續(xù)監(jiān)測；本實用新型經(jīng)大量的實驗得到脈動波形的各個參數(shù)與血壓之間的關(guān)系，從而得出收縮壓SP和舒張壓DP的經(jīng)驗公式，見下兩式
權(quán)利要求1.一種雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于是由光電傳感器、選頻及信號調(diào)理放大電路、解調(diào)電路、低通濾波及放大電路、高通濾波及放大電路、MCU分析計算單元、顯示器、數(shù)字溫度傳感器和GPRS系統(tǒng)或GPS系統(tǒng)構(gòu)成,其中的光電傳感器是由發(fā)光二極管、透鏡和光電池組成，發(fā)光二極管與MCU分析計算單元電連接，透鏡設(shè)置在發(fā)光二極管與光電池之間，光電池與選頻及信號調(diào)理放大電路信號連接，選頻及信號調(diào)理放大電路與解調(diào)電路電連接，解調(diào)電路與低通濾波及放大電路電連接，低通濾波及放大電路分別與MCU分析計算單元和高通濾波及放大電路電連接，高通濾波及放大電路與MCU分析計算單元電連接，顯示器、數(shù)字溫度傳感器、GPRS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)與MCU分析計算單元信號連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)字溫度傳感器為18B20數(shù)字溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述MCU分析計算單元的內(nèi)部具有集成多路A/D轉(zhuǎn)換器的ARM7系列微處理器。
專利摘要本實用新型公開了一種雙光多參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，是由光電傳感器、選頻及信號調(diào)理放大電路、解調(diào)電路、低通濾波及放大電路、高通濾波及放大電路、MCU分析計算單元、顯示器、數(shù)字溫度傳感器、GPRS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)構(gòu)成，光電傳感器是由發(fā)光二極管、透鏡和光電池組成，發(fā)光二極管與MCU分析計算單元電連接，透鏡設(shè)置在發(fā)光二極管與光電池之間，光電池與選頻及信號調(diào)理放大電路信號連接，選頻及信號調(diào)理放大電路與解調(diào)電路電連接，解調(diào)電路與低通濾波及放大電路電連接，低通濾波及放大電路分別與MCU分析計算單元和高通濾波及放大電路電連接，高通濾波及放大電路與MCU分析計算單元電連接，顯示器、數(shù)字溫度傳感器、GPRS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)與MCU分析計算單元信號連接。
文檔編號A61B5/00GK202489937SQ20122014704
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者張德江, 陳戈華 申請人:長春工業(yè)大學(xué)