專利名稱：智能健康監(jiān)護儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種全新的醫(yī)用儀器，具體地說是一種智能健康監(jiān)護儀。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對健康關(guān)注程度在不斷提高。諸如痢疾、鼠疫等特定傳染病已經(jīng)得到了有效控制，主要疾病也逐漸從急性傳染病變?yōu)槁詡魅静?。諸如高血壓、心臟病、糖尿病和癌癥等疾病的防治與愈后康復，已成為需要解決的主要問題。世界衛(wèi)生組織估算，慢性疾病的發(fā)病率呈現(xiàn)快速上升趨勢，預計到2020年，慢性病將成為人類失能(Disability)的主要原因。擁有智能健康監(jiān)護儀，人們可以根據(jù)數(shù)據(jù)自己判斷被監(jiān)護人員的身體狀況。對于大病初愈的用戶，可以觀察到手術(shù)和治療效果；對于慢性病就可以在早期得以發(fā)現(xiàn)，醫(yī)生采取相應的醫(yī)療措施進行解決；對于突發(fā)型病，監(jiān)護人可以采取一些自救措施，同時也可以通過遠程通信，將監(jiān)護人的狀況通知到監(jiān)護人的家屬及通知到社區(qū)醫(yī)生甚至通知到醫(yī)院的醫(yī)生，此時醫(yī)生也可以通過網(wǎng)絡給監(jiān)護人或其家屬簡單的應急醫(yī)囑，使監(jiān)護人能夠得到及時的診斷和救治。我國對健康監(jiān)護系統(tǒng)的研究起步較晚，監(jiān)護儀為“PC+監(jiān)護儀”的結(jié)構(gòu)，多用8位單片機實現(xiàn)，不能脫離PC工作，這在一定程度上制約了其發(fā)展和推廣，且在特殊品種和某些性能指標上尚存在差距；在外殼設(shè)計和工藝、主要硬件結(jié)構(gòu)和功能指標方面，已經(jīng)達到或接近國外先進產(chǎn)品水平，可以滿足一般臨床需要。但是，至今沒有研發(fā)出便于攜帶的智能健康監(jiān)護儀。國外較早的開展了這一領(lǐng)域的研究，并取得了很多優(yōu)秀成果。但是國外產(chǎn)品都是采用聲耦合方式調(diào)制到音頻使用電話線傳輸，生理參數(shù)模塊通過串口連接終端，且整個設(shè)備的價格不菲，不適應我國的國情。同樣，他們現(xiàn)在也沒有研發(fā)出體積小的健康智能監(jiān)護儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:研制一款便攜式的智能健康監(jiān)護儀。該智能健康監(jiān)護儀能對患者進行實時監(jiān)護，包括對心電、心音、脈搏、體溫等生理信號的采集、顯示、分析處理、網(wǎng)絡傳輸?shù)?。該監(jiān)護儀能通過因特網(wǎng)實時的將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)護中心，以實現(xiàn)遠程實時監(jiān)護，監(jiān)護中心端軟件實現(xiàn)包括對各病人生理信號數(shù)據(jù)的接收、顯示、管理、分析
處理等。本項目研究包括心電、血壓、脈搏、體溫、呼吸、腦電等生命指征信號提取、識別及傳輸方法；研制人體生命指征信號檢測處理模塊；開發(fā)基于遠程醫(yī)療信息交互系統(tǒng)。此款智能健康監(jiān)護儀具有外觀精致，小巧玲瓏，便于攜帶，操作方便、簡單，檢測準確，性價比高等特點。它使得被監(jiān)護人能夠擁有較多的自由活動空間，在獲得較準確的測量指標的同時，免除人們在家庭與醫(yī)院之間奔波的勞苦。在異常的生命指征信號出現(xiàn)時，患者本人可以采取一些自救措施，同時也可以通過遠程通信，將患者的狀況通知到患者的家屬及通知到社區(qū)醫(yī)生甚至通知到醫(yī)院的醫(yī)生，此時醫(yī)生也可以通過網(wǎng)絡給患者或其家屬簡單的應急醫(yī)囑，使患者能夠得到及時的診斷和救治，為個體、社區(qū)的遠程醫(yī)療服務。同時，智能健康監(jiān)護儀，通過Internet網(wǎng)絡可以構(gòu)建遠程醫(yī)療信息網(wǎng)，不僅有利于發(fā)達地區(qū)的人獲得保健服務，也有利于貧困地區(qū)的人獲得必要的醫(yī)療健康服務。她將面向個體、面向社區(qū)，是移動醫(yī)療與遠程醫(yī)療網(wǎng)絡的關(guān)鍵技術(shù)之一，是醫(yī)療、社區(qū)服務領(lǐng)域的發(fā)展方向。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:智能健康監(jiān)護儀由單片機控制模塊(I)、心電信號采集及調(diào)理模塊(2)、心音信號調(diào)理模塊電路(3)、體溫信號調(diào)理模塊
(4)、脈搏信號調(diào)理模塊(5)、血壓信號調(diào)理模塊￠)、生理信號采集板(7)、信號處理模塊、數(shù)據(jù)通信模塊(9)、語音告警模塊(10)、LCD觸摸顯示模塊(11)、電源模塊(12)等幾部分組成。各模塊的作用為:1、數(shù)據(jù)存儲處理、各項指令發(fā)布。2、將心臟產(chǎn)生的電位變化以時間為函數(shù)記錄下來，形成心電圖(ECG)。ECG信號可直接加到采集板進行A/D轉(zhuǎn)換。本模塊包括前端放大和右腿驅(qū)動電路、高通濾波電路和二級放大電路、二階低通濾波電路、雙T有源陷波器、電平提升電路等。3、采集心肌收縮、心臟瓣膜關(guān)閉和血液撞擊等引起的振動所產(chǎn)生的聲音，即心音。采用心音換能器對心音信號進行有效提取并進行處理，放大、濾波，可以輸出清晰、穩(wěn)定的心音信號，由此來進行心音的采集。4、米集體 溫信號,本模塊選用AD590溫度傳感器。5、采集脈搏信號，使用指套式光電傳感器，由發(fā)光二極管和光電三極管組成，指套減少了外界光的干擾。6、檢測血壓，本模塊采用MPS2100壓力傳感器測量壓力值。。7、專門用于前端生理信號的采集，并通過串口與開發(fā)板進行通信?；贏TmegaS單片機。8、處理收集到的模擬信號和數(shù)字信號。9、數(shù)據(jù)通信，采用了 3G技術(shù)。性價比高，價格適宜；安全性較好；實時性好:數(shù)據(jù)傳輸速度快，大眾易于接受和推廣。10、聲光報警，分別指示監(jiān)護的生理數(shù)據(jù)異?；騼x器異常。11、顯示采集并經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)給用戶，用戶可通過觸摸屏向機器下發(fā)指令，實現(xiàn)人際互動。12、給用電模塊提供電源。本實用新型的有益效果是，可對生理參數(shù)的實時采集和處理，并將生理參數(shù)和處理結(jié)果無失真的傳送到醫(yī)院服務器。醫(yī)院服務器將智能終端傳送來的數(shù)據(jù)存儲并顯示，供醫(yī)生進一步分析診斷。醫(yī)生可將診斷結(jié)果和意見通過網(wǎng)絡發(fā)送給智能終端。診斷結(jié)果可在終端上顯示，供病人或監(jiān)護對象參考。

附圖是本實用新型的的整體設(shè)計方案圖。圖1為智能健康監(jiān)護儀檢測終端方案MCU-1，圖2為智能健康監(jiān)護儀檢測終端方案MCU-2，圖3為硬件系統(tǒng)總體框圖，圖4為生理信號采集板主芯片電路，圖5為六路A/D通道分配表。
具體實施方式
參照附圖對本實用新型作以下具體的詳細說明:如附圖1，2所示，本系統(tǒng)由血壓、心音、脈搏、心電、溫度傳感器、模擬信號處理部分、數(shù)字信號處理部分、數(shù)據(jù)通信部分、語音告警及IXD顯示等六部分組成，除完成對血壓、體溫、脈搏、心電、心音進行檢測監(jiān)護外，還有語音告警、藍牙傳輸、數(shù)據(jù)儲存等功能。該系統(tǒng)可對生理參數(shù)的實時采集和處理，并將生理參數(shù)和處理結(jié)果無失真的傳送到醫(yī)院服務器。醫(yī)院服務器將智能終端傳送來的數(shù)據(jù)存儲并顯示，供醫(yī)生進一步分析診斷。醫(yī)生可將診斷結(jié)果和意見通過網(wǎng)絡發(fā)送給智能終端。診斷結(jié)果可在終端上顯示，供病人或監(jiān)護對象參考。多參數(shù)檢測系統(tǒng)由腕帶和附著在腕帶上的監(jiān)測盒組成，采用雙微處理器，MCU-2完成各項生命指征信號采集和分析，MCU-1完成人機交互和數(shù)據(jù)通信。如附圖3所示，本系統(tǒng)的主機MPU采用Samsung公司生產(chǎn)S3C2410處理器，S3C2410處理器為ARM920T內(nèi)核CPU，最高支持的頻率達200M，并具有MMU虛擬內(nèi)存管理單元，可以輕松的運行起嵌入式Linux，同時擁有豐富的片內(nèi)外設(shè)，具有很高的性價比。圖2-3為硬件系統(tǒng)總體框圖，由于S3C2410芯片內(nèi)部已經(jīng)包含了 UART、IXD、網(wǎng)卡、SDRAM、FLASH等驅(qū)動控制器，這樣就大大簡化了主機的外圍電路，而且采集卡利用了 ATmegaS單片機上集成的A/D采集和串口通信，只要設(shè)計了生理信號調(diào)理電路就能完成采集卡的電路設(shè)計，總體電路簡潔，可以實現(xiàn)監(jiān)護儀的小型化要求。在進行開發(fā)工作時，將S3CEB2410開發(fā)板與其配套的JATG仿真器UnetlCE相結(jié)合進行開發(fā)，當編寫完應用程序后，用Unet ICE將可執(zhí)行文件下載到開發(fā)板上調(diào)試。最后當完成程序的開發(fā)工作，用Unet ICE將程序固化到開發(fā)板的NANDFlash 中 ο 如附圖4所示，雖然開發(fā)板上也外擴了 S3C2410芯片內(nèi)部的8通道ADC接口，但由于在本設(shè)計中采用了觸摸屏，它占用了 CPU內(nèi)ADC的兩路，如果還要用其它6通道作為生理信息的采集A/D通道，在后期軟件設(shè)計時將會非常復雜。因為這8路A/D是分時復用的，當我們?nèi)龠M行A/D轉(zhuǎn)換時，還得考慮將ADC的時間片分出一部分以保持觸摸屏的響應，系統(tǒng)整體的性能帶來很大影響，在多通道同時采集時沖突尤其明顯。為此在ARM開發(fā)板的基礎(chǔ)上，我們又開發(fā)了基于ATmegaS單片機的串口數(shù)據(jù)采集板，專門用于前端生理信號的采集，并通過串口與開發(fā)板進行通信。ATmega8內(nèi)包含了 8路IObit (ADC4和ADC5為8bit)的ADC，轉(zhuǎn)換時間為65us-260us，在本系統(tǒng)中設(shè)計的采樣頻率為200Hz，因此ATmega8內(nèi)的ADC可以滿足采樣時間上的要求，從而可以簡化采集板的電路設(shè)計。TmegaS單片機內(nèi)部和外部的數(shù)字電路產(chǎn)生的電磁干擾，用一個O歐姆電阻將模擬地與數(shù)字地隔開，同時將AVCC通過用LI與C8組成的LC網(wǎng)絡與VCC連接，將模擬電源AVCC與字電源VCC隔離。由于在此電路中將要選擇AVCC為參考電源，因此將AREF引角通過電容C12接地，以避免干擾。為了增加可用性，在ATmegaS上直接外接兩個LED燈當程序運行時起到指示作用。圖5為此設(shè)計中各模擬輸入的A/D通道分配表。上面所述的實施僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書。
權(quán)利要求1.本實用新型技術(shù)方案主題名稱為智能健康監(jiān)護儀，與現(xiàn)有技術(shù)共有的技術(shù)特征為采用嵌入式控制方式，其特征是本實用新型由單片機控制模塊(I)、心電信號采集及調(diào)理模塊(2)、心音信號調(diào)理模塊電路(3)、體溫信號調(diào)理模塊(4)、脈搏信號調(diào)理模塊(5)、血壓信號調(diào)理模塊￠)、生理信號采集板(7)、信號處理模塊(8)、數(shù)據(jù)通信模塊(9)、語音告警模塊(10)、LCD觸摸顯示模塊(11)、 電源模塊(12)等幾部分組成。
專利摘要本實用新型名稱為“智能健康監(jiān)護儀”，是由單片機控制模塊(1)、心電信號采集及調(diào)理模塊(2)、心音信號調(diào)理模塊電路(3)、體溫信號調(diào)理模塊(4)、脈搏信號調(diào)理模塊(5)、血壓信號調(diào)理模塊(6)、生理信號采集板(7)、信號處理模塊(8)、數(shù)據(jù)通信模塊(9)、語音告警模塊(10)、LCD觸摸顯示模塊(11)、電源模塊(12)等幾部分組成。本實用新型可對多種生理參數(shù)的實時采集和處理，并將生理參數(shù)和處理結(jié)果無失真的傳送到醫(yī)院服務器。醫(yī)院服務器將智能終端傳送來的數(shù)據(jù)存儲并顯示，供醫(yī)生進一步分析診斷。醫(yī)生可將診斷結(jié)果和意見通過網(wǎng)絡發(fā)送給智能終端。診斷結(jié)果可在終端上顯示，供病人或監(jiān)護對象參考。
文檔編號A61B5/0205GK203042224SQ20122018329
公開日2013年7月10日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者劉沖, 楊光軍 申請人:德州學院