專利名稱：遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種遠程無線網(wǎng)絡(luò)生命體征監(jiān)測儀器，用于多種生理參數(shù)的實時監(jiān)測， 可以用于醫(yī)療機構(gòu)也可以用于個人健康體檢。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，有關(guān)生命體征的監(jiān)測儀器在臨床應(yīng)用中較為普及，它對臥床病人，尤其是手術(shù) 后病人、或重癥病人的心電、血壓、血氧、呼吸、脈率、體溫等生命體征能夠進行實時監(jiān) 控，這不僅使病人能及時了解自己的身體健康狀況，而且也有助于醫(yī)生及時了解病人的病 情，以便采取更為有效的治療手段。隨著社會老齡化程度的提高，越來越多的老年人需要 在家進行長期的醫(yī)療監(jiān)護，尤其是一些長期患有慢性老年疾病的人或長期臥床的老人更需 要對他的一些生命體征進行經(jīng)常性地監(jiān)控，以便自己及時了解自己的身體狀況，及時地就 醫(yī)。然而由于遠離醫(yī)院，而無法實施遠距離的生命體征的實時監(jiān)控。同時有關(guān)生命體征的 監(jiān)測儀器在用于家庭的個人健康生理參數(shù)監(jiān)測的應(yīng)用方面手段也還是一片空白。
實用新型內(nèi)容
本實用新型目的在于克服上述存在的不足，提供一種能進行遠程控制的遠程無線網(wǎng)絡(luò) 生理多參數(shù)監(jiān)測儀，它具有心電、血壓、血氧、呼吸、脈率、體溫等生理信號采集和顯示 功能，同時利用無線通訊技術(shù)，將數(shù)據(jù)用GPRS/CDMA通信信道傳輸技術(shù)傳輸?shù)竭h程系統(tǒng)服 務(wù)器，進行顯示、存儲、分析，控制和管理，該遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀可以用GSM 短信方式接收遠程系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)出的采集數(shù)據(jù)分析反饋。
本實用新型目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，外殼上設(shè)有觸摸式液晶顯示屏及操作 按鈕，連接外殼有主控模塊與接口模塊，主控模塊與接口模塊和血壓、心電、呼吸、血氧、 脈率、體溫采集模塊全部或部分相連(可根據(jù)需要)，上述主控模塊與接口模塊和生理參 數(shù)采集模塊相連，同時又和無線通訊模塊相連；實現(xiàn)對血壓、心電、呼吸、血氧、脈率、 體溫等全部或部分生理參數(shù)實時采集，對所獲得的生理參數(shù)進行數(shù)據(jù)，可以根據(jù)需要及時 地接收分析結(jié)果反饋。
所述的外殼上設(shè)有聯(lián)接心電、血壓、呼吸、體溫、血氧、脈率等多種生理參數(shù)采集探 頭(或稱傳感器、袖帶等)的插座，且上述插座連接與心電、呼吸采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的心 電多導(dǎo)聯(lián)線，連接與血氧、脈率采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的血氧探頭，連接與體溫采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的體溫探頭，連接與血壓采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的血壓袖帶；根據(jù)所采集生理參數(shù)的需要
上述連接可以同時全部或部分實現(xiàn)連接。
所述的血壓采集模塊還與配置的電動氣泵和電磁氣閥相連并控制其工作。 所述的無線通訊模塊設(shè)有GPRS/CDMA數(shù)據(jù)傳輸和GSM短信數(shù)據(jù)接收信道傳輸電路和用
于讀、寫SIM卡的讀卡電路。
所述的無線通訊模塊連接有用于信號發(fā)射與接受的內(nèi)置天線；所述的無線通訊模塊采 用高性能的無線通信模塊設(shè)計，采用的通信方式為GPRS/CD區(qū)無線蜂窩網(wǎng)+Internet廣域 網(wǎng)、嵌入式TCP/IP通信協(xié)議。
所述的主控模塊及接口模塊包括主控模塊，與該主控模塊分別相接有血壓數(shù)據(jù)接口、 心電采集接口、血氧數(shù)據(jù)接口、體溫數(shù)據(jù)接口、無線數(shù)據(jù)傳輸接口、 TFT液晶屏、鍵盤輸 入、聲音輸出；所述的主控模塊采用高速嵌入式處理器作為主控CPU，在主控模塊中還設(shè) 有電源管理。
所述的血壓采集模塊是通過連接袖帶的壓力傳感器來實現(xiàn)，該壓力傳感器依次與前置 放大器、低通濾波器相連，并一路直接接入ADC，另一路脈搏信號經(jīng)過帶通濾波器和后級 放大器后，也接入血壓采集模塊，該血壓采集模塊進行氣泵控制和氣閥控制，把氣壓送入 袖帶，另一方面又通過血壓數(shù)據(jù)接口接入主控模塊。
所述的心電呼吸采集模塊主要有前置放大器、帶通濾波器、陷波器、后級放大器組成， 采集信號是利用心電傳感器來完成；前置放大器采用具備高輸入阻抗、高共模抑制比、低 噪聲、低漂移、低功耗等特點的高性能單片放大器；帶通濾波器完成濾除O. 05-300Hz頻率 之外的雜波信號，陷波器針對工頻信號進行衰減，后級放大器將信號放大到-2. 5V—+2. 5V 之間送給ADC，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，在主控CPU的控制下進行心電信號采樣，提取心電波信 號、呼吸波信號和心率值；所述心電呼吸采集模塊通過心電采集接口與主控模塊相連。
所述的血氧采集模塊包括血氧檢測數(shù)字電路產(chǎn)生2kH脈沖信號控制恒流源加到血氧 傳感器上電壓的極性，使其交替發(fā)出波長660nm的紅光和波長940nm的紅外光；前置放大 器將從光敏二極管上得到的信號初步放大，通過模擬開關(guān)將紅光和紅外光信號分開，分別 解調(diào)濾波并分別經(jīng)后級放大送到MPU中的ADC，轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信息，并經(jīng)血氧數(shù)據(jù)接口與 主控模塊相連。
本實用新型具備心電、血壓、血氧、呼吸、脈搏、體溫等生理信號采集功能，同時利 用無線移動GPRS/CDMA通信信道傳輸技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程系統(tǒng)服務(wù)器，進行存儲、分 析和反饋，同時用GSM短信方式接收遠程系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)分析反饋。監(jiān)護儀自身也具備按鍵、顯示等人機對話功能，可以獨立對生理信號進行監(jiān)測。
本實用新型采用模塊化設(shè)計，在硬件設(shè)計上將心電、血壓、血氧、呼吸、脈率、體溫、 無線傳輸、主控與顯示分立成獨立的模塊進行研發(fā)，各模塊都進行參數(shù)和PCB布線優(yōu)化設(shè) 計，避免了各生理參數(shù)采樣工作的相互干擾，成功地解決了多參數(shù)監(jiān)護儀微型化過程中最 難解決的抗千擾問題，特別是無線通訊線路對其他采樣線路的干擾，使采集到的生理數(shù)據(jù) 精確而穩(wěn)定。

圖l為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖2為本實用新型所述主控及接口模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本實用新型血壓采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4為本實用新型心電、呼吸采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖5為本實用新型血氧采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖6為本實用新型體溫測量模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖7為本實用新型通訊模塊的結(jié)構(gòu)框圖；具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作詳細的介紹
參見圖1，本實用新型主要包括有外殼及模塊組成，外殼上設(shè)有觸摸式液晶彩色顯示 屏及操作按鈕，連接外殼有主控與接口模塊1，血壓采集模塊3，心電、呼吸、血氧、脈
率、體溫采集模塊2和無線通訊模塊4均接入主控及接口模塊1上。觸摸式液晶顯示屏及 操作按鈕通過液晶屏、鍵盤接口模塊5與主控及接口模塊1相連。
本實用新型還設(shè)有氣泵，氣泵及氣泵閥門受控于血壓采集模塊3。外殼上還設(shè)有血壓 插座6，用于血壓采集時接入并感應(yīng)袖帶壓力，使血壓數(shù)據(jù)傳遞到血壓采集模塊3。
本實用新型所述的外殼上還設(shè)有其他一組插座7，用于連接心電、呼吸等參數(shù)采集時 接入心電導(dǎo)聯(lián)線8，將人體心電、呼吸等信號傳遞到心電、呼吸采集模塊2，插座7還用 于血氧、脈率采集，使血氧探頭9采集到的數(shù)據(jù)傳遞到血氧、脈率采集模塊。插座7還用
于體溫采集，使體溫探頭io采集到的數(shù)據(jù)傳遞到體溫采集模塊上。
本實用新型可以通過顯示屏顯示心電波形，呼吸波形，脈率值，呼吸率值，血氧值， 血壓值，體溫值，呼叫指示，電量指示，導(dǎo)聯(lián)指示，網(wǎng)絡(luò)指示等諸多參數(shù)。
本實用新型所述的主控及接口模塊1采用高速嵌入式處理器作為主控CPU,在主控及 接口模塊l中還設(shè)有電源檢測電路ll，參見圖2。圖2中所述的主控及接口模塊30，分別
6相接有血壓數(shù)據(jù)接口 12、心電采集接口 13、血氧數(shù)據(jù)接口 14、體溫數(shù)據(jù)接口 15、無線數(shù) 據(jù)傳輸接口 16、 TFT液晶屏17、鍵盤輸入18、聲音輸出19。
附圖3所示，血壓檢測時通過把袖帶的氣壓送到壓力傳感器20上，通過采集傳感器20 上的壓差得到血壓信號，同時從血壓信號中通過前置放大器21、低通濾波器22分離出血壓 信號和脈搏信號，其中血壓信號直接接入ADC，脈搏信號再經(jīng)過帶通濾波器23和后級放大 器24后，將脈搏信號接入血壓采集模塊3，該血壓采集模塊3進行氣泵控制和氣閥控制25， 另一方面又通過血壓數(shù)據(jù)接口12接入主控模塊30。所述的信號送到ADC，數(shù)模轉(zhuǎn)換后經(jīng)過 計算得到血壓脈搏等信息。
附圖4所示，本實用新型所述的心電呼吸采集模塊主要有前置放大器26、帶通濾波器 27、陷波器28、后級放大器29組成，采集信號是利用心電傳感器31。前置放大器26是關(guān)鍵 電路，它采用高性能單片放大器，它具備高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、 低功耗等特點。帶通濾波器27完成濾除0.05-300Hz頻率之外的雜波信號，陷波器28針對工 頻信號進行衰減，后級放大器29將信號放大到-2. 5V—+2. 5V之間送給ADC，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號后，在主控CPU的控制下進行心電信號采樣，提取心電波信號、呼吸波信號和心率值。 上述心電呼吸采集模塊通過心電采集接口13與主控模塊30相連。
附圖5所示，血氧采集時血氧檢測數(shù)字電路產(chǎn)生2kH脈沖信號控制恒流源39加到血 氧傳感器32 (發(fā)光二極管)上，使其交替發(fā)出波長660nm的紅光和波長940nm的紅外光； 前置放大器33將從光敏二極管上得到的信號初步放大，通過模擬開關(guān)34將紅光和紅外光 信號分開，分別解調(diào)濾波35、 36并分別經(jīng)后級放大37、 38送到MPU中的ADC，轉(zhuǎn)換成數(shù) 字化信息，并經(jīng)血氧數(shù)據(jù)接口 14與主控模塊30相連。
附圖6所示，本實用新型還可以設(shè)置體溫模塊，它采用高性能的溫度傳感器40，放 大電路41把溫度傳感器的弱信號進行放大，最后主控CPU從A/D轉(zhuǎn)換器中取得體溫值。
附圖7所示，本實用新型所述的通訊模塊采用高性能的無線通信模塊設(shè)計，整個模塊 在低功耗的狀態(tài)下，能夠保持GPRS/CDMA信道的穩(wěn)定鏈接和長時間不間斷地工作，使生理 數(shù)據(jù)能完整地、實時地送達到對應(yīng)的服務(wù)器上?？刹捎玫耐ㄐ欧绞綖镚PRS/CDMA無線蜂窩 網(wǎng)+Internet廣域網(wǎng)，嵌入式TCP/IP通信協(xié)議。通訊模塊中還設(shè)有讀卡電路，可以讀、寫 SIM卡和進行資格驗證。通訊模塊連接有內(nèi)置天線42，用于信號的發(fā)射與接受。
監(jiān)控時采集到的各種信息，通過對應(yīng)的接口送到主控CPU中，經(jīng)過相應(yīng)的處理后將結(jié) 果顯示給用戶，同時將數(shù)據(jù)送到通訊模塊，經(jīng)TCP/IP協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)包后，發(fā)送到指定 域名的中央監(jiān)護服務(wù)器上進行存儲，供醫(yī)生監(jiān)護、分析使用。本實用新型設(shè)有觸摸式液晶彩色顯示屏及操作按鈕，結(jié)構(gòu)上設(shè)有主控及接口模塊，血 壓采集模塊，心電、呼吸采集模塊，體溫采集模塊，血氧、脈率采集模塊和通訊模塊；血 壓采集模塊，心電、呼吸采集模塊，體溫采集模塊，血氧、脈率采集模塊和通訊模塊均接 入主控及接口模塊。本實用新型采用模塊化設(shè)計，在硬件設(shè)計上將心電、血氧、血壓、脈 率、體溫、無線傳輸、主控與顯示分立成獨立的模塊進行研發(fā)，各模塊都進行參數(shù)和PCB 布線優(yōu)化設(shè)計，避免了各生理參數(shù)采樣工作的相互干擾，成功地解決了多參數(shù)監(jiān)護儀微型 化過程中最難解決的抗干擾問題，特別是無線通訊線路對其他采樣線路的干擾，使采集到 的生理數(shù)據(jù)精確而穩(wěn)定。
權(quán)利要求1、一種遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，外殼上設(shè)有觸摸式液晶顯示屏及操作按鈕，連接外殼有主控模塊與接口模塊，主控模塊與接口模塊和血壓、心電、呼吸、血氧、脈率、體溫采集模塊全部或部分相連，上述主控模塊與接口模塊和生理參數(shù)采集模塊相連，同時又和無線通訊模塊相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述外殼上 設(shè)有連接心電、血壓、呼吸、體溫、血氧、脈率多種生理參數(shù)采集探頭或傳感器、袖帶的 插座，且上述插座連接與心電、呼吸采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的心電多導(dǎo)聯(lián)線，連接與血氧、脈 率采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的血氧探頭，連接與體溫采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的體溫探頭，連接與血壓 采集模塊傳遞數(shù)據(jù)的血壓袖帶；根據(jù)所采集生理參數(shù)的需要上述連接可以同時全部或部分 實現(xiàn)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的血壓 采集模塊還與配置的電動氣泵和電磁氣閥相連并控制其工作。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的無線 通訊模塊設(shè)有GPRS/CDMA數(shù)據(jù)傳輸和GSM短信數(shù)據(jù)接收信道傳輸電路和用于讀、寫SM卡 的讀卡電路。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的無線 通訊模塊連接有用于信號發(fā)射與接收的內(nèi)置天線；所述的無線通訊模塊采用高性能的無線 通信模塊設(shè)計，采用的通信方式為GPRS/CDMA無線蜂窩網(wǎng)+Internet廣域網(wǎng)、嵌入式TCP/IP通信協(xié)議、無線數(shù)據(jù)傳輸模式。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的 主控模塊(30)及接口模塊(1)分別相接有血壓數(shù)據(jù)接口 (12)、心電采集接口 (13)、 血氧數(shù)據(jù)接口 (14)、體溫數(shù)據(jù)接口 (15)、無線數(shù)據(jù)傳輸接口 (16)、 TFT液晶屏(17)、 鍵盤輸入(18)、聲音輸出(19);所述的主控模塊采用高速嵌入式處理器作為主控CPU， 在主控模塊(30)中還設(shè)有電源管理(11)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的血 壓采集模塊包括連接袖帶氣壓的壓力傳感器(20)，該壓力傳感器(20)依次與前置放 大器(21)、低通濾波器(22)相連，并一路直接接入ADC，另一路脈搏信號經(jīng)過帶通濾波器(23)和后級放大器(24)后，也接入血壓采集模塊(3)，該血壓采集模塊(3)進 行氣泵控制和氣閥控制(25)，把氣壓送入袖帶，另一方面又通過血壓數(shù)據(jù)接口 (12)接 入主控模塊(30)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的心 電呼吸采集模塊主要有前置放大器(26)、帶通濾波器(27)、陷波器(28)、后級放大 器(29)組成，信號采集由心電傳感器(31)完成；前置放大器(26)采用具備高輸入阻 抗、高共模抑制比、低噪聲、低漂移、低功耗等特點的高性能單片放大器；帶通濾波器(27) 完成濾出0.05-300Hz之外的雜波信號，陷波器(28)針對工頻信號進行衰減，后級放大器(29)將信號放大到-2.5V--+2.5乂之間送給八0(:，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，在主控CPU的控制下 進行心電信號采樣，提取心電波信號、呼吸波信號和心率值；所述心電呼吸采集模塊通過 心電采集接口 (13)與主控模塊(30)相連。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于所述的 血氧采集模塊由以下部分組成血氧檢測數(shù)字電路產(chǎn)生2kH脈沖信號控制恒流源(39)加 到血氧傳感器(32)上，使其交替發(fā)出波長660nm的紅光和波長940咖的紅外光；前置放 大器(33)將從光敏二極管上得到的信號初步放大，通過模擬開關(guān)(34)將紅光和紅外光 信號分開，分別解調(diào)濾波(35、 36)并分別經(jīng)后級放大(37、 38)送到MPU中的ADC，轉(zhuǎn) 換成數(shù)字化信息，并經(jīng)血氧數(shù)據(jù)接口 (14)與主控模塊(30)相連。
專利摘要一種遠程無線網(wǎng)絡(luò)生理多參數(shù)監(jiān)測儀，外殼上設(shè)有觸摸式液晶顯示屏及操作按鈕，連接外殼有主控模塊與接口模塊，主控模塊與接口模塊和血壓、心電、呼吸、血氧、脈率、體溫采集模塊全部或部分相連，上述主控模塊與接口模塊和生理參數(shù)采集模塊相連，同時又和無線通訊模塊相連；實現(xiàn)對血壓、心電、呼吸、血氧、脈率、體溫等全部或部分生理參數(shù)實時采集，可以根據(jù)需要同時獲得所采集的生理參數(shù)的分析結(jié)果反饋。它采用模塊化設(shè)計，避免了各生理參數(shù)采樣工作的相互干擾，成功地解決了多參數(shù)監(jiān)護儀微型化過程中最難解決的抗干擾問題，特別是無線通訊線路對其他采樣線路的干擾，使采集到的生理數(shù)據(jù)精確而穩(wěn)定。
文檔編號A61B5/145GK201324241SQ20082016698
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者斌 孫 申請人:杭州海利贏醫(yī)療技術(shù)有限公司