便攜式多功能監護系統設計與實現
摘要:本監護系統以MXT89C551為核心,集成五種生理參數測量模塊,將用戶的生理參數同屏同步顯示給用戶。采用IVT藍牙模塊將用戶的這五種生理參數發送至手機,并通過手機GPRS模塊發送至固定網站或醫生手機,為用戶提供了新的遠程醫療救護解決方案。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/118091.htm關鍵詞:多體征參數測量;無線通訊;MXT89C551;血壓;血氧;心電;呼吸;體溫
便攜式無線多參數監護儀具有體積小巧,價格便宜,穩定性高,功耗低等特點,可長時間監測患者生理參數如血壓、血氧、心電呼吸和體溫。使病人可以隨身攜帶,24小時監護病人的生理參數,當病人覺得不適或者需要超出醫生建議閾值時,并可通過藍牙協議將儲存的生理參數信息以5517.2011.02.0092.4G頻帶傳遞至手機,再通過手機發送到醫院數據庫平臺按照參數超出幅度聯系值班醫生,實現足不出戶可實現安全監護。由北京時代民芯公司開發的MXT89C551為這種多功能便攜式無線多參數監護儀的實現提供了硬件平臺。通過對該高速單指令周期MCU的外圍電路設計和軟件編程,實現了如圖1的設計框架結構。
電路設計及工作原理
血壓
采用電機轉動對袖帶進行加壓來阻斷動脈血,通過勻速漏氣閥漏氣。當袖帶的氣壓逐漸減小時,動脈血流逐漸增加,脈搏波逐漸增大,當袖帶內的壓力等于收縮壓的時候,開始產生第一聲柯式音,當袖帶內的壓力繼續減小時脈搏波的振幅會減小直到消失,產生最后一聲柯式音。將袖帶連接的壓力傳感器MPS2107產生的差分信號通過高通放大濾波器,將脈搏波信號進行放大濾波后,通過AD采樣將信號采進系統。求出脈波信號的包絡線,算出峰峰值最大的點對應的氣壓值,按照多權值示波法原理再進一步計算舒張壓和收縮壓。電路結構如圖2。
根據包絡線的特征,采用最大振幅法,得出血壓值。目前比較一致的醫學看法是當袖帶壓力振蕩波的振幅最大時,袖帶的壓力就是動脈的平均壓。動脈的收縮壓對應于包絡線的第一個拐點,舒張壓對應于包絡線的第二個拐點。
收縮壓判據的確定:通常采用最大振幅法,即在放氣過程中脈搏波幅度包絡線的上升階段,當某一脈沖波的幅度Ai與最大幅度Ax之比≥Ks時,就認為此時對應的袖帶壓力為收縮壓。
Ps=P/Ai=Ks×Am
舒張壓判據的確定:也是用最大振幅法來判定,不過是在脈搏波幅度包絡線的下降段,當某一個脈搏波的幅度Ai與Am之比≤Kd時,就認為此時對應的氣袖壓力為舒張壓;
Pd=P/Ai=Kd×Am
根據上海醫用儀表廠多年的研究成果,經驗取值Ks=0.58,Kd=0.77;
血壓交直流信號及收縮壓和舒張壓的對應位置,如圖3。
氣泵驅動是由MXT8051內部集成PWM模塊輸出,PWM電平為3.3V,通過如圖4驅動電路轉換為6V,驅動氣泵充氣和放氣。
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