便攜式多功能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘要：本監(jiān)護(hù)系統(tǒng)以MXT89C551為核心，集成五種生理參數(shù)測(cè)量模塊，將用戶的生理參數(shù)同屏同步顯示給用戶。采用IVT藍(lán)牙模塊將用戶的這五種生理參數(shù)發(fā)送至手機(jī)，并通過手機(jī)GPRS模塊發(fā)送至固定網(wǎng)站或醫(yī)生手機(jī)，為用戶提供了新的遠(yuǎn)程醫(yī)療救護(hù)解決方案。

　　關(guān)鍵詞：多體征參數(shù)測(cè)量;無線通訊;MXT89C551;血壓;血氧;心電;呼吸;體溫

　　便攜式無線多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀具有體積小巧，價(jià)格便宜，穩(wěn)定性高，功耗低等特點(diǎn)，可長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)患者生理參數(shù)如血壓、血氧、心電呼吸和體溫。使病人可以隨身攜帶，24小時(shí)監(jiān)護(hù)病人的生理參數(shù)，當(dāng)病人覺得不適或者需要超出醫(yī)生建議閾值時(shí)，并可通過藍(lán)牙協(xié)議將儲(chǔ)存的生理參數(shù)信息以5517.2011.02.0092.4G頻帶傳遞至手機(jī)，再通過手機(jī)發(fā)送到醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)按照參數(shù)超出幅度聯(lián)系值班醫(yī)生，實(shí)現(xiàn)足不出戶可實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)護(hù)。由北京時(shí)代民芯公司開發(fā)的MXT89C551為這種多功能便攜式無線多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的實(shí)現(xiàn)提供了硬件平臺(tái)。通過對(duì)該高速單指令周期MCU的外圍電路設(shè)計(jì)和軟件編程，實(shí)現(xiàn)了如圖1的設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)。

　　電路設(shè)計(jì)及工作原理

　　血壓

　　采用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)袖帶進(jìn)行加壓來阻斷動(dòng)脈血，通過勻速漏氣閥漏氣。當(dāng)袖帶的氣壓逐漸減小時(shí)，動(dòng)脈血流逐漸增加，脈搏波逐漸增大，當(dāng)袖帶內(nèi)的壓力等于收縮壓的時(shí)候，開始產(chǎn)生第一聲柯式音，當(dāng)袖帶內(nèi)的壓力繼續(xù)減小時(shí)脈搏波的振幅會(huì)減小直到消失，產(chǎn)生最后一聲柯式音。將袖帶連接的壓力傳感器MPS2107產(chǎn)生的差分信號(hào)通過高通放大濾波器，將脈搏波信號(hào)進(jìn)行放大濾波后，通過AD采樣將信號(hào)采進(jìn)系統(tǒng)。求出脈波信號(hào)的包絡(luò)線，算出峰峰值最大的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣壓值，按照多權(quán)值示波法原理再進(jìn)一步計(jì)算舒張壓和收縮壓。電路結(jié)構(gòu)如圖2。

　　根據(jù)包絡(luò)線的特征，采用最大振幅法，得出血壓值。目前比較一致的醫(yī)學(xué)看法是當(dāng)袖帶壓力振蕩波的振幅最大時(shí)，袖帶的壓力就是動(dòng)脈的平均壓。動(dòng)脈的收縮壓對(duì)應(yīng)于包絡(luò)線的第一個(gè)拐點(diǎn)，舒張壓對(duì)應(yīng)于包絡(luò)線的第二個(gè)拐點(diǎn)。

　　收縮壓判據(jù)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(luò)線的上升階段，當(dāng)某一脈沖波的幅度Ai與最大幅度Ax之比≥Ks時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的袖帶壓力為收縮壓。

　　Ps=P/Ai=Ks×Am

　　舒張壓判據(jù)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(luò)線的下降段，當(dāng)某一個(gè)脈搏波的幅度Ai與Am之比≤Kd時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)的氣袖壓力為舒張壓;

　　Pd=P/Ai=Kd×Am

　　根據(jù)上海醫(yī)用儀表廠多年的研究成果，經(jīng)驗(yàn)取值Ks=0.58，Kd=0.77;

　　血壓交直流信號(hào)及收縮壓和舒張壓的對(duì)應(yīng)位置，如圖3。

　　氣泵驅(qū)動(dòng)是由MXT8051內(nèi)部集成PWM模塊輸出，PWM電平為3.3V，通過如圖4驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)換為6V，驅(qū)動(dòng)氣泵充氣和放氣。