一種醫(yī)用人體基本參數(shù)測試儀的設計 (1)

1 引言

　　研究的是一臺人體基本參數(shù)測試儀，可以測量體溫、脈搏和呼吸間隔等參數(shù)。這些參數(shù)與記錄是應用最多的基礎護理技術操作，各項技術比較成熟。但普通便攜式設備大多功能單一，精度不高，且僅能作為臨時測量使用，無法跟蹤病人的整個治療過程：醫(yī)院里使用的大型醫(yī)療設備能夠提供很高的精度，且功能全面，但過于專業(yè)的使用方法以及高昂的價格導致它們的市場需求不高。鑒于這些缺點，該系統(tǒng)的研究具有以下兩點意義：①通過一臺儀器將人體各項參數(shù)集中在一起進行實時測量，從而提高測量儀器的集成度和便利性。②測量采用全自動的方式，通過對各項參數(shù)設定門限，可以在測量后對超出門限的參數(shù)自動給出相關說明。這部便攜、精準和可記錄的人體參數(shù)測試儀具有很高的科學價值和社會意義。

2 設計方案比較分析

　　2．1 體溫測量

　　方案l：采用數(shù)字溫度傳感器。數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部集成了溫度傳感器和模數(shù)轉換器，可以把溫度直接轉化為數(shù)字量送入微處理器。

　　方案2：采用模擬溫度傳感器。即采用輸出電壓可連續(xù)變化的模擬溫度傳感器，再通過高精度的A／D轉換器將模擬電壓量轉換為數(shù)字量。

　　方案1實現(xiàn)起來較為簡單．但想實現(xiàn)高精度的溫度測量，成本較高。而方案2中由于傳感器的輸出電壓可以連續(xù)變化，只需提高A／D轉換器的精度就可以大幅度提高溫度測量的精度，故系統(tǒng)采用方案2。

　　2．2 呼吸間隔測量

　　方案1：人體胸部的起伏可以通過彈性材料的伸縮來反映，彈性材料的伸縮帶動滑片在電阻絲上滑動，改變其兩端電阻。通過電阻分壓的方法使電壓的變化與胸部起伏的變化規(guī)律相同，最終實現(xiàn)呼吸間隔的測量。此方案對彈性材料和電阻絲，以及捆綁方式都有嚴格要求。

　　方案2：采用壓力傳感器實現(xiàn)。其裝置如圖1所示。圖中的帶子選用長度形變很小的線材制成，帶子上固定一個壓力傳感器，則胸腔的起伏引起壓力傳感器上壓力的變化，通過采集傳感器輸出的電信號在時間軸上捕捉胸腔起伏的趨勢，可以實現(xiàn)呼吸間隔時間的測量。該裝置簡單，更適應于便攜設備的要求。

　　綜上所述，系統(tǒng)選取方案2。

　　2．3 脈搏測量

　　方案1：采用光電傳感器實現(xiàn)。將手指尖放置在光源和光敏器件之間，當手指中有跳動的脈搏時，血液的透光性發(fā)生變化，光敏器件接收的光強隨之變化。從而得到按脈搏跳動規(guī)律變化的電信號，但提取的信號非常微弱。

　　方案2：采用壓電傳感器實現(xiàn)。在手腕處安裝靈敏度較高的壓電傳感器，將跳動的脈搏產(chǎn)生的壓力信號轉換為電信號，從而實現(xiàn)脈搏的測量。但是成本較高。

方案3：采用駐極體話筒實現(xiàn)。讓話筒緊貼脈搏，則跳動的脈搏信號便可通過這一過程轉換為相應的電信號。該方案提取的電信號很明顯，測量精度很，且成本很低。

　　綜上所述，系統(tǒng)采取方案3。