便攜式多功能監護系統設計與實(shí)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(hù)的生理參數同屏同步顯示給用戶(hù)。采用IVT藍牙模塊將用戶(hù)的這五種生理參數發(fā)送至手機，并通過(guò)手機GPRS模塊發(fā)送至固定網(wǎng)站或醫生手機，為用戶(hù)提供了新的遠程醫療救護解決方案。

　　關(guān)鍵詞：多體征參數測量;無(wú)線(xiàn)通訊;MXT89C551;血壓;血氧;心電;呼吸;體溫

　　便攜式無(wú)線(xiàn)多參數監護儀具有體積小巧，價(jià)格便宜，穩定性高，功耗低等特點(diǎn)，可長(cháng)時(shí)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(shí)監護病人的生理參數，當病人覺(jué)得不適或者需要超出醫生建議閾值時(shí)，并可通過(guò)藍牙協(xié)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(guò)手機發(fā)送到醫院數據庫平臺按照參數超出幅度聯(lián)系值班醫生，實(shí)現足不出戶(hù)可實(shí)現安全監護。由北京時(shí)代民芯公司開(kāi)發(fā)的MXT89C551為這種多功能便攜式無(wú)線(xiàn)多參數監護儀的實(shí)現提供了硬件平臺。通過(guò)對該高速單指令周期MCU的外圍電路設計和軟件編程，實(shí)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(dòng)對袖帶進(jìn)行加壓來(lái)阻斷動(dòng)脈血，通過(guò)勻速漏氣閥漏氣。當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，當袖帶內的壓力等于收縮壓的時(shí)候，開(kāi)始產(chǎn)生第一聲柯式音，當袖帶內的壓力繼續減小時(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)生的差分信號通過(guò)高通放大濾波器，將脈搏波信號進(jìn)行放大濾波后，通過(guò)AD采樣將信號采進(jìn)系統。求出脈波信號的包絡(luò )線(xiàn)，算出峰峰值最大的點(diǎn)對應的氣壓值，按照多權值示波法原理再進(jìn)一步計算舒張壓和收縮壓。電路結構如圖2。

　　根據包絡(luò )線(xiàn)的特征，采用最大振幅法，得出血壓值。目前比較一致的醫學(xué)看法是當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)脈的收縮壓對應于包絡(luò )線(xiàn)的第一個(gè)拐點(diǎn)，舒張壓對應于包絡(luò )線(xiàn)的第二個(gè)拐點(diǎn)。

　　收縮壓判據的確定：通常采用最大振幅法，即在放氣過(guò)程中脈搏波幅度包絡(luò )線(xiàn)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(shí)，就認為此時(shí)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(lái)判定，不過(guò)是在脈搏波幅度包絡(luò )線(xiàn)的下降段，當某一個(gè)脈搏波的幅度Ai與Am之比≤Kd時(shí)，就認為此時(shí)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(chǎng)多年的研究成果，經(jīng)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(dòng)是由MXT8051內部集成PWM模塊輸出，PWM電平為3.3V，通過(guò)如圖4驅動(dòng)電路轉換為6V，驅動(dòng)氣泵充氣和放氣。