可穿戴式生命體征監護設備的研制

　　專(zhuān)門(mén)針對高壓氧艙內生命體征多參數監測及健康監護的技術(shù)實(shí)現問(wèn)題，提出了一種基于IEEE802．15．4協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感檢測技術(shù)系統解決方案，闡述了無(wú)線(xiàn)傳感檢測系統的體系結構以及主控制節點(diǎn)與生命體征參數采集傳感器節點(diǎn)的硬件設計方法，給出了軟件系統架構、軟件設計流程及監護軟件工作界面，對MAC層幀結構、物理層幀結構及系統時(shí)問(wèn)同步策略進(jìn)行了詳細分析和設計。該系統樣機已進(jìn)入臨床實(shí)驗階段，文中還給出了患者的臨床檢測數據，并與實(shí)用的進(jìn)口監護設備的檢測數據進(jìn)行了對比，驗證了臨床應用的可行性。

　　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )和傳感器等技術(shù)發(fā)展，醫療監護技術(shù)和方式將發(fā)生根本變化。高壓氧艙已廣泛應用于臨床疾病救治，艙內生理監護系統是高壓氧治療過(guò)程中對危重病員進(jìn)行生理指標監護的重要設備。由于高壓氧艙內的特殊環(huán)境，現有監護設備對艙內病人的心電、血壓、呼吸、脈搏及血氧飽和度等參數的監護存在局限性，主要表現在：①多個(gè)傳感器通過(guò)有線(xiàn)的方式和處理器相連接；②獨立的傳感器間缺乏系統整合；③不支持信號的持續采集和數據的實(shí)時(shí)處理；④分別的監護設備間無(wú)法共享無(wú)線(xiàn)通信資源。研制一種基于無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的可穿戴式多參數監護設備，可更好地適應高壓氧艙特殊環(huán)境和臨床救治的需要。該監護儀要求心電、血壓、血氧飽和度、脈搏、呼吸、體溫檢測等電路模塊采用超低功耗器件，并結合硬、軟件省電設計，使氧艙內監護終端可采用電池供電；信號采集轉換后，一方面在艙內監護終端（子機）上顯示，并通過(guò)Zigbee等無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)將采集信號送入艙外中央監護PC終端（主機）上，實(shí)現艙內外同步監測。

　　1系統體系結構與硬件設計

　　小封裝、低功耗、無(wú)線(xiàn)通信、安全性和互操作是醫療可穿戴式監護設備設計的基本要求。本文所設計的生命特征監護設備的系統結構如圖1所示。系統主要由監護PC主機、艙外主節點(diǎn)（coor—dinatornode）和艙內的多參數采集傳感器子節點(diǎn)（sensornodes）等三個(gè)部分組成，主節點(diǎn)和各子節點(diǎn)之間通過(guò)IEEE802．15．4無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議構成一套結構簡(jiǎn)單、工作穩定，運行可靠的星型無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )。