設計小巧、高效和高性能的多參數患者監護儀

連續測量如心率、呼吸頻率和血氧飽和度(SpO2)等患者生命指征對于提供有效護理來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，而同時(shí)測量這些體征的能力也使得多參數患者監護儀變得日益重要。

電子患者監護儀使用連到患者身上的非侵入式傳感器來(lái)采集和顯示生理數據。對于多參數患者監護儀而言，其中一個(gè)主要挑戰就是在實(shí)現小尺寸和低功耗的同時(shí)保持高性能。

如今，躺在醫院病床上的患者通過(guò)很多電線(xiàn)連接到笨重且昂貴的多參數患者監護儀上，而且監護儀無(wú)法移動(dòng)，這限制了多參數患者監護儀在移動(dòng)護理和家庭護理環(huán)境中的廣泛使用。因而催生了市場(chǎng)對以無(wú)線(xiàn)方式連接到患者并通過(guò)無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)方式將數據傳輸至手機、平板電腦或計算機上的小巧型多參數患者監護儀的需求。

德州儀器（TI）的“多參數患者生命體征監護儀前端參考設計”具有小巧、低成本、低功率的特點(diǎn)，整合了采集生命體征數據的必要前端組件。

此設計可通過(guò)AFE4403和ADS1292R生物感應前端集成電路來(lái)獲取如心電圖(ECG)、SpO2、心率和呼吸頻率等參數。此設計可與軟件可配置的心臟起搏器檢測模塊參考設計相結合以支持起步脈沖檢測，并可連接3個(gè)0.1攝氏度的精確溫度傳感器(TMP117)來(lái)測量皮膚溫度。為測量ECG，此設計采用了標準的濕式ECG電極，還可使用傳輸型指套式傳感器來(lái)測量SpO2。采集的原始數據由板載MSP432P401微控制器通過(guò)隔離式通用異步收發(fā)器(UART)接口以460.8 Kbps的速度傳輸至后端/處理器或PC。一個(gè)標準的USB端口或USB充電的鋰離子電池可為此設計提供動(dòng)力。

圖 1顯示了參考設計框圖。

圖 1：生命體征患者監護儀參考設計的多參數前端子系統

圖形用戶(hù)界面(GUI)以5秒的移動(dòng)間隔顯示采集到的波形，同時(shí)通過(guò)基本過(guò)濾來(lái)清除噪音，如由電源和照明造成的共模干擾等。圖2顯示的是PC上的ECG測量結果、呼吸和SpO2，以及每分鐘的心率和呼吸次數（每分鐘呼吸次數）、SpO2百分比與溫度值。

圖2：顯示ECG、PPG、呼吸、心率和皮膚溫度的圖形用戶(hù)界面

圖3顯示了計算機上測量的ECG、光電容積脈搏波(PPG)、心臟起搏器、心率和溫度傳感器的數據。當檢測到起步脈沖時(shí)，心臟起搏器將顯示起步脈沖的存在，如圖 3頂端線(xiàn)條所示。

圖 3：顯示ECG、PPG、心臟起搏器、心率和皮膚溫度的圖形用戶(hù)界面

結論

此參考設計便于您評估協(xié)同工作的設備。它配有設計指南、原理圖、布局和物料單，可幫助您快速評估并加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。此參考設計還有利于實(shí)時(shí)采集生命體征參數。