便攜式微電腦多參數生理監護儀的研制

　　摘要：介紹一種便攜式微電腦多參數重理監護儀的工作原理、系統構成及軟、硬件設計。該系統由二個(gè)Intel-196單片機構成雙CPU系統，完成數據的采集、處理、顯示，對病人進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，并可采用串行通信的方式將數據送給PC機，對數據進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理。

    關(guān)鍵詞：便攜式 多參數 生理監護

前言

　　多參數重量監護儀能為醫學(xué)臨床診斷提供重要的病人信息，可實(shí)時(shí)檢測人體的心電信號、心率、血氧飽和度、血壓、呼吸頻率和體溫等重要參數，實(shí)現對各參數的監督報警。信息存儲和傳輸，是一種監護病人的重要設備，但目前國內的監護儀一般功能單一，多為CRT顯示，體積較大，移動(dòng)不方便，存在著(zhù)不足。

　　該便攜式微電腦參數生理監護儀，檢測參數多，設計緊湊，體積小巧，攜帶方便，既可用于病房，也可用于室外，可以定時(shí)、連續、長(cháng)時(shí)間地檢測病人的重要生命特征參數，它在保障病人的生命安全方面具有重要的臨床使用價(jià)值。

工作原理

1.系統工作原理

　　便攜式微電腦多參數生理監護儀的主機由兩個(gè)16位微控制器80C196組成。

　　系統通過(guò)信號檢測與預處理模塊將生物醫學(xué)信號轉換成電信號，并進(jìn)行干擾抑制、信號濾波和放大等預處理。然后，通過(guò)數據提取與處理模塊進(jìn)行采樣、量化，并對各參數進(jìn)行計算分析，結果與設定閾值比較，進(jìn)行監督報警，將結果數據實(shí)時(shí)存儲到RAM，并可實(shí)時(shí)傳送至PC機上，在PC機上可實(shí)時(shí)顯示各參數值。

2.系統結構

　　系統原理框圖如圖1所示。該監護儀由兩個(gè)單片機組成雙CPU系統。

　　單片機1完成對體溫、心電波形、脈搏脈形的信號檢測、處理、數據存儲，并通過(guò)LCD顯示屏對各波形、參數進(jìn)行定時(shí)顯示、報警。

　　單片機2承擔其中耗時(shí)較長(cháng)的血壓測量及血氧飽和度的檢測，使之不影響整個(gè)系統的正常工作，同時(shí)還承擔對心率、呼吸頻率的測定。

　　兩個(gè)單片機間的信息交換通過(guò)1個(gè)8位的并行口進(jìn)行，由2根I/O口實(shí)現通信控制。具體是用P1口，配合兩個(gè)高速輸入、輸出I/O口（HIS.0、HSO.0），用作兩個(gè)單片機之間的數據傳送。這種雙機間的連續方式屬于松耦合的多處理機系統（參考文獻8），在硬件實(shí)現上較為簡(jiǎn)單，只需在軟件編程時(shí)，為其通信方式設計必要的通信協(xié)議、數據傳輸方式等。

3.系統硬件設計

　?。?）系統采用EEPROM 28C64作為程序存儲器；采用一片非易失性靜態(tài)存儲器（NASRAM）作為數據存儲器。NASRAM具有靜態(tài)存儲器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有非易失性的特點(diǎn)。非易失性的特點(diǎn)是指存儲芯片在掉電的情況下，能夠正確無(wú)誤地保存所有數據，保存時(shí)間長(cháng)達10年。采用芯片的非易失性的特點(diǎn)可以不用為此芯片提供掉電備用電源，即可實(shí)現掉電數據保護。

　?。?）液晶顯示模塊

　　為了對心電波形、脈搏波形及其它生理參數進(jìn)行顯示，而且對波形顯示具有足夠的分辨率，為此系統采用圖形液晶顯示屏。為了減少儀器的體積，實(shí)現系統低成本，功耗小的要求，選用了特別適用于便攜式監護儀的單色LCD顯示屏。

　　該顯示屏為日立LMG70520XNGR液晶顯示屏，點(diǎn)陣數為640