专利名称：家庭健康监护仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及家用医学仪器，用于探测和测量人体生理信息，具体地说，是关于一种家庭使用的健康监护仪，用于对人体生理信息的测量和患者生理信息的监测。
随着人们生活水平的日益提高，人们愈加关心自己的身体状况。然而，经常到医疗机构进行身体检查，会给自己、亲属及医疗机构增加负担，且十分不便。因此，可以不必到医疗机构便能够将人体生理信息传至医疗机构，并得到专业人员的长期监护和及时的救护，是人们一种切实的渴望。
目前，家庭使用的健康监护装置均为功能单一产品。如电子体温计，只能测量人体体温，而影响体温的其它因素如测量时间、当时的人体状态等无法体现，因而它不能真正地反映人体的实际情况。再如，现在家庭广为采用的动态心电记录仪(简称Holter)，这种装置要求病人24小时佩带，采集数据后还必须将其返回医院回放数据，进行分析，十分不便。中国实用新型专利号94223038.8(名称为“家庭健康监护报警装置”)，公开了一种以音频传输方式将人体生理信息通知医疗机构的健康监护报警装置，该装置是对人体生理信息进行阈值检测，因此仍不能满足多种信息同时采集的需要。
本实用新型的目的是提供一种具有将多种人体生理信息同时进行采集、处理和自动传输的家庭健康监护仪，使用者可以在家中采集人体生理信息，经自动数据化处理过的信息自动传至医疗机构的监测中心。必要时还可进行紧急报警，以便医护人员及时采取措施。
本实用新型的家庭健康监护仪包括信号输入端、采集模块、控制模块及传输模块，所述的信号输入端包括能测量人体生理信息的传感器和反映人体当前状态的多个人体状况反映端子，信号输入端连接采集模块，所述的采集模块包括将所接收的人体生理信息及设定的人体状况信息进行处理的处理单元和将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，A/D转换器连接控制模块，所述的控制模块包括作为核心的控制单元以及与其相连接的拨号单元、存储单元和电平转换单元，电平转换单元连接传输模块，所述的传输模块为调制解调器。
根据上述方案的描述，本家庭健康监护仪的主要特征是利用采集模块采集人体生理信息，经数据化处理后，由存储单元进行缓存，再通过拨号单元及传输模块，将人体生理信息经公共通信网络传至医疗卫生机构的监测中心，由专业人员进行处理，发现紧急情况，及时采取措施。监护中心的设备主要由调制解调器和计算机构成，它可以自动接收监护仪传送来的用户信息，并进行存储和处理。
本实用新型所述的控制模块的控制单元是微处理器8751，控制模块以微处理器8751为核心，通过其P25～P27腿与拨号单元的Y1～Y5相连接完成电话号码的读取，通过P00～P07与存储单元6264的D0～D7相连接完成数据的缓存，通过RXD、TXD与电平转换单元RS232相连接，数据经传输模块传至监护中心。
本实用新型所述的处理单元为信号放大电路及人体状况反映信号检测电路。
本实用新型所述的信号放大电路为心电信号放大电路，其中的心电感应通道采用差分输入方式，接入LM324提高共模抑制比，OP-07的一路产生直流偏置电压。
本实用新型所述的拨号单元为一组拨码开关及74LS373，将电话号码进行外部设置。
本实用新型所述的人体状况反映端子为一组功能按键。
与现有技术相比，本实用新型的家庭健康监护仪采用模块化结构设计，可以针对不同的监护要求采集多种不同的人体信息，一机多用，这种设计便于根据不同需要的用户更换采集模块，同时便于维护，降低成本；体积小，重量轻，本监护仪如电话机的大小和重量；操作简单，使用者无须专业背景即可操作；使用范围广，它可以使每个家庭成员都能得到医护人员的专业监护，及早发现身体的各种变化，及时采取措施，为家庭生活的健康提供有利的保障。
下面以对心脏病人的监护为例，结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型家庭健康监护仪实施例的外形结构示意图，其中(a)为前视立体图，(b)为后视图。
图2是
图1所示家庭健康监护仪实施例的原理框图。
图3是图2所示实施例的采集模块处理单元的电路原理图。
图4是图2所示实施例的控制模块的电路原理图。
图5是图4所示实施例的控制模块拨号单元的电路原理图。
图1是本监护仪实施例的外形结构示意图，本监护仪为一盒式结构，壳体1的前面板上设有显示屏2和功能按键3，如图(a)所示。壳体1的后面板上设有采集接口4、传输接口5、电源接口6及蜂鸣器7，如图(b)所示。采集模块、控制模块及传输模块均安装在壳体1的内部。传感器(图中未示出)的导线通过采集接口4与采集模块中的处理单元电路相连。显示屏2可采用LCD或液晶显示屏。功能按键3可以设置例如启动/关闭键31、报警键32、自我感觉键33和34、进食状态键35和36、进药状态键37和38、运动状态键39和40，等等。传输接口5连接电话线，本实用新型采用有线传输方式，精度高，抗干扰能力强。电源为220V市电。根据使用者的需要，传感器(图中未示出)可选择测量心电、体温、血压等的相应类型的传感器，传感器采用市面上通用的产品。采集模块可以对传感器和功能按键3所输入的多种信息进行同时采集、处理，并由控制模块和传输模块进行控制和自动传输。
图2示出家庭健康监护仪实施例的工作原理。人体生理信息分别通过信号输入端的传感器和人体状况反映端子(例如功能按键3上的各种信息)输入到采集模块中的处理单元，该处理单元将接收到的传感器微弱电信号处理成0～5伏电信号，便于A/D采集；从人体状况反映端子产生的每个电压值表示不同的人体状态。然后经A/D转换，使电压信号数字化，信号被传送到控制模块的控制单元。该控制单元的核心是单片机，信号先被输入到存储单元进行缓存，然后控制单元将存储的信号传送到电平转换单元。电平转换单元将数字化的电信号转换为RS232电平信号，以便同传输模块进行通讯联系。同时，控制单元读取预先在拨号单元上设定的电话号码信息，呼叫监测中心，接通数据链路。RS232电平信号传送到传输模块，该传输模块为一标准调制解调器，它将已变换的信息通过电话网络传送到设在医疗机构的监测中心，进行处理。
图3是本实施例的采集模块处理单元的电路原理图，它由心电信号放大电路及人体状况反映信号检测电路构成。心电信号放大电路完成对人体生理信息及状况的感应和变换放大，其中的心电感应通道采用差分输入方式。传感器的心电电极J1、J2、J3感应人体电信号，通过采集接口4传送到处理单元的信号放大电路。U1、U2为两个OP-07运放，共同组成一级同相并联差动放大电路，将输入的微弱信号进行放大，然后再通过后面接入的LM324改善电路特性，LM324中的一路U3A抑制共模信号，实现信号双端到单端的转化，以便适应接地负载的需要；另一路U3B形成反馈电路，以提高电路的稳定性。最后，再由U3C提供直流偏置电压，使信号具有良好的动态工作范围。这样，整个信号放大电路的放大倍数为R13/R11(1+2R7/R5)。人体状况反映信号检测电路由多个开关和电阻组构成，例如K1、R19、R20组，K8、R21、R22组，等等。通过功能按建3输入到信号检测电路的信号，分别被送至各相应组，然后，再从各组分别输出+5、+2.5、0伏不同值的电平信号，代表不同的人体状况。其中一组作为报警按键，人工按动键即报警。各组的信号均经A/D进行转换，使电信号数字化，传送到控制模块电路。
图4是本实施例的控制模块的电路原理图。控制模块的控制单元是微处理器8751，控制模块以微处理器8751为核心，通过其P25～P27腿与拨号单元的Y1～Y5相连接完成电话号码的读取，通过P00～P07与存储单元6264的D0～D7相连接完成数据的缓存，通过RXD、TXD与电平转换单元RS232相连接。控制模块电路是整个电路的核心部分，它由U18751单片机及附属电路构成，主要完成电话号码的读取、数据的读取、打包和存储、系统的定时以及对远端主控机的呼叫和握手等功能。其工作原理详细描述如下(1)按动启动/关闭按键，U1 8751单片机首先通过U13 74LS138连接的Y1～Y5与拨号单元(图5)通讯，读取拨号单元中设置的监护中心的电话号码。
(2)读取号码后，U1 8751通过握手信号RTS、CTS、DTR、DSR开始呼叫监护中心。如遇盲音，则反复呼叫，直至接通通讯线路并收到监护中心反馈的应答信号DCD。这时，数据链路接通，可以传输数据。
(3)呼叫监护中心的同时，U1 8751通过32～39腿读取从采集模块传送来的人体生理信息数据，并将其打包处理。处理后的数据送入由U374LS373和U7 6264组成的存储单元中。
(4)存储单元数据存满后，U1 8751将数据从存储单元U7 6264的11～19腿读入内部的RAM中，并通过U1 8751的11腿(即TXD)将数据传送至传输模块。并通过已接通的数据链路，将数据传输至监护中心的远端主控机中，完成整个控制模块的工作过程。此时，蜂鸣器发出工作结束的提示音。
图5是本实施例的控制模块拨号单元的电路原理图。它由五个74LS373组成，主要完成对呼叫号码的设置。采用BCD码形式，最多设置十位号码，其中一个用来表示有效号码位数。U20设置电话号码的前两位，U20的1～4腿设置第一位号码，U20的5～8腿设置第二位号码，以下类推，直至U16的1～4腿，均表示电话号码。U16的5～8腿表示号码有效位数，例如在U16的5～8腿设置为8，则表示前八位号码有效。Y1～Y5为选通信号，选通后74LS373上的数据通过P00～P07送入控制模块U1 8751中，读取设置的电话号码。现有技术的电话号码自动拨号采用将电话号码存储与单片机内部RAM的工作方式，而本实施例通过单片机U1 8751与U13 74LS138地址译码产生Y1～Y5译码信号，读取设置的电话号码，因此电话号码可以进行外部设置。用户可以自己设置，不必采用程序输入的专业工作方式，设置灵活简单。
本实施例的操作过程如下在家庭健康监护仪使用前，医疗机构的监护中心须将其用于监护的电话号码设置在控制模块的拨号单元，同时应在监护中心的计算机内存入其用户的有关信息，例如，使用者姓名、地址、疾病的类型等。
使用者在家中使用时，首先将监护仪电源接口6接通电源，传输接口5连接电话线及采集接口4接上传感器，选择状态键，例如按下进食前或后键35或36，运动前或后键39或40，然后将传感器附着在人体的相应位置，按动启动/关闭键31，监护仪将自动拨号、自动采集、自动传输并根据所定时间自动停止。使用者在听到一声蜂鸣器提示后，即可摘掉传感器，完成次此次监测过程。医疗机构的监护中心收到信息后，对信息进行初步处理，当所测数据出现异常时，监护中心的专业人员会从其计算机中发现异常数据的警告提示，工作人员即可根据信息迅速采取相应措施。如果所测得的信息正常，则在监护中心将继续存储该信息，以备长期观察、分析。本监护仪采用定时采集的工作方式，不必24小时随身携带。使用者可采用两种采集工作方式，一种是每天分不同时段定时采集，例如每天分早、中、晚，每次3分钟；一种是特殊情况定时采集，如明显感觉不适，可随时采集。本监护仪工作方式灵活、简便，不妨碍使用者的正常生活、工作和学习。在整个使用过程中，该监护仪的工作状态及人体反映端子的状态均可显示在显示屏上，便于使用者判定监护仪的工作状态。
以上仅是以对心脏病人的监护举例说明本实用新型家庭健康监护仪，在实际使用中，可根据不同需要设置不同的采集模块和采用不同的传感器。例如，对于糖尿病人的监护，可以换装与之相关的采集模块和附着与之相关的传感器，仍可使用本监护仪，此时的采集模块与本文上述采集模块的不同点在于它主要是对尿样的电导通率进行采样；对于血液病人的监护，也可以换装与之相关的采集模块和附着与之相关的传感器，该采集模块是采用光采集方式，采集相关血液指标，然后经光电转换后，进行电信号处理。传感器均可采用市面上通用的。由此可见，本实用新型家庭健康监护仪使用范围广泛，且灵活便捷。
权利要求1.一种家庭健康监护仪，它包括信号输入端、采集模块、控制模块及传输模块，其特征在于，所述的信号输入端包括能测量人体生理信息的传感器和反映人体当前状态的多个人体状况反映端子，信号输入端连接采集模块，所述的采集模块包括将所接收的人体生理信息及设定的人体状况信息进行处理的处理单元和将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，A/D转换器连接控制模块，所述的控制模块包括作为核心的控制单元以及与其相连接的拨号单元、存储单元和电平转换单元，电平转换单元连接传输模块，所述的传输模块为调制解调器。
2.根据权利要求1所述的家庭健康监护仪，其特征在于，所述的控制模块的控制单元是微处理器8751，控制模块以微处理器8751为核心，通过其P25～P27腿与拨号单元的Y1～Y5相连接完成电话号码的读取，通过P00～P07与存储单元6264的D0～D7相连接完成数据的缓存，通过RXD、TXD与电平转换单元RS232相连接。
3.根据权利要求1或2所述的家庭健康监护仪，其特征在于，所述的处理单元为信号放大电路及人体状况反映信号检测电路。
4.根据权利要求3所述的家庭健康监护仪，其特征在于，所述的信号放大电路为心电信号放大电路，其中的心电感应通道采用差分输入方式，接入LM324提高共模抑制比，OP-07的一路产生直流偏置电压。
5.根据权利要求3所述的家庭健康监护仪，其特征在于，所述的拨号单元为一组拨码开关及74LS373，将电话号码进行外部设置。
6.根据权利要求5所述的家庭健康监护仪，其特征在于，所述的人体状况反映端子为一组功能按键。
专利摘要本实用新型公开一种家庭健康监护仪,可将多种人体生理信息同时进行采集、处理和自动传输。它包括一信号输入端,有传感器和反映人体当前状态的多个人体状况反映端子,一采集模块,有将接收的及设定的人体信息进行处理的处理单元和A/D转换器,一控制模块,有作为核心的控制单元以及与其相连的拨号单元、存储单元和电平转换单元,以及一传输模块,采用调制解调器。该监护仪便于维护,操作简单,使用范围广,可使每个家庭成员都能得到专业监护。
文档编号A61B5/00GK2397888SQ9925576
公开日2000年9月27日 申请日期1999年12月8日 优先权日1999年12月8日
发明者刘义光, 田恒春, 胡佑胜 申请人:刘义光, 田恒春, 胡佑胜