一种多参数生命体征测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生命体征测量装置。
【背景技术】
[0002]生命体征是标志生命活动存在于质量的重要征象，是用来判断病人的病情轻重和危急程度的指征。生命四大参数主要包括血压、体温、心率和呼吸，它们是维持机体正常活动的支柱，缺一不可，不论哪项异常也会导致严重或致命的疾病。正常人在安静的状态下，脉搏为60—100次/分(一般为70—80次/分)。当心功能不全、休克、高热、严重的贫血和疼痛、甲状腺危象、心肌炎，以及阿托品等药物中毒时，心率和脉搏显著加快。当颅内压增高、完全性房室传导阻滞时，脉搏减慢。在一般情况下心率与脉搏是一致的，但在心房颤动、频发性早搏等心律失常时，脉搏会少于心率，称为短绌脉。医护人员不但要全面了解生命体征的意义，还要及时掌握病人的生命体征变化，以便及时的采取有效的措施进行救治。
[0003]目前，对人体血压、体温、心率和呼吸的测量是通过不同的设备实现的，要完成这四种参数的时间需要在不同的设备之间进行切换，医护人员的工作量大，测量时间长，影响测量工作的效率。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种多参数生命体征测量装置，其采用一种装置即能够实现对人体生命体征四大参数的测量，减少了医护人员工作量，提高了工作效率。
[0005]本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种多参数生命体征测量装置，其能根据心率传感器测量到的脉搏波信号准确地得到患者的呼吸参数。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案:
[0007]一种多参数生命体征测量装置，包括温度传感器、脉搏波光电传感器、袖带、用于向袖带充气的气泵、用于控制袖带内的气体排放的放气阀、用于检测袖带内的气体压力的压力传感器、压力传感器信号处理电路、脉搏波光电传感器信号处理电路、A/D转换电路、通信模块和控制器；
[0008]所述温度传感器的输出端与所述控制器的第一输入端相连；
[0009]压力传感器的输出端与所述压力传感器信号处理电路的输入端相连，压力传感器信号处理电路的输出端与所述A/D转换电路的第一输入端相连；所述脉搏波光电传感器的输出端与所述脉搏波光电传感器信号处理电路的输入端相连，脉搏波光电传感器信号处理电路的输出端与所述A/D转换电路的第二输入端相连；A/D转换电路的输出端与所述控制器的第二输入端相连；
[0010]所述控制器的第一控制输出端与所述气泵的控制输入端电连接，所述控制器的第二控制输出端与所述放气阀的控制输入端电连接，该控制器与所述的通信模块通信连接，控制器可通过该通信模块与上位机通信。
[0011]采样上述技术方案后，本发明至少具有以下优点:
[0012]1、本发明同时实现了生命体征的四大参数(血压、体温、心率、呼吸)的测量，提高了医护人员工作效率，且测量准确；
[0013]2、在本发明中，通过一个传感器分时复用实现了心率和呼吸的测量；在优选的实施例中，采用经验模态分解(EMD)算法实现从脉搏波分离出呼吸波，保证了呼吸参数测量的准确性；
[0014]3、多个传感器及其信号处理电路的布局依据电磁兼容原理，并且，对多个传感器参数的测量设置优先级(血压的测量优先级高于心率)，使得传感器在测量参数的时候，相互之间的干扰大大降低。
【附图说明】
[0015]图1示出了根据本发明一实施例的多参数生命体征测量装置的原理框图。
[0016]图2示出了根据本发明一实施例的控制器的原理框图。
[0017]图3示出了根据本发明一实施例的呼吸测量单元的原理框图。
[0018]图4示出了根据本发明一实施例的信号建立子单元、包络线拟合子单元、差值计算子单元、IMF判断子单元、信号余量计算子单元和信号分解判断子单元的工作过程示意图。
[0019]图5示出了根据本发明一实施例的多参数生命体征测量装置的测量流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对发明做出进一步说明。
[0021]如图1所示。根据本发明一实施例的一种多参数生命体征测量装置，包括温度传感器1、脉搏波光电传感器2、袖带3、用于向袖带充气的气泵41、用于控制袖带内的气体排放的放气阀42、用于检测袖带内的气体压力的压力传感器5、压力传感器信号处理电路61、脉搏波光电传感器信号处理电路62、A/D转换电路7、通信模块8和控制器9。
[0022]温度传感器I的输出端与控制器9的第一输入端相连。在一具体的实施例中，该温度传感器I的型号为DS18B20 (美国DALLAS半导体公司生产)，其集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量，故与控制器9相连不需要外加A/D电路，控制器9可对其输出的数字量直接进行处理。
[0023]压力传感器5的输出端与压力传感器信号处理电路61的输入端相连，压力传感器信号处理电路61的输出端与A/D转换电路7的第一输入端相连。
[0024]在一具体的实施例中，本发明测量血压的方法采用的是常规的压力振荡法。压力传感器信号处理电路61包括第一放大电路、带通滤波器和第二放大电路。第一放大电路的输入端与压力传感器5的输出端相连，该第一放大电路用于对压力传感器5输出的差动电压信号进行放大，并将放大后的信号分为一路直流信号和一路交流信号，其中，一路直流信号由第一放大电路的第一输出端输出给A/D转换电路7的第一输入端的第一采样端口，一路交流信号由第一放大电路的第二输出端输出给带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端与第二放大电路的输入端相连，第二放大电路的输出端与A/D转换电路的第一输入端的第二采样端口相连。更具体地来说，压力传感器I为压阻式压力传感器，其型号为MPS2107 (台湾全磊公司生产)。对袖带3完成充气、打开放气阀42放气时，压力传感器I将袖带中的气压信号转换为8-50mv的电压信号，该电压信号经过第一放大电路放大90倍，然后分成直流电压与交流电压两路，直流电压直接送给A/D转换电路的第一输入端的第一采样端口 ADCl采样，得到直流电压序列，交流电压经过带通滤波器滤波后，再经过第二放大电路50倍左右的二次放大调整，然后送入A/D转换电路的第一输入端的第二采样端口 ADC2采样，得到交流电压序列，该电压序列即为脉搏波在袖带压力影响下的电压序列。波的振幅有先小后大再小的规律。
[0025]对于压力振荡波方法而言。分析交流电压时找出并存储脉搏波峰值，先找出最大振幅值Amax，再往前找幅值为0.5Amax的瞬态位置对应血压直流分量即为收缩压，往后找幅值为0.SAmax的瞬态位置对应血压直流分量即为舒张压，将计算出的收缩压和舒张压结果输至显示器显示。
[0026]脉搏波光电传感器2的输出端与脉搏波光电传感器信号处理电路62的输入端相连，脉搏波光电传感器信号处理电路62的输出端与A/D转换电路7的第二输入端相连，A/D转换电路7的输出端与控制器9的第二输入端相连。
[0027]在一具体的实施例中，本发明对心率的测量采用的是光电容积脉搏波方法，光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy，PPG)是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。当一定波长的光束照射到皮肤表面时，光束将通过反射方式传送到光电接收器。在此过程中由于受到皮肤肌肉血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光强度将减弱。其中皮肤肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，当心脏收缩时外周血容量最多，光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度最大使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得容积脉搏血流的变化。脉搏波光电传感器2的传感器型号为HKG_07B(合肥华科电子技术研宄所生产)。脉搏波光电传感器信号处理电路62由低通滤波电路构成。
[0028]控制器9的第一控制输出端与气泵41的控制输入端电连接，用于控制气泵41的开启与关闭。控制器9的第二控制输出端与放气阀42的控制输入端电连接，用于控制放气阀42放气。放气阀42是速率可控的电磁阀。控制器9与通信模块8通信连接，控制器9可通过该通信模块与上位机通信。该上位机为计算机。在一具体的实施例中，单片机的型号为 STC89C52。
[0029]优选地，上述的温度传感器1、脉搏波光电传感器2和压力传感器5均为贴片式传感器。
[0030]如图