一种家用远程医疗监护终端的制作方法

文档序号:13451053阅读:202来源:国知局
一种家用远程医疗监护终端的制作方法

本实用新型属于远程医疗领域,尤其涉及一种家用远程医疗监护终端。



背景技术:

远程医疗是网络科技与医疗技术相结合的产物,随着我国经济的发展、科技的进步以及进入老龄化社会的需要,发展远程医疗已成为一种必然趋势。我国在远程家庭医疗的发展起步较晚,主要是发展以提供医学信息查询和医疗咨询的医疗网站为主。这种方式的缺点有很多,例如,对于一些不懂上网的人来说不起任何作用,医生在得不到病人的实时生理信息时不可能给出科学的诊断,独居人士在遇到紧急情况时不能得到及时救治等。国外的远程家庭医疗更加注重远程“看医生”,个人/患者在家中就可与医生进行实时语音、图像信息交流,可以实现在线检测人体生理信号并给出诊断。这种系统以视频会议系统为核心,但目前还难以在我国普及,原因之一是该系统的价格太贵,一般家庭承受不起,另外一个原因是受到通信信道带宽的限制,国外一般使用综合业务数字网(ISDN),而我国现在普及到家庭的是普通电话系统(POTS),尽管通过这也可实现双向视频传输,但在图像分辨率方面,难以达到远程医疗的要求。因此,考虑到我国互联网用户呈逐年增长趋势,发展远程监护更加符合我国国情。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种新型的低成本的家用远程医疗监护终端系统,旨在解决远程医疗系统成本高难以普及的问题。

本实用新型的技术方案如下:

一种家用远程医疗监护终端,包括:信息调理模块、Web嵌入系统模块、LCD显示屏、存储器以及电源模块;电源模块与Web嵌入系统模块及信号调理模块相连,所述Web嵌入系统模块输入端与所述信号调理模块输出端相连,所述Web嵌入系统模块输出端连接到LCD显示屏及存储器。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述信号调理模块包含前端电路,主放大器电路和陷波电路三个部分;心电信号经由前端电路输入,前端电路输出端与主放大器电路输入端相连,主放大器电路输出端与陷波电路输入端相连,陷波电路输出端信号作为所述信号调理模块输出信号。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述Web嵌入系统模块设计选用ARM9处理器S3C2410A,其CPU内核采用的是ARM公司设计的16/32位ARM920TRISC处理器。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述LCD显示屏通过处理器S3C2410A的LCD专用DMA通道与处理器S3C2410A相连,接收处理后的心电信号,并实时的显示心电波形。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述存储器通过处理器S3C2410A上的I/O接口与其相连,采用片外FlashROM存储,并由处理器S3C2410A为存储器保持3.3VA供电。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述电源模块采用9V碱性电池供电,通过电源转换芯片AS1117-3.3将9V转换为3.3V可供给放大器芯片和处理器S3C2410A使用,电源模块经由处理器S3C2410A的I/O接口与嵌入系统模块相连,同时与信号调理模块相连,保持供电。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述信号调理模块中的前端电路分为三个部分,包含缓冲放大器电路,屏蔽层驱动电路和右腿驱动电路,前端电路中缓冲放大器电路输出端与屏蔽层驱动电路输入端相连,屏蔽层驱动电路输出端与右腿驱动电路输入端相连,所述右腿驱动电路输出端连接到右腿电极,其主要功能为抑制环境中的干扰噪声、提高前置放大器的共模抑制能力。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述信号调理模块中的主放大器电路主要由2个放大器组成,还包括4个电阻,2个电容;所述主放大器电路中V3作为输入端,与所述缓冲放大器电路输出端相连,电阻R832一端与主放大器电路输入端V3相连,另一端接地,电容C807一端与V3相连,另一端与放大器U809接口6相连,所述放大器U809接口1,2,4均接地,接口7、8均接电源+3.3VA,接口5、6相连,所述放大器U809接口3与电阻R820一端、电容C805一端相连,所述电阻R820另一端接地,所述电容C805另一端与放大器U805的接口6相连,所述放大器U805接口1,4均接地,接口7、8均接电源+3.3VA,接口5、6相连,所述放大器U805接口2与电阻R812一端相连,接口3与电阻R813一端相连,所述电阻R812、电阻R813另一端与所述陷波电路输入端相连,所述主放大器电路输入端接收经由前置电路处理后的心电信号,对该信号进行两级放大处理,差动放大器U805为前置级,同相放大器U809构成第二级,使得主放大器电路完成两级放大,所述电容C805具有去除极化电压功能,并与电阻R820实现高通滤波功能,用于抑制直流漂移和放大器通带外的低频噪声。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述信号调理模块中的陷波电路主要有2个放大器组成,还包含8个电阻,2个电容;信号调理模块中放大器U905与放大器U906接口1为输入端,分别与上述主放大器电路中的电阻R812、电阻R813相连,所述放大器U905接口7接电源+3.3VA,接口4接地,接口8与所述Web嵌入系统模块相连,所述放大器U905接口3与电阻R955一端相连,电阻R955另一端接地,所述放大器U905接口2与电容C904一端、电阻R956一端相连,所述电阻R956另一端与放大器U905接口6相连,所述电容C904另一端与电阻R953一端相连,电阻R953另一端与电阻R957一端相连,所述电阻R957另一端与放大器U905接口5、放大器U906接口5、电阻R960一端相连,所述放大器U905接口6与电容C905一端相连,所述电容C905另一端与电阻R954一端相连,所述电阻R954另一端接地,所述电阻R960另一端与放大器U906接口6相连,所述放大器U905接口6经电阻R958与放大器U906接口2相连,所述放大器U906接口7接电源+3.3VA,接口4接地,接口8与所述Web嵌入系统模块相连,所述放大器U906接口3与电阻R959一端相连,所述电阻R959另一端接地;虽然前端电路已对共模干扰具有较强的抑制作用,但有部分于扰信号是以差模信号的形式进入电路的,且频率处于心电信号频带之内,加上电极和输入回路不稳定等因数,前级电路输出的心电信号仍然存在较强的工频干扰,因此必须将其滤除,这便是陷波电路的作用。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述前端电路中缓冲放大器电路由放大器U800和放大器U801,电容C000和电容C001,4个二极管,以及11个电阻构成;缓冲放大器电路中,电阻R800一端与人体生物电级LDI相连,另一端与所述电容C000的一端、二极管D800的负极、二极管D801的正极以及所述放大器U800接口2相连,电阻R801一端与另一人体生物电级LDI相连,另一端与所述电容C001的一端、二极管D802负极、二极管D803正极以及所述放大器U801接口2相连,所述电容C000的另一端与所述电容C001的另一端相连,所述二极管D800正极与所述二极管D801负极相连,二极管D801负极与放大器U800的接口3、接口6相连;所述放大器U800接口7、8均加+3.3VA电压,接口1、4均接地,且接口5,6相连,所述放大器U800接口6与所述屏蔽层驱动电路输入端相连,二极管D802正极与二级管D803负极相连,所述二极管D803负极与放大器U801的接口3、接口6相连,放大器U801的接口7、8均加+3.3VA电压,接口1、4均接地,且接口5,6相连,所述放大器U801接口6与电阻R806一端,电阻R811一端,电阻R807一端相连,所述电阻R806另一端与电阻R805一端相连,电阻R805另一端与电阻R803一端相连,电阻R803另一端与电阻R804一端相连,电阻R804另一端与电阻R808一端、电阻R810一端相连,所述电阻R808另一端与上述R807另一端相连,所述电阻R810另一端与上述电阻R811另一端、电阻R809一端相连,电阻R809另一端与主放大器电路输入端相连;缓冲放大器电路的缓冲隔离作用能有效减小生物信号源对放大器的过高要求,减少心电信号衰减和匹配失真,使得心电信号在放大过程中保持其准确性。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述前端电路中的屏蔽层驱动电路包含1个放大器U803及2个电阻,2个电容,1个电感L800;所述放大器U803接口3为所述屏蔽层驱动电路输入端,与所述缓冲放大器电路中放大器U800接口6相连;所述放大器U803的接口7、8接电源+3.3VA,接口1、4均接地,所述放大器U803的接口6,接口5,接口2与电阻R816一端相连,所述电阻R816另一端与电感L800一端、电阻R817一端相连,所述电阻R817另一端与电容C803一端相连,电容C803另一端接地,所述电感L800另一端与电容C804一端、右腿驱动电路输入端相连,所述电容C804另一端接地;屏蔽层驱动电路能较好的去除导联线屏蔽层分布电容的不均匀衰减造成对放大器放大效果的影响,让心电信号受到的影响进一步缩小。

进一步根据本实用新型所述的家用远程医疗监护终端,所述前端电路中的右腿驱动电路由1个放大器U804和2个电阻构成;所述放大器U804的接口3为所述右腿驱动电路的输入端,与所述屏蔽层驱动电路中电感L800一端相连,所述放大器U804的接口7,8接电源+3.3VA,接口1,4均接地,所述放大器U804的接口6,接口5与电阻R819一端相连,电阻R819另一端与右腿电极(RF)相连,所述放大器U804接口2与电阻R818一端相连,所述电阻R818另一端与放大器U804接口5、6相连。

本实用新型与现有技术相比,其有益效果在于:

1.本实用新型系统采用B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)模式设计,使用该模式的最大好处是减少开发工作量、运行维护比较简便。

2.本实用新型将B/S模式引入嵌入式网络设计,改变了过去需要同时开发上位机和下位机软硬件的做法,现在只需要在下位机(服务器端)的嵌入式设备中集成一个微型服务器,从而为用户提供一个视觉效果好、操作方便的工作界面。

3.本实用新型传输的只是人体生理信号,其所需的通信速度通过普通电话线就可以满足,成本低,易普及。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图;

图2是本实用新型的信号调理模块框图;

图3是本实用新型的信号调理模块的前端电路中的缓冲放大器电路的示意图;

图4是本实用新型的信号调理模块的前端电路中的屏蔽层驱动电路示意图;

图5是本实用新型的信号调理模块的前端电路中的右腿驱动电路示意图;

图6是本实用新型的信号调理模块中主放大器电路示意图;

图7是本实用新型的信号调理模块中陷波电路示意图。

具体实施方式

本实用新型由信息调理模块,Web嵌入系统模块,LCD显示屏,以及存储器,电源模块,构成,如图1所示。电源模块与Web嵌入系统模块及信号调理模块相连,所述Web嵌入系统模块输入端与所述信号调理模块输出端相连,所述Web嵌入系统模块输出端连接到LCD显示屏及存储器。

所述信号调理模块如图2所示,包含前端电路,主放大器电路和陷波电路三个部分。心电信号经由前端电路输入,前端电路输出端与主放大器电路输入端相连,主放大器电路输出端与陷波电路输入端相连,陷波电路输出端信号作为所述信号调理模块输出信号。

所述前端电路分为三个部分,包含缓冲放大器电路,屏蔽层驱动电路和右腿驱动电路,前端电路中缓冲放大器电路输出端与屏蔽层驱动电路输入端相连,屏蔽层驱动电路输出端与右腿驱动电路输入端相连,所述右腿驱动电路输出端连接到右腿电极。其主要功能为抑制环境中的干扰噪声、提高前置放大器的共模抑制能力。

所述前端电路中缓冲放大器电路如图3所示,电路由放大器U800和放大器U801,电容C000和电容C001,4个二极管,以及11个电阻构成。缓冲放大器电路中,电阻R800一端与人体生物电级LDI相连,另一端与所述电容C000的一端、二极管D800的负极、二极管D801的正极以及所述放大器U800接口2相连。电阻R801一端与另一人体生物电级LDI相连,另一端与所述电容C001的一端、二极管D802负极、二极管D803正极以及所述放大器U801接口2相连。所述电容C000的另一端与所述电容C001的另一端相连。所述二极管D800正极与所述二极管D801负极相连,二极管D801负极与放大器U800的接口3、接口6相连。所述放大器U800接口7、8均加+3.3VA电压,接口1、4均接地,且接口5,6相连。所述放大器U800接口6与所述屏蔽层驱动电路输入端相连。二极管D802正极与二级管D803负极相连,所述二极管D803负极与放大器U801的接口3、接口6相连。放大器U801的接口7、8均加+3.3VA电压,接口1、4均接地,且接口5,6相连。所述放大器U801接口6与电阻R806一端,电阻R811一端,电阻R807一端相连。所述电阻R806另一端与电阻R805一端相连,电阻R805另一端与电阻R803一端相连,电阻R803另一端与电阻R804一端相连,电阻R804另一端与电阻R808一端、电阻R810一端相连。所述电阻R808另一端与上述R807另一端相连。所述电阻R810另一端与上述电阻R811另一端、电阻R809一端相连。电阻R809另一端与主放大器电路输入端相连。缓冲放大器电路的缓冲隔离作用能有效减小生物信号源对放大器的过高要求,减少心电信号衰减和匹配失真,使得心电信号在放大过程中保持其准确性。

所述前端电路中的屏蔽层驱动电路如图4所示,包含1个放大器U803及2个电阻,2个电容,1个电感L800。所述放大器U803接口3为所述屏蔽层驱动电路输入端,与所述缓冲放大器电路中放大器U800接口6相连。所述放大器U803的接口7、8接电源+3.3VA,接口1、4均接地。所述放大器U803的接口6,接口5,接口2与电阻R816一端相连。所述电阻R816另一端与电感L800一端、电阻R817一端相连。所述电阻R817另一端与电容C803一端相连,电容C803另一端接地。所述电感L800另一端与电容C804一端、右腿驱动电路输入端相连,所述电容C804另一端接地。屏蔽层驱动电路能较好的去除导联线屏蔽层分布电容的不均匀衰减造成对放大器放大效果的影响,让心电信号受到的影响进一步缩小。

所述前端电路中的右腿驱动电路如图5所示,由1个放大器U804和2个电阻构成。所述放大器U804的接口3为所述右腿驱动电路的输入端,与所述屏蔽层驱动电路中电感L800一端相连。所述放大器U804的接口7,8接电源+3.3VA,接口1,4均接地。所述放大器U804的接口6,接口5与电阻R819一端相连,电阻R819另一端与右腿电极(RF)相连。所述放大器U804接口2与电阻R818一端相连,所述电阻R818另一端与放大器U804接口5、6相连。

所述信号调理模块中的主放大器电路如图6所示,主要由2个放大器组成,还包括4个电阻,2个电容。所述主放大器电路中V3作为输入端,与所述缓冲放大器电路输出端相连。电阻R832一端与主放大器电路输入端V3相连,另一端接地。电容C807一端与V3相连,另一端与放大器U809接口6相连。所述放大器U809接口1,2,4均接地,接口7、8均接电源+3.3VA,接口5、6相连。所述放大器U809接口3与电阻R820一端、电容C805一端相连,所述电阻R820另一端接地,所述电容C805另一端与放大器U805的接口6相连。所述放大器U805接口1,4均接地,接口7、8均接电源+3.3VA,接口5、6相连。所述放大器U805接口2与电阻R812一端相连,接口3与电阻R813一端相连。所述电阻R812、电阻R813另一端与所述陷波电路输入端相连。所述主放大器电路输入端接收经由前置电路处理后的心电信号,对该信号进行两级放大处理。差动放大器U805为前置级,同相放大器U809构成第二级,使得主放大器电路完成两级放大。所述电容C805具有去除极化电压功能,并与电阻R820实现高通滤波功能,用于抑制直流漂移和放大器通带外的低频噪声。

所述信号调理模块中的陷波电路如图7所示,主要有2个放大器组成,还包含8个电阻,2个电容。信号调理模块中放大器U905与放大器U906接口1为输入端,分别与上述主放大器电路中的电阻R812、电阻R813相连。所述放大器U905接口7接电源+3.3VA,接口4接地,接口8与所述Web嵌入系统模块相连。所述放大器U905接口3与电阻R955一端相连,电阻R955另一端接地。所述放大器U905接口2与电容C904一端、电阻R956一端相连,所述电阻R956另一端与放大器U905接口6相连。所述电容C904另一端与电阻R953一端相连,电阻R953另一端与电阻R957一端相连,所述电阻R957另一端与放大器U905接口5、放大器U906接口5、电阻R960一端相连。所述放大器U905接口6与电容C905一端相连,所述电容C905另一端与电阻R954一端相连,所述电阻R954另一端接地。所述电阻R960另一端与放大器U906接口6相连。所述放大器U905接口6经电阻R958与放大器U906接口2相连。所述放大器U906接口7接电源+3.3VA,接口4接地,接口8与所述Web嵌入系统模块相连。所述放大器U906接口3与电阻R959一端相连,所述电阻R959另一端接地。虽然前端电路已对共模干扰具有较强的抑制作用,但有部分于扰信号是以差模信号的形式进入电路的,且频率处于心电信号频带之内,加上电极和输入回路不稳定等因数,前级电路输出的心电信号仍然存在较强的工频干扰,因此必须将其滤除,这便是陷波电路的作用。

所述系统中的信号调理电路均选用仪表放大器MAX4195。

所述Web嵌入系统模块设计选用ARM9处理器S3C2410A,其CPU内核采用的是ARM公司设计的16/32位ARM920TRISC处理器。

所述LCD显示屏通过处理器S3C2410A的LCD专用DMA通道与处理器S3C2410A相连,接收处理后的心电信号,并实时的显示心电波形。

所述存储器通过处理器S3C2410A上的I/O接口与其相连,采用片外FlashROM存储,并由处理器S3C2410A为存储器保持3.3VA供电。

所述电源模块采用9V碱性电池供电,通过电源转换芯片AS1117-3.3将9V转换为3.3V可供给放大器芯片和处理器S3C2410A使用。电源模块经由处理器S3C2410A的I/O接口与嵌入系统模块相连,同时与信号调理模块相连,保持供电。

本远程医疗系统使用过程中,人体心电信号通过医用导联线传输到信息调理模块,经过检波放大,处理后信号经由Web嵌入系统模块中的处理器自带的引脚送入Web嵌入系统模块,心电信号在此模块中经过各种运算分析后得到反映心脏特征的信号。所述处理器S3C2410A芯片与LCD显示屏相连,所述LCD显示屏接收处理后的心电信号并将图像信息实时显示。存储器与处理器芯片直接相连,存储心电信号。所述处理器S3C2410A通过抑制嵌入式Web服务器,将存储器中的信号传输到监控中心,终端通过以太网口接入以太网,以实现与监控中心的远程交互。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述,并不将本实用新型的技术方案限制于此,本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴,本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

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