专利名称：一种便携式无线远程心电监护仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种心电监护仪，尤其涉及一种可以进行远程通信的便携式无线远程心电监护仪。
背景技术：
心电监护仪是医院实用的精密医学仪器，能同时监护病人的动态心电图形(一般为五联导心电图)、呼吸、体温、血压(分无创和有创)、血氧饱和度、脉率等生理参数。监护仪是一种以测量和控制病人生理参数，并可与已知设定值进行比较，如果出现超标可发出警报的装置或系统。监护仪与监护诊断仪器不同，它必须24小时连续监护病人的生理参数，检出变化 趋势，指出临危情况，供医生应急处理和进行治疗的依据，使并发症减到最少达到缓解并消除病情的目的。监护仪的用途除测量和监护生理参数外，还包括监视和处理用药及手术前后的状况。其中，由于现有的监护仪没有远程传送功能，因此，必须经常实时去查看，这给医护人员带来了很多不必要的麻烦。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中的监护仪的缺点，提供了一种便携式无线远程心电监护仪，该监护仪能够通过移动通信网络与远程的服务器进行相连接，具有很好的监测和报
警效果。本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下一种便携式无线远程心电监护仪，包括心电信号采集和处理模块，与主控CPU处理模块相连接山⑶显示单元和触摸屏单元，与所述主控CPU处理模块相连接；SDCARD接口和USB接口，与所述主控CPU处理模块相连接，DDR存储器和NAND FLASH存储器，与所述主控CPU处理模块相连接；以及网络通讯模块，与所述主控CPU处理模块相连接；其中，所述主控CPU处理模块通过所述网络通讯模块与医疗客户中心相连接。进一步地，优选的结构是，所述主控CPU处理模块选取ARM CPU模块，其中，所述ARM CPU模块中包括嵌入式Linux操作系统和软件处理平台。进一步地，优选的结构是，所述网络通讯模块选取GPRS或者GSM模块，其中，所述GPRS或者GSM模块通过RS232接口与所述主控CPU处理模块相连接。进一步地，优选的结构是，所述心电信号采集和处理模块包括心电信号采集电路、信号放大电路和滤波处理电路，其中，所述心电信号采集电路连接所述信号放大电路，所述信号放大电路连接所述滤波处理电路。进一步地，优选的结构是，所述滤波处理电路具体包括低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波滤除干扰电路。进一步地，优选的结构是，所述信号放大电路包括两级放大电路，其中，前一级放大电路是信号放大10倍的放大电路，后一级放大电路是对放大后的信号放大100倍的放大电路。其中，本实用新型采取了上述方案以后，该监护仪能够通过移动通信网络与远程的服务器进行相连接，具有很好的监测和报警效果。
以下结合附图
对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。图I是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的结构示意图；图2是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的一个实施例的心电信号采集和处理模块的部分电路图； 图3是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的一个实施例的心电信号采集和处理模块的部分电路图；图4是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的软件架构图；图5是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的界面设计示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和具体设计原理对本实用新型进行详细的描述。其中，本实用新型主要是以32位的ARM处理器为硬件平台，以嵌入式Linux操作系统为软件平台开发而成。具体来说，通过心电信号采集模块中的传感器采集到的心电信号经过心电信号处理模块后送入由主控ARM处理器组成的监护系统，经监护系统的系统软件分析处理的结果自动选择最优的警告或报警提醒监护对象；数据传入ARM监护系统的同时经过网络通讯模块将数据送入到医疗服务中心，让专业医生分析后把结论和监护方案信息再传输到被监护的对象和被监护对象的亲人。其中，图I是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的结构示意图；如图I所示，本实用新型在硬件设计方面，所述便携式无线远程心电监护仪，包括心电信号采集和处理模块，与主控CPU处理模块相连接；IXD显示单元和触摸屏单元，与所述主控CPU处理模块相连接；SDCARD接口和USB接口，与所述主控CPU处理模块相连接，DDR存储器和NAND FLASH存储器，与所述主控CPU处理模块相连接；以及网络通讯模块，与所述主控CPU处理模块相连接；其中，所述主控CPU处理模块通过所述网络通讯模块与医疗客户中心相连接。其中，优选的实施例中，所述主控CPU处理模块选取ARM CPU模块，其中，所述ARMCPU模块中包括嵌入式Linux操作系统和软件处理平台。其中，所述网络通讯模块选取GPRS或者GSM模块，其中，所述GPRS或者GSM模块通过RS232接口与所述主控CPU处理模块相连接。其中，所述心电信号采集和处理模块包括心电信号采集电路、信号放大电路和滤波处理电路，其中，所述心电信号采集电路连接所述信号放大电路，所述信号放大电路连接所述滤波处理电路。其中，所述滤波处理电路具体包括低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波滤除干扰电路。其中，所述信号放大电路包括两级放大电路,其中，前一级放大电路,对信号放大10倍,后一级放大电路,对放大后的信号放大100倍。在一个更加具体的实施例中，所述便携式无线远程心电监护仪主要由三个大模块组成心电信号采集处理模块(数据监护处理模块)、主控CPU处理模块(ARM监护处理模块)，无线远程传输模块(网络通讯模块)，其中，主控CPU处理模块(ARM监护处理模块)，主要基于ARM1176JZF-S的主控模块。其中，所述前端心电信号采集处理模块把由传感 器或者电极采集到的心电信号进行放大和滤波处理后传至所述ARM1176JZF-S主控模块中进一步进行处理，其中，所述ARMl176JZF-S主控模块能够对所述心电信号进行实时波形的显示和一定格式的数据存储，并且，所述ARM1176JZF-S主控模块能够通过所述无线远程传输模块实现心电监护仪和医疗服务中心的数据交流。其中，所述无线远程传输模块是GPRS或者GSM模块的网络通讯模块。以下结合图2和图3对本实用新型进行详细的描述，其中，图2是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的一个实施例的心电信号采集和处理模块的部分电路图；图3是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的一个实施例的心电信号采集和处理模块的部分电路图；如图2和图3所示，所述心电信号处理模块采用了两级放大电路，前一级采用了AD620组成的放大电路，放大10倍，后一级100倍，并将心电信号的高保真放大，转换成标准的电信号后才能接入A/D转换。并且，整个电路还包括低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波滤除干扰电路，其中，采取了上述方案以后，所述心电信号采集处理模块具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低温漂和高信噪比的技术优点。其中，所述第一级放大电路采用AD620AN模拟放大芯片，并且，为了抵消人体信号源中的干扰，在前级放大电路的反馈端与信号源地端建立共模负反馈，用AD705J将反馈信号放大后接人信号源参考端，其中，图中电路中AD620AN的I和8两个引脚是用来外接增益反馈电阻RG。U3、R9、RlO和C8-C11构成了一个高频滤波电路，它的作用是允许高频信号通过。其中，一个实施例中，由R9 = R8 = 3. 3MQ,C8 = C9 = luF，特征频率(转折频率)f0 = I/(2 31 RC) = O. 048Hzο即OHz < w < O. 048Hz范围内的频率为阻带，高于O. 048Hz频率为通带。其中，由R11、R12、C12_C15和U4—起组成了一个二阶低通有源滤波器。它的作用是允许低频信号通过，考虑到元件的误差，即低于106Hz的信号通过。其传递函数A(s)=I/ [s+2sRC+ (sRC) 2]。令 s = jw, RC = 1/wO。可以得到A(jw) = I / [I - (w/wO) 2+j (2w/w0) ] 幅频响应与相频响应分别为A(jw) = I/{[I-(w/wO) 2] 2+(2w/w0) 2} (1/2),。其中，在一个实施例中，电路中选择C的值为O.OluF，RlO和Rll的值为150ΚΩ，由此，特征角频率为w0 = 2 3if0 = I/(RC) = 666. 7 或者 f0 = w0/ (2 π ) ^ 106Hz.即低通滤波器通过从零到截止频率106Hz的低频信号，而对于大于106Hz的频率完全衰减。[0042]其中，50Hz陷波电路主要是由一个放大器和一个RC零网络构成。其中RC零网络是由电阻R13-R16和电容C16-C18构成，其中，可以通过调节R16来调整50Hz的零输出频率。其中，RC零网络的电路选频条件是R13 = 6 (R14+R14+R15)，零输出频率为(RL是R14和R16的左边部分的和，RR是R15和R16的右边部分的和)在一个实施例中，电路中选取的 R13 = 560K Ω，R14 = 4· 7K Ω，R15 = 68K Ω，电位器 R16 = 20K Ω。通过调节 R16使 RL 的值为 21. 5k Ω，RR 的值为 71. 2K Ω，电容 C16 = C17 = C18 = O. 047uF。由U6、U7及电阻构成了二三级放大电路，通过调节可调电阻R20可以使心电信号从毫伏级放大到伏级。由于ARMll的ADC模数转换的范围是OV-3. 2V，所以经过U7的电压提升可以把放大的心电信号提升到O伏以上。其中，虽然在此以上述具体电路进行说明，但是，本领域技术人员应该知晓，实现 上述功能的任意电路都包含在本申请的保护范围内。其中，本实用新型中，所述主控CPU处理模块中可以选择S3C6410处理器作为控制核心，其中，该模块中可以采用一位通道模拟输入，模拟输入通道的最高电压为3. 3V。其中，所述GPRS/GPRS模块与微处理器的接口为RS232接口，并且，GSM/GPRS内嵌TCP(UDP)/IP协议栈，利用Socket建立网络连接，在利用GPRS传输数据的同时，可以提供GSM语音和短信(SMS)服务。并且，所述微处理器采集的心电数据通过GPRS模块发送到医疗服务中心的服务器上，例如，可以通过AT命令控制GPRS模块的应用来实现。图4是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的软件架构图。其中，图5是本实用新型便携式无线远程心电监护仪的界面设计示意图。如图5所示，在一个实施例中，根据所选的S3C6410芯片，同时为了进一步增强软件的可操作性，本实用新型中的心电监护仪在嵌入式Iinux的基础上移植了 Qt/Embedded,用作用户图形界面设计。其中，所述Qt/E通过Qt的API与Linux的I/O设施直接交互,成为嵌入式Linux端口，并分波形界面实现和用户触控按键控制的实现，并且可以通过可视化的方法对窗体进行更快、更容易的测试和修改。通过QT/E中得QThread线程实现数据采集和界面操作的同时响应。并且，主控模块通过统一调度各功能模块实现用户意图。主控模块和各功能模块的通信通过Qt/E的Signal-Slot (信号和槽)机制来实现。其中，数据管理包括用户信息和心电数据管理等。用户通过触摸屏输入自己的姓名、性别、ID号、年龄以及体重等数据。心电数据主要包括心电信号数据、心电分析的结果的保存以及文件的创建时间、文件的类型、文件的大小等。Qt中载入和保存心电数据方式可以是通过实例化一个QFile打开文件，然后通过QDataStram对象存取它。心电数据的保存和读取主要是使用了 QDataStream。其中，数据分析模块首先是尽量消除外部干扰信号的影响，然后检测出QRS波群、P波、T波等，进而计算心电信号的各特征参数。采用斜率阈值法确定R点位置，检测到R点后，再根据R点确定Q点和S点范围，检测到Q点后，根据其确定P波范围，检测到S点后，根据其确定T波范围。其中，传输模块的主要功能实现检测心电数据与医疗服务中心之间的远程通信，医疗服务中心接收来自心电监护仪的数据，并根据心电分析结果和相关提醒通过GPRS数据服务或短消息(SMS)通知心电监护仪。其中，显示模块包括心电信号的实时动态曲线形式显示、已经存储的心电波形的回放显示、相关信 息的显示(时间、文件名等)以及医疗中心的反馈信息显示。除了以上功能之外，具有实时心电波形图暂停、播放和存储以及对存储的波形图的回放、暂停、前移和后移、实时波形图的缩放。其中，本实用新型还具有两种紧急求救报警模式一是当被监护的人感觉不适时，可触摸紧急按键，监护仪即进入报警模式；二是当心电数据分析发现异常心电波形时，监护仪进入报警状态。其中，本实用新型采取了上述方案以后，该监护仪能够通过移动通信网络与远程的服务器进行相连接，具有很好的监测和报警效果。需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种便携式无线远程心电监护仪，其特征在于，包括 心电信号采集和处理模块，与主控CPU处理模块相连接；IXD显示单元和触摸屏单元，与所述主控CPU处理模块相连接；SDCARD接口和USB接口，与所述主控CPU处理模块相连接，DDR存储器和NAND FLASH存储器，与所述主控CPU处理模块相连接；以及网络通讯模块，与所述主控CPU处理模块相连接；其中，所述主控CPU处理模块通过所述网络通讯模块与医疗客户中心相连接。
2.根据权利要求I所述的便携式无线远程心电监护仪，其特征在于，所述主控CPU处理模块选取ARM CPU模块，其中，所述ARM CPU模块中包括嵌入式Linux操作系统和软件处理T D O
3.根据权利要求I或2所述的便携式无线远程心电监护仪，其特征在于，所述网络通讯模块选取GPRS或者GSM模块，其中，所述GPRS或者GSM模块通过RS232接口与所述主控CPU处理模块相连接。
4.根据权利要求I所述的便携式无线远程心电监护仪，其特征在于，所述心电信号采集和处理模块包括心电信号采集电路、信号放大电路和滤波处理电路，其中，所述心电信号采集电路连接所述信号放大电路，所述信号放大电路连接所述滤波处理电路。
5.根据权利要求4所述的便携式无线远程心电监护仪，其特征在于，所述滤波处理电路具体包括低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波滤除干扰电路。
6.根据权利要求4所述的便携式无线远程心电监护仪，其特征在于，所述信号放大电路包括两级放大电路，其中，前一级放大电路是信号放大10倍的放大电路,后一级放大电路是对放大后的信号放大100倍的放大电路。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式无线远程心电监护仪，包括心电信号采集和处理模块，与主控CPU处理模块相连接；LCD显示单元和触摸屏单元，与所述主控CPU处理模块相连接；SDCARD接口和USB接口，与所述主控CPU处理模块相连接，DDR存储器和NAND FLASH存储器，与所述主控CPU处理模块相连接；以及网络通讯模块，与所述主控CPU处理模块相连接；其中，所述主控CPU处理模块通过所述网络通讯模块与医疗客户中心相连接。该监护仪能够通过移动通信网络与远程的服务器进行相连接，具有很好的监测和报警效果。
文档编号A61B5/0205GK202589502SQ20122016659
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者彭* 申请人:四川理工学院