专利名称：监护仪及监护仪信号检测方法
技术领域：
本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种监护仪及监护仪信号检测方法。
背景技术：
监护仪是一种以测量和控制病人生理参数的装置或系统，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。传统的监护仪利用患者身上佩戴的传感器采集生理信号，通过数据线传送到监护仪或电脑上。由于人体处于自然状态时的生理信号才能够真实地反映其生理状况，在使用传统的监护仪检测生理信号时会使患者感觉受到束缚，难免出现紧张等状态，从而导致检测到的数据不准确。
发明内容
基于此，有必要提供一种可提高检测准确度的监护仪及监护仪信号检测方法。一种监护仪，包括检测模块、主控模块及与所述主控模块连接的显示屏，还包括wifi传输模块,所述wifi传输模块包括wifi发送单元和wifi接收单元,所述wifi发送单元与所述检测模块连接，所述wifi接收单元连接所述主控模块，所述检测模块用于采集生理信号；所述wifi发送单元用于将所述生理信号以wifi传输方式发送至所述wifi接收单元；所述wifi接收单元用于将所述生理信号传输至所述主控模块；所述主控模块用于对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形；所述显示屏用于显示所述生理波形。
在其中一个实施例中，所述主控模块包括ATMEL9G45芯片。在其中一个实施例中，所述检测模块包括滤波单元和放大单元，所述滤波单元用于对所述生理信号进行滤波处理；所述放大单元用于对所述生理信号进行放大处理。在其中一个实施例中，还包括与所述主控模块连接的打印模块，所述打印模块用于接收并打印所述主控模块发送的所述生理波形。在其中一个实施例中，还包括与所述主控模块连接的报警模块，所述主控模块判断所述生理数据是否超标，若是则控制所述报警模块发出警报。在其中一个实施例中，还包括触控屏和/或按键模块，所述触控屏和/或按键模块与所述主控模块连接。一种监护仪信号检测方法，包括以下步骤:采集生理信号；将所述生理信号通过wifi传输方式发送至主控模块；对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形；显示所述生理波形。在其中一个实施例中，所述采集生理信号的步骤之后，包括以下步骤:对所述生理信号进行滤波处理；对所述生理信号进行放大处理。 在其中一个实施例中，所述对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形的步骤之后，包括打印所述生理波形的步骤。在其中一个实施例中，所述对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形的步骤之后，包括以下步骤:判断所述生理数据是否超标；若是，则发出警报。上述监护仪及监护仪信号检测方法，检测模块采集生理信号，wifi发送单元将生理信号以Wifi传输方式发送至Wifi接收单元，Wifi接收单元将生理信号传输至主控模块，主控模块对生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据生理数据绘制生理波形，以及将绘制的生理波形发送至显示屏显示。由于不用通过有线方式将采集的生理信号发送至主控模块，患者不会感觉受到束缚，采集到的生理信号能真实地反应患者的生理状况，提高了检测准确度，还减小了监护仪体积，携带方便，便于在危重病人抢救、外出巡诊等特殊场合使用。Wif i传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将采集到的生理信号快速、可靠地发送至主控模块处理，若患者的生理信号有异常，可及时通过显示屏观察到，便于对患者及时进行应急处理或治疗。·
图1为一实施例中监护仪的结构图；图2为另一实施例中监护仪的结构图；图3为一实施例中监护仪信号检测方法的流程图。
具体实施例方式监护仪是一种以测量和控制病人生理参数的装置或系统，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。本发明提供的监护仪及监护仪信号检测方法，利用wifi传输模块将检测模块采集的生理信号以wifi传输方式发送至主控模块处理，由于不用通过有线方式将采集的生理信号发送至主控模块，患者不会感觉受到束缚，采集到的生理信号能真实地反应患者的生理状况，提高了检测准确度，还减小了监护仪体积，携带方便，便于在危重病人抢救、外出巡诊等特殊场合使用。下面结合附图对监护仪及监护仪信号检测方法的具体实施方式
进行详细说明。一种监护仪，监护仪可以是床边监护仪、中央监护仪、离院监护仪等。如图1所示，监护仪包括检测模块110、Wifi传输模块、主控模块130及与主控模块130连接的显示屏140, wifi传输模块包括wifi发送单元122和wifi接收单元124, wifi发送单元122与检测模块110连接，wifi接收单元124连接主控模块130。
检测模块110用于采集病人的生理信号。生理信号具体可以是心电信号、呼吸信号、无创血压信号、血氧饱和度信号、脉搏信号或体温信号等，本实施例中检测模块110可通过电子传感器对生理信号进行采集。在其中一个实施例中，检测模块110可包括滤波单元和放大单元，滤波单元用于对生理信号进行滤波处理，以去除工频50Hz和极化电压等干扰信号。放大单元用于对生理信号进行放大处理，以便于主控模块130对生理信号进行处理。具体地，放大单元可包括前置放大器和后置放大器，本实施例中前置放大器可采用运放组成并联型差动放大器，与后置放大器将双端信号转换为单端信号输出。采用双运放组成并联型差动放大器，输入阻抗高，可在保证共模抑制比较大的前提下对生理信号进行放大，抑制干扰能力强，还有良好的低噪声和低漂移性能。此外，检测模块110还可包括零点调整单元和满量程调整单元，分别对生理信号进行零点调整和满量程调整，进一步提高生理信号的准确性。wifi发送单元122用于将生理信号以wifi传输方式发送至wifi接收单元124 ；wifi接收单元124用于将生理信号传输至主控模块UOt5Wifi传输模块集成802.11标准的无线电，MAC (Media Access Control,介质访问控制)和基带，以及 PA (power amplifier,功率放大器)，应用 CPU (Central Processing Unit,中央处理器)，RTC (Real-Time Clock,实时时钟芯片)，SRAM (StaticRAM，静态随机存储器)与闪存，支持IEEE802.11标准，具有802.lli/WPA2 身份验证，支持 SPI (Serial Peripheral Interface，串行外设接口)通信和RS232通信。本实施例中wifi传输模块采用SPI通信，即wifi发送单元122通过SPI接口与检测模块110连接，wifi接收单元124通过SPI接口与主控模块130连接。SPI接口传输速度快，可进一步提高生理信号传输速度，便于及时对采集的生理信号进行处理。Wifi传输技术适用范围广，费用低廉且数据带宽极高，完全满足医用频段2.4G的需求，由于wifi传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将采集到的生理信号快速、可靠地发送至主控模块处理，若患者的生理信号有异常，可及时通过显示屏观察到，便于对患者及时进行应急处理或治疗。主控模块130用于 对生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据生理数据绘制生理波形，本实施例中主控模块130可包括ATMEL9G45芯片，ATMEL9G45芯片主频高达400MHz，核心板集成处理器、128M DDR2SDRAM、128M Nand FLASH、10/100Mbps 网络、高性能电源管理等功能，体积小，工业标准设计，适合于用户批量使用，底板则扩展了 TFT-LCD接口(最大分辨率1280*860)、触摸屏接口、VGA接口、高速USB2.00TG、2路SD卡存储、摄像头接口、5路串口、音频输入、耳机输出、Mic输入等，支持WinCE6.0和Linux2.6嵌入式操作系统。由于ATMEL9G45芯片具有高效的数据处理和传输效率，可快速对采集的生理信号进行处理并显示，若生理信号异常可及时发现。在其他实施例中也可用其他微处理芯片代替ATMEL9G45芯片。主控模块130还可用于对转换得到的生理数据进行数字滤波，进一步提高信号检测的准确性。显示屏140用于显示主控模块130绘制得到的生理波形。显示屏140可以是LED(Light Emitting Diode,发光二极管)显示屏或 LCD (Liquid Crystal Display,液晶显示器)显示屏等，本实施例中显示屏140为LCD显示屏，具有节能、辐射低、无几何失真或线性失真、画质精细等特点。上述监护仪，检测模块采集生理信号，wifi发送单元将生理信号以wifi传输方式发送至Wifi接收单元，Wifi接收单元将生理信号传输至主控模块，主控模块对生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据生理数据绘制生理波形，以及将绘制的生理波形发送至显示屏显示。由于不用通过有线方式将采集的生理信号发送至主控模块，患者不会感觉受到束缚，采集到的生理信号能真实地反应患者的生理状况，提高了检测准确度，还减小了监护仪体积，携带方便，便于在危重病人抢救、外出巡诊等特殊场合使用。Wif i传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将采集到的生理信号快速、可靠地发送至主控模块处理，若患者的生理信号有异常，可及时通过显示屏观察到，便于对患者及时进行应急处理或治疗。上述监护仪还有功耗低的优点，具体分析如下:如果IS发送2KB的数据(心电和血氧)，其中检测模块110到wifi传输模块的传输时间(使用SPI接口)约2-4ms，这段时间内消耗电流约为IOmA ；wifi传输模块接收后处理打包数据时间约l_2ms,这段时间内消耗电流约为10-20mA ；wifi传输模块通过wifi传输方式发送数据时(速率ImbpsJP 125KB/S)需加上wifi通讯包头、响应、应答时间，实际发送数据量按有效数据量的两倍计算，即4KB，则理论发送时间为32ms，实际发送时间要长于理论值，按60ms计算，这段时间内消耗电流按照发送电流峰值192mA计算(实际应小于该值)。则Is内消耗的电量为10mA*4ms(SPI接口通讯时间)+20mA*2ms (wifi传输模块处理时间)+192mA*60ms (wifi传输模块发送时间)+10mA*5ms (休眠/唤醒时的等待时间)=11650*ms,则平均电流为11650*ms/1000ms=ll.65mA。为忽略wifi传输模块休眠时的uA级别的待机电流计算得到的理论平均电流，用两节1.5V,2500mah的电池供电，升压到3.3V，两节电池电压变化范围为2.0V-3.2V，电压逐渐降低，其在2.2-2.8V区间放电时间最长，按平均电压
2.5V计算，升压电路效率记为90%，则给wifi传输模块供电的理论工作时间为2500mah/(11.65*3.3V/2.5V/90%)=14 6小时。即使用两节1.5V, 2500mah的电池即可保证wifi传输模块正常工作146小时，功耗低，保证监护仪在室外诊断等情况下也可正常使用。如图2所示，监护仪可包括与主控模块130连接的打印模块150，打印模块150用于接收并打印主控模块130发送的生理波形，以便于用户对生理波形进行存储，及进一步的观察研究。具体地，打印模块150可包括步进电机和打印头，步进电机用于在打印模块150接收到生理波形后，控制打印头打印生理波形，利用步进电机控制打印头进行打印，定位准确、速度快。可以理解，也可采用伺服电机等其他电机控制打印头进行打印。打印头可以是针式、热敏式或喷墨式的打印头，本实施例中采用热敏式打印头，打印格式灵活，图象质量高，速度快且成本低。监护仪也可包括与主控模块130连接的存储模块160，存储模块160用于存储生理数据，便于用户对生理数据进行整理统计、研究分析等操作。存储模块160可以是flash存储器，具体可采用128Mbits FLASH ROM (Read Only Memory，只读存储器)或128MRAM(Magnetic Random Access Memory,磁性随机存储器)。本实施例中存储模块160为FLASHROM，对生理数据进行实时存储，具有可擦除，可写入功能，即使监护仪的电源关闭，FLASHROM存储的生理数据也不会丢失。继续参照图2，监护仪还可包括与主控模块130连接的报警模块170，主控模块130还可用于判断生理数据是否超标，若是则控制报警模块170发出警报。主控模块130将采集到的生理信号转换为生理数据后，与预存的标准数据进行比较，判断生理数据是否超标，并在生理数据超标时控制报警模块170发出警报，通知医生或护士进行应急诊断或治疗。具体地，报警模块170可包括报警指示灯和报警蜂鸣器中的一种或两种，本实施例中报警模块170包括报警指示灯和报警蜂鸣器，当生理数据超标时，通过声光报警以便医生或护士及时知晓。此外，当生理数据超标时，主控模块130也可以控制显示屏140显示预设的报警画面进行报警。监护仪还可以包括与主控模块130连接的触控屏180和/或按键模块190，提供人机交互功能，便于用户进行参数调整、界面操作或查询指令的输入。本实施例中监护仪包括触控屏180和按键模块190，用户可根据自身习惯选择不同的输入方式，扩大了监护仪的适用范围。触控屏180可选择四线电阻式触摸屏，触控屏180具体可包括屏幕、检测单元和转换单元，检测单元检测用户在屏幕的触碰位置，转换单元将检测到的触碰位置转换为对应的触控指令并发送到主控模块130。本发明还提供了一种监护仪信号检测方法，如图3所示，包括以下步骤:步骤SllO:采集生理信号。生理信号具体可以是心电信号、呼吸信号、无创血压信号、血氧饱和度信号、脉搏信号或体温信号等，本实施例中可通过电子传感器对生理信号进行采集。步骤SllO之后，还可对采集的生理信号进行滤波和放大等处理，经滤波电路对生理信号滤波，去除工频50Hz和极化电压等干扰信号，用放大电路对生理信号进行放大，便于后续步骤对生理信号进行模数转换。放大电路具体可包括前置放大器和后置放大器，本实施例中前置放大器可采用运放组成并联型差动放大器，与后置放大器将双端信号转换为单端信号输出。采用双运放组成并联型差动放大器，输入阻抗高，可在保证共模抑制比较大的前提下对生理信号进行放大，抑制干扰能力强，还有良好的低噪声和低漂移性能。此外，还可分别对生理信号进行零点调整和满量程调整，进一步提高生理信号的准确性。
步骤S120:将生理信号通过wifi传输方式发送至主控模块。本实施例中通过wifi传输模块传输生理信号，wifi传输模块集成802.11标准的无线电，MAC和基带，以及PA，应用CPU，RTC, SRAM与闪存，支持IEEE802.11标准，具有802.lli/WPA2身份验证，支持SPI通信和RS232通信。本实施例中wifi传输模块采用SPI通信，传输速度快，可进一步提高生理信号传输速度，便于及时对采集的生理信号进行处理。Wifi传输技术适用范围广，费用低廉且数据带宽极高，完全满足医用频段2.4G的需求，由于wifi传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将采集到的生理信号快速、可靠地发送至主控模块处理，若患者的生理信号有异常，可及时通过显示屏观察到，便于对患者及时进行应急处理或治疗。步骤S130:对生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据生理数据绘制生理波形。本实施例中可通过以ATMEL9G45芯片为核心的主控模块对生理信号进行转换并绘制生理波形，ATMEL9G45芯片主频高达400MHz，核心板集成处理器、128M DDR2SDRAM、128MNand FLASH、10/100Mbps网络、高性能电源管理等功能，体积小，工业标准设计，适合于用户批量使用，底板则扩展了 TFT-1XD接口(最大分辨率1280*860)、触摸屏接口、VGA接口、高速USB2.00TG、2路SD卡存储、摄像头接口、5路串口、音频输入、耳机输出、Mic输入等，支持WinCE6.0和Linux2.6嵌入式操作系统。由于ATMEL9G45芯片具有高效的数据处理和传输效率，可快速对采集的生理信号进行处理并显示，若生理信号异常可及时发现。在其他实施例中也可用其他微处理芯片代替ATMEL9G45芯片。主控模块还可用于对转换得到的生理数据进行数字滤波，进一步提高信号检测的准确性。步骤S140:显示生理波形。可通过显示屏显示主控模块绘制的生理波形，显示屏可以是LED显示屏或IXD显示屏等，本实施例中显示屏为LCD显示屏，具有节能、辐射低、无几何失真或线性失真、画质精细等特点。上述监护仪信号检测方法，通过采集生理信号，将生理信号以wifi传输方式发送至主控模块，对生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据生理数据绘制生理波形，以及将绘制的生理波形发送至显示屏显示。由于不用通过有线方式将采集的生理信号发送至主控模块，患者不会感觉受到束缚，采集到的生理信号能真实地反应患者的生理状况，提高了检测准确度，还减小了监护仪体积，携带方便，便于在危重病人抢救、外出巡诊等特殊场合使用。wifi传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将采集到的生理信号快速、可靠地发送至主控模块处理，若患者的生理信号有异常，可及时通过显示屏观察到，便于对患者及时进行应急处理或治疗。上述监护仪信号检测方法还有功耗低的优点。在其中一个实施例中，步骤S130后可包括打印生理波形的步骤，可通过打印机打印生理波形，以便于用户对生理波形进行存储，及进一步的观察研究。具体地，打印机可包括步进电机和打印头，步进电机用于在打印机接收到生理波形后，控制打印头打印生理波形，利用步进电机控制打印头进行打印，定位准确、速度快。可以理解，也可采用伺服电机等其他电机控制打印头进行打印。打印头可以是针式、热敏式或喷墨式的打印头，本实施例中采用热敏式打印头，打印格式灵活，图象质量高，速度快且成本低。步骤S130之后也 可包括存储生理数据的步骤，对转换得到的生理数据进行存储，便于用户对生理数据进行整理统计、研究分析等操作。可通过flash存储器对生理数据进行存储，具体可采用128Mbits FLASH ROM或128MRAM，本实施例中采用FLASH ROM，对生理数据进行实时存储，具有可擦除，可写入功能，即使监护仪的电源关闭，FLASH ROM存储的生理数据也不会丢失。步骤S130之后还可包括以下步骤:判断生理数据是否超标。若是，则发出警报。本实施例中可通过主控模块将转换得到的生理数据与预存的标准数据进行比较，判断生理数据是否超标，并在生理数据超标时控制报警模块发出警报，通知医生或护士进行应急诊断或治疗。具体地，报警模块可包括报警指示灯和报警蜂鸣器中的一种或两种，本实施例中报警模块包括报警指示灯和报警蜂鸣器，当生理数据超标时，通过声光报警，以便医生或护士及时知晓。此外，当生理数据超标时，主控模块也可以控制显示屏显示预设的报警画面进行报警。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范 围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种监护仪，包括检测模块、主控模块及与所述主控模块连接的显示屏，其特征在于，还包括wifi传输模块,所述wifi传输模块包括wifi发送单元和wifi接收单元,所述wifi发送单元与所述检测模块连接，所述wifi接收单元连接所述主控模块， 所述检测模块用于采集生理信号； 所述wifi发送单元用于将所述生理信号以wifi传输方式发送至所述wifi接收单元； 所述wifi接收单元用于将所述生理信号传输至所述主控模块； 所述主控模块用于对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形； 所述显示屏用于显示所述生理波形。
2.根据权利要求1所述的监护仪，其特征在于，所述主控模块包括ATMEL9G45芯片。
3.根据权利要求1所述的监护仪，其特征在于，所述检测模块包括滤波单元和放大单元， 所述滤波单元用于对所述生理信号进行滤波处理； 所述放大单元用于对所述生理信号进行放大处理。
4.根据权利要求1所述的监护仪，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的打印模块，所述打印模块用于接收并打印所述主控模块发送的所述生理波形。
5.根据权利要求1所述的监护仪，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的报警模块，所述主控模块判断所述生理数据是否超标，若是则控制所述报警模块发出警报。`
6.根据权利要求1至5任意一项所述的监护仪，其特征在于，还包括触控屏和/或按键模块，所述触控屏和/或按键模块与所述主控模块连接。
7.—种监护仪信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 采集生理信号； 将所述生理信号通过wifi传输方式发送至主控模块； 对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形； 显示所述生理波形。
8.根据权利要求7所述的监护仪信号检测方法，其特征在于，所述采集生理信号的步骤之后，包括以下步骤: 对所述生理信号进行滤波处理； 对所述生理信号进行放大处理。
9.根据权利要求7所述的监护仪信号检测方法，其特征在于，所述对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形的步骤之后，包括打印所述生理波形的步骤。
10.根据权利要求7所述的监护仪信号检测方法，其特征在于，所述对所述生理信号进行模数转换，得到生理数据，并根据所述生理数据绘制生理波形的步骤之后，包括以下步骤: 判断所述生理数据是否超标； 若是，则发出警报。
全文摘要
一种监护仪，检测模块采集生理信号，wifi发送单元将生理信号以wifi传输方式发送至wifi接收单元，wifi接收单元将生理信号传输至主控模块，主控模块对生理信号进行模数转换，得到生理数据，根据生理数据绘制生理波形并发送至显示屏显示。由于不用通过有线方式将采集的生理信号发送至主控模块，患者不会感觉受到束缚，采集到的生理信号能真实地反应患者的生理状况，提高了检测准确度。wifi传输速度快、距离远，且有较高的带宽，便于将采集到的生理信号快速、可靠地发送至主控模块处理，若患者的生理信号有异常，可及时通过显示屏观察到，便于对患者及时进行应急处理或治疗。此外，本发明还提供了一种监护仪信号检测方法。
文档编号G08C17/02GK103239207SQ20131013423
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者王兴红, 易明生, 易勇 申请人:深圳市科曼医疗设备有限公司