便攜式多功能監(jiān)護系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

　　摘要：本監(jiān)護系統(tǒng)以MXT89C551為核心，集成五種生理參數(shù)測量模塊，將用戶的生理參數(shù)同屏同步顯示給用戶。采用IVT藍牙模塊將用戶的這五種生理參數(shù)發(fā)送至手機，并通過手機GPRS模塊發(fā)送至固定網(wǎng)站或醫(yī)生手機，為用戶提供了新的遠程醫(yī)療救護解決方案。

　　關鍵詞：多體征參數(shù)測量;無線通訊;MXT89C551;血壓;血氧;心電;呼吸;體溫

　　便攜式無線多參數(shù)監(jiān)護儀具有體積小巧，價格便宜，穩(wěn)定性高，功耗低等特點，可長時間監(jiān)測患者生理參數(shù)如血壓、血氧、心電呼吸和體溫。使病人可以隨身攜帶，24小時監(jiān)護病人的生理參數(shù)，當病人覺得不適或者需要超出醫(yī)生建議閾值時，并可通過藍牙協(xié)議將儲存的生理參數(shù)信息以5517.2011.02.0092.4G頻帶傳遞至手機，再通過手機發(fā)送到醫(yī)院數(shù)據(jù)庫平臺按照參數(shù)超出幅度聯(lián)系值班醫(yī)生，實現(xiàn)足不出戶可實現(xiàn)安全監(jiān)護。由北京時代民芯公司開發(fā)的MXT89C551為這種多功能便攜式無線多參數(shù)監(jiān)護儀的實現(xiàn)提供了硬件平臺。通過對該高速單指令周期MCU的外圍電路設計和軟件編程，實現(xiàn)了如圖1的設計框架結構。

　　電路設計及工作原理

　　血壓

　　采用電機轉動對袖帶進行加壓來阻斷動脈血，通過勻速漏氣閥漏氣。當袖帶的氣壓逐漸減小時，動脈血流逐漸增加，脈搏波逐漸增大，當袖帶內(nèi)的壓力等于收縮壓的時候，開始產(chǎn)生第一聲柯式音，當袖帶內(nèi)的壓力繼續(xù)減小時脈搏波的振幅會減小直到消失，產(chǎn)生最后一聲柯式音。將袖帶連接的壓力傳感器MPS2107產(chǎn)生的差分信號通過高通放大濾波器，將脈搏波信號進行放大濾波后，通過AD采樣將信號采進系統(tǒng)。求出脈波信號的包絡線，算出峰峰值最大的點對應的氣壓值，按照多權值示波法原理再進一步計算舒張壓和收縮壓。電路結構如圖2。

　　根據(jù)包絡線的特征，采用最大振幅法，得出血壓值。目前比較一致的醫(yī)學看法是當袖帶壓力振蕩波的振幅最大時，袖帶的壓力就是動脈的平均壓。動脈的收縮壓對應于包絡線的第一個拐點，舒張壓對應于包絡線的第二個拐點。

　　收縮壓判據(jù)的確定：通常采用最大振幅法，即在放氣過程中脈搏波幅度包絡線的上升階段，當某一脈沖波的幅度Ai與最大幅度Ax之比≥Ks時，就認為此時對應的袖帶壓力為收縮壓。

　　Ps=P/Ai=Ks×Am

　　舒張壓判據(jù)的確定：也是用最大振幅法來判定，不過是在脈搏波幅度包絡線的下降段，當某一個脈搏波的幅度Ai與Am之比≤Kd時，就認為此時對應的氣袖壓力為舒張壓;

　　Pd=P/Ai=Kd×Am

　　根據(jù)上海醫(yī)用儀表廠多年的研究成果，經(jīng)驗取值Ks=0.58，Kd=0.77;

　　血壓交直流信號及收縮壓和舒張壓的對應位置，如圖3。

　　氣泵驅動是由MXT8051內(nèi)部集成PWM模塊輸出，PWM電平為3.3V，通過如圖4驅動電路轉換為6V，驅動氣泵充氣和放氣。