基于TI OMAP3平臺(tái)的多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　關(guān)鍵設(shè)計(jì)

　　參數(shù)采集前端

　　前端中的心電模塊使用儀表放大器和運(yùn)放組成兩級(jí)放大電路將微弱心電信號(hào)放大200倍，并在設(shè)計(jì)中加入右腿驅(qū)動(dòng)電路來(lái)克服50Hz工頻共模干擾[2]。血氧的測(cè)量是根據(jù)血液中各種血紅蛋白對(duì)血氧探頭發(fā)射的不同特定波長(zhǎng)光吸收程度不同而進(jìn)行的。血壓采用振動(dòng)無(wú)創(chuàng)方法測(cè)量，首先充氣袖套阻斷上臂的動(dòng)脈血流，通過(guò)檢測(cè)因?yàn)檠毫鹘?jīng)彈性動(dòng)脈而引起袖套內(nèi)壓力的波動(dòng)幅度來(lái)識(shí)別動(dòng)脈收縮壓、舒張壓和平均壓[3]。呼吸頻率的測(cè)量共用心電模塊的前端導(dǎo)聯(lián)電極，使用呼吸阻抗法，根據(jù)呼吸時(shí)胸腔張弛，肺阻抗的變化來(lái)檢測(cè)人體的呼吸頻率[4]。設(shè)計(jì)中體溫的測(cè)量線路采用惠斯登電橋，將熱敏電阻接在電橋的一個(gè)橋臂上，通過(guò)測(cè)量電橋的不平衡輸出，即可測(cè)定體溫的大小。

　　高速PCB設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)中采用LPDDR數(shù)據(jù)總線頻率高達(dá)330MHz，屬于典型的高速電路，必須考慮器件管腳的電氣特性、PCB(印制電路板)參數(shù)、布局和高速信號(hào)的布線等因素，否則容易導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，甚至無(wú)法工作。PCB采用6層板設(shè)計(jì)，F(xiàn)R4板材，分層方案為：頂層-地層-走線層-電源層-地層-底層。在高速PCB設(shè)計(jì)中，首先要對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組，再確定布線規(guī)則，如表1所示。

　　監(jiān)護(hù)程序設(shè)計(jì)

　　監(jiān)護(hù)程序需要完成各參數(shù)的采集、接收、顯示、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?。程序中使用JNI技術(shù)向Java層提供串口的訪問(wèn)接口，通過(guò)文件描述符對(duì)象創(chuàng)建輸入/輸出流進(jìn)行串口通信。為保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和完整性，設(shè)計(jì)采用多線程和雙緩沖機(jī)制。如開(kāi)啟遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，系統(tǒng)將動(dòng)態(tài)生成一個(gè)線程來(lái)完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。波形顯示是界面設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，考慮到數(shù)據(jù)采集、波形繪制時(shí)的頁(yè)面刷新和網(wǎng)絡(luò)傳輸給系統(tǒng)帶來(lái)的消耗以及屏的大小限制，繪制波形的視圖采用多緩沖機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，避免屏幕刷新時(shí)閃爍的現(xiàn)象。為了維護(hù)Android的單線程模型，設(shè)計(jì)中使用消息通知機(jī)制來(lái)完成非主界面線程與主界面線程之間的通信[5]。監(jiān)護(hù)界面如圖3所示。

　　結(jié)語(yǔ)

　　樣機(jī)測(cè)試結(jié)果表明，基于OMAP3530雙核處理器設(shè)計(jì)的多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)心電、心率、血氧、血壓、呼吸頻率和體溫6個(gè)生命參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳送等功能。該監(jiān)護(hù)儀便于操作、成本低、功耗小、功能強(qiáng)大、便攜等特點(diǎn)使其具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的市場(chǎng)價(jià)值。隨著人們醫(yī)療意識(shí)的提高和醫(yī)療體系的完善，該類型監(jiān)護(hù)儀將會(huì)在個(gè)人醫(yī)療保健、醫(yī)院救護(hù)、野外急救和遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)等場(chǎng)合得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]德州儀器公司.醫(yī)療應(yīng)用設(shè)計(jì)方案[R].2007:17-18

　　[2]廖江海,姜來(lái),李蓁,等.基于DSP的EASI十二導(dǎo)聯(lián)多功能Holter系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2009，35(10): 38-40

　　[3]王義山.多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀血壓參數(shù)的檢驗(yàn)校準(zhǔn)方法探討[J].中國(guó)計(jì)量,2008(2): 81

　　[4]呂文標(biāo),馬桂玲.多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀測(cè)量原理及應(yīng)用[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2001(5): 21-23

　　[5]姚昱旻,劉衛(wèi)國(guó).Android的架構(gòu)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2008(11):110-112