應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及移動醫療系統【技術領域】，提供了一種應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，所述應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端包括多個生理信號采集器、數據處理模塊、存儲卡和數據傳輸模塊；其中，數據處理模塊分別與所述多個生理信號采集器、存儲卡和數據傳輸模塊連接。本實用新型實現了多種生理信號的采集，且通過智能工作模式可減輕網絡負擔。
【專利說明】應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端
【【技術領域】】[0001]本實用新型涉及移動醫療系統【技術領域】，特別是涉及一種應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端。
【【背景技術】】
[0002]隨著移動通信技術的進步，移動醫療系統日益引起業界的重視。從功能上劃分，移動醫療系統由數據采集終端、數據傳輸設備和數據分析中心三部分組成:數據采集終端負責采集各種生理信號，如心電、血氧、脈搏信號等；數據傳輸設備負責將采集的生理參數傳輸至數據分析中心，數據傳輸設備可以是手機(通過無線網絡傳輸)、計算機(通過有線網絡傳輸)等；數據分析中心接收各數據采集終端的數據(即生理參數)，然后對數據做分析，得出分析結論，并對所有用戶的數據進行有效管理。
[0003]目前，已有的生理信號采集終端功能較單一，大多只能采集某一種生理參數，例如單一的心電信號記錄裝置，單一的血氧記錄裝置等。另外，已有的生理信號采集終端大多都只具有信號采集功能，不具備對信號的智能分析能力，所有的分析任務都交由數據分析中心完成。這樣帶來的問題是，采集終端和數據分析中心之間需要傳送大量的數據，并且由于移動醫療系統有很多個用戶，這給數據分析中心帶來了沉重的運算負擔。
[0004]綜上分析，現有技術的生理信號采集終端存在如下問題:
[0005]1、單一的生理信號只反映使用者身體狀況的某一方面，多生理信號融合技術可保證身體狀況評估結果的可靠性，而現有的生理信號采集終端功能單一，限制了多生理信號融合技術在移動醫療系統中的應用。
[0006]2、現有的生理信號采集終端只具有數據采集的功能，而未對所采集的數據做智能分析，將原始數據全部傳至數據分析中心，然后由數據分析中心對數據做進一步分析。這種模式下，需要上傳的數據量較大，在網絡繁忙的時候，數據上傳不成功的可能性較大，會給使用者帶來不便。同時，數據的所有分析任務都交由數據分析中心完成，當用戶量很大時，數據分析中心可能會應接不暇，從而造成網絡癱瘓。
[0007]鑒于此，克服該現有技術所存在的缺陷是本【技術領域】亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型要解決的技術問題是提供一種多生理信號采集和分析的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端。
[0009]本實用新型采用如下技術方案:
[0010]一種應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，所述應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端包括多個生理信號采集器、數據處理模塊、存儲卡和數據傳輸模塊；
[0011]其中，數據處理模塊分別與所述多個生理信號采集器、存儲卡和數據傳輸模塊連接。[0012]進一步地，所述多個生理信號采集器包括心電電極和血氧傳感器，所述多種生理參數信號包括心電信號、血氧信號和脈搏信號。
[0013]進一步地，所述數據處理模塊包括放大濾波電路、模數轉換器和微處理器；
[0014]其中，放大濾波電路分別與生理信號采集器和模數轉換器連接，微處理器分別與模數轉換器、存儲卡和數據傳輸模塊連接。
[0015]進一步地，所述放大濾波電路包括心電放大濾波電路和血氧放大濾波電路，所述模數轉換器包括心電模數轉換器和血氧模數轉換器；
[0016]其中，心電放大濾波電路分別與心電電極和心電模數轉換器連接，心電模數轉換器還與微處理器連接；血氧放大濾波電路分別與血氧傳感器和血氧模數轉換器連接，血氧模數轉換器還與微處理器連接。
[0017]進一步地，所述微處理器包括控制單元、信號接收單元、存儲卡信號寫入單元、信號讀取單元、心電信號異常判斷單元和數據傳輸模塊信號寫入單元；
[0018]其中，控制單元與模數轉換器連接，信號接收單元分別與模數轉換器和存儲卡信號寫入單元連接，存儲卡信號寫入單元還與存儲卡連接，信號讀取單元分別與存儲卡、心電信號異常判斷單元和數據傳輸模塊信號寫入單元連接，心電信號異常判斷單元還與數據傳輸模塊信號寫入單元連接；數據傳輸模塊信號寫入單元還與數據傳輸模塊連接。
[0019]進一步地，所述微處理器為單片機或者數字信號處理器。
[0020]進一步地，所述數據傳輸模塊包括藍牙接口電路和/或USB接口電路。
[0021]進一步地，所述數據傳輸模塊與數據傳輸設備連接，數據傳輸設備包括手機、計算機、平板電腦、電視機頂盒中的一種或多種。
[0022]進一步地，所述USB接口`電路與計算機或者電視機頂盒連接；所述藍牙接口電路將數據傳輸至手機、計算機或者平板電腦。
[0023]進一步地，所述應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端還包括為整個終端進行供電的電源裝置，所述電源裝置包括可充電電池和充電電路。
[0024]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:通過多個生理信號采集器采集多種生理參數信號，這種多種生理信號采集方式可保證身體狀況評估結果的可靠性，并可對數據進行分析，減輕數據分析中心的工作量。
[0025]本實用新型進一步具有以下有益效果:可在網絡繁忙階段對心電信號進行分析，僅將判斷為異常的心電信號寫入數據傳輸模塊，再由數據傳輸模塊傳輸至數據分析中心，在保證有用信息不丟失的前提下，可以減輕網絡負擔。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0026]圖1是本實用新型應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端的結構框圖；
[0027]圖2是本實用新型一優選實施例的結構框圖；
[0028]圖3是圖2中微處理器的具體組成及與其他部件的連接關系圖。
【【具體實施方式】】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0030]此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0031]如圖1所示，本實用新型提供了一種應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其包括多個生理信號采集器10、數據處理模塊20、存儲卡30和數據傳輸模塊40，生理信號采集器10與數據處理模塊20連接，數據處理模塊20分別與存儲卡30和數據傳輸模塊40連接。多個是指至少2個，其個數本實用新型不做限制。其中:
[0032]生理信號采集器10分別采集多種生理參數信號。多個生理信號采集器包括心電電極、血氧傳感器、血壓傳感器、呼吸傳感器等生理參數采集傳感器，此處不一一列舉。因此，多種生理參數信號相對應的包括心電信號、血氧信號、脈搏信號、血壓信號、呼吸信號
坐寸ο
[0033]該應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端提供兩種工作模式:基本工作模式和智能工作模式。在基本工作模式下，采集終端同時采集并存儲多種生理參數信號，不對其進行分析處理；在智能工作模式下，采集終端利用心電信號進行心律異常診斷，并只將疑似異常的心電信號寫入數據傳輸模塊40，由數據傳輸模塊40將其傳給數據傳輸設備并上傳至數據分析中心，以達到減低數據傳輸量的目的。
[0034]數據處理模塊20接收并處理生理信號采集器10輸入的生理參數信號，將處理后的生理參數信號存儲至存儲卡30中。該應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端提供兩種工作模式，在基本工作模式下，數據處理模塊20直接讀取存儲卡30中的處理后的生理參數信號，將處理后的生理參數信號寫入數據傳輸模塊40 ;在智能工作模式下，數據處理模塊20讀取并分析存儲卡30中的處理后的生理參數信號，將判斷為異常的處理后的生理參數信號寫入數據傳輸模塊40，此時一般只對心電信號進行分析，將判斷為異常的處理后的心電信號寫入數據傳輸模塊40。
[0035]存儲卡30存儲經數據處理模塊20處理后的生理參數信號。
[0036]數據傳輸模塊40接收數據處理模塊20寫入的處理后的生理參數信號，并將處理后的生理參數信號傳輸給其他設備。數據傳輸模塊40中可設置藍牙接口電路41或者USB接口電路42，或者兩種電路均設置，這樣可提供兩種數據傳輸模式。其他設備為數據傳輸設備，包括手機、計算機、平板電腦、電視機頂盒中的一種或多種。在USB傳輸方式下，USB接口電路41與計算機或者電視機頂盒連接，通過計算機網絡或者有線電視網絡向數據分析中心上傳數據；在藍牙無線傳輸方式下，藍牙接口電路42將數據傳輸至手機、計算機或者平板電腦，通過計算機網絡或者移動通信網絡向數據分析中心上傳數據。
[0037]本實施例通過多個生理信號采集器采集多種生理參數信號，這種多種生理信號采集方式可保證身體狀況評估結果的可靠性，并可對數據進行分析，減輕數據分析中心的工作量；可在網絡繁忙階段對生理參數信號進行分析，僅將判斷為異常的生理參數信號寫入數據傳輸模塊，再由數據傳輸模塊傳輸至數據分析中心，在保證有用信息不丟失的前提下，可以減輕網絡負擔。
[0038]下面對本實用新型的一優選實施例進行詳細說明:
[0039]如圖2所示，在該優選實施例中，生理信號采集器包括心電電極11和血氧傳感器12。[0040]由心電電極11從體表直接獲得的電信號最大幅度一般不會超過5mV，因此不滿足模數轉換器(ADC，模擬/數字信號轉換器)的輸入要求。另外，體表心電信號特別容易混入工頻干擾、肌電干擾、人體呼吸作用引起的低頻干擾以及由于人自身活動引起的偽跡干擾，因此，由心電電極11獲得的信號首先要輸入到放大濾波電路，經過放大濾波處理后再輸入到模數轉換器中進行模數轉換。
[0041]血氧飽和度(簡稱“血氧”)是指動脈血中與氧結合的氧合血紅蛋白的容量占全部可結合的血紅蛋白容量的百分比。血氧飽和度測量原理是依據Lambert-Beer定律:當一束單色光通過溶液介質時，吸光度與溶液的濃度和溶液層的厚度的乘積成正比。根據該定律，只要選擇合適的波長光，測定它通過溶液的吸光度就可以求出溶液的濃度和物質的含量。目前市場上的血氧傳感器已經比較成熟，可選擇的種類也比較多，本實施例選擇血氧探頭傳感器。傳感器輸出的電信號經過放大濾波電路后，才能滿足模數轉換器的輸入要求。
[0042]因此，本實施例中，數據處理模塊需包括放大濾波電路、模數轉換器和微處理器23。其中:
[0043]放大濾波電路包括心電放大濾波電路211和血氧放大濾波電路212。心電放大濾波電路211與心電電極11連接，接收心電電極11輸入的心電信號并對其進行放大濾波處理；血氧放大濾波電路212與血氧傳感器12連接，接收血氧傳感器12輸入的血氧信號并對其進行放大濾波處理。具體設計時，可根據模擬信號通帶范圍、放大倍數等指標要求，確定心電放大濾波電路211和血氧放大濾波電路212的結構以及電阻、電容值，此為本領域技術人員所知曉的公知常識，此處不詳細說明。
[0044]模數轉換器包括心電模數轉換器221和血氧模數轉換器222。心電模數轉換器221與心電放大濾波電路211連接，對放大濾波處理后的心電信號進行模擬-數字轉換；血氧模數轉換器222與血氧放大濾波電路212連接，對放大濾波處理后的血氧信號進行模擬-數字轉換。體表的心電信號經過心電電極11、心電放大濾波電路211，達到心電模數轉換器221的輸入要求，在一定的采樣頻率下，經過模數轉換將其轉換為數字心電信號；血氧傳感器12輸出的信號經過血氧放大濾波電路212后，達到血氧模數轉換器222的輸入要求，在一定的采樣頻率下，經過模數轉換將其轉換為數字血氧信號。
[0045]微處理器23分別與心電模數轉換器221和血氧模數轉換器222連接，分別控制心電模數轉換器221和血氧模數轉換器222對模擬心電信號和模擬血氧信號進行等間隔采樣從而得到數字心電信號和數字血氧信號；此外，微處理器23還檢測數字血氧信號的波峰，波峰對應的時刻即脈搏波峰時刻，將獲得的脈搏波峰時刻作為脈搏信號；微處理器23實時讀取心電模數轉換器221和血氧模數轉換器222獲取的數字心電信號、數字血氧信號和數字脈搏信號并按照一定的格式將其實時存儲至存儲卡30中。
[0046]當本終端與數據傳輸設備相連接時，如果設置其工作在基本工作模式下，則微處理器23接收用戶的數據上傳命令，直接讀取存儲卡30中的數字心電信號和數字血氧信號，將數字心電信號、數字血氧信號和數字脈搏信號寫入數據傳輸模塊40，由數據傳輸模塊40將這些數據傳送給數據傳輸設備；如果設置其工作在智能工作模式下，則微處理器23讀取并分析存儲卡30中的數字心電信號，將判斷為異常的數字心電信號寫入數據傳輸模塊40，由數據傳輸模塊40將疑似異常的心電數據傳送給數據傳輸設備。
[0047]該微處理器23可通過基線校正、R波識別、偽跡識別和心律異常診斷等方式從心電信號中檢測出疑似異常的心電信號。(因實用新型不能保護算法，故此處不對其具體實現方法進行描述，只做簡單說明)
[0048]如圖3所示，下面對微處理器23的具體組成及與其他部件的連接關系進行說明:微處理器23包括控制單元231、信號接收單元232、存儲卡信號寫入單元233、信號讀取單元234、心電信號異常判斷單元235和數據傳輸模塊信號寫入單元236。其中，控制單元231與模數轉換器連接，控制模數轉換器對模擬信號進行等間隔采樣從而得到數字信號；信號接收單元232分別與模數轉換器和存儲卡信號寫入單元233連接，接收模數轉換器轉換后的數字信號，并發送給存儲卡信號寫入單元233 ;存儲卡信號寫入單元233還與存儲卡30連接，將收到的數字信號寫入存儲卡30 ;信號讀取單元234分別與存儲卡30、心電信號異常判斷單元235和數據傳輸模塊信號寫入單元236連接，數據傳輸模塊寫入單元236還與數據傳輸模塊40連接。在基本工作模式下，信號讀取單元234直接讀取存儲卡30中的生理參數信號，并發送給數據傳輸模塊信號寫入單元236，由數據傳輸模塊信號寫入單元236將數據寫入數據傳輸模塊40 ;在智能工作模式下，信號讀取單元234讀取存儲卡30中的心電信號，將生理參數信號發送給心電信號異常判斷單元235，心電信號異常判斷單元235將判斷為異常的心電信號發送給數據傳輸模塊信號寫入單元236，由數據傳輸模塊信號寫入單元236將疑似異常的心電信號寫入數據傳輸模塊40。微處理器23可以采用單片機或者數字信號處理器。
[0049]如圖2所示，目前的主流微處理器都自帶USB接口，如STM32F103x8、STM32F103x6、STM32F103x6系列微處理器。當選用的微處理器自帶USB接口時，數據傳輸模塊40中可不設置USB接口電路42 ;如果選用的微處理器沒有自帶USB接口，則數據傳輸模塊40需要設置USB接口電路42。目前市場上常用的USB接口芯片有很多，如Lucent公司的USS-820和USS-620, Philips公司的PDUSBD12, Sipex公司的SP5301等。數據傳輸模塊40的藍牙接口電路41可選用集成好的藍牙功能模塊,如Shenzhen BlueFive公司出品的BFIO模塊。
[0050]該應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端還設置有為整個終端進行供電的電源裝置(圖中未示出)，該電源裝置包括可充電電池和充電電路。
[0051]本實施例能同步記錄心電、血氧、脈搏三種生理參數，并可對數據進行分析，減輕數據分析中心的工作量；提供兩種工作模式，在智能工作模式方式下，融合處理心電信號實現了疑似異常心電信號的捕獲，僅將判斷為異常的心電信號寫入數據傳輸模塊，再由數據傳輸模塊傳輸至數據分析中心，在保證有用信息不丟失的前提下，可以減輕網絡負擔；提供了 USB和藍牙兩種數據傳輸接口，使其方便接入計算機網絡、有線電視網絡和移動通訊網絡。
[0052]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端包括多個生理信號采集器、數據處理模塊、存儲卡和數據傳輸模塊； 其中，數據處理模塊分別與所述多個生理信號采集器、存儲卡和數據傳輸模塊連接； 所述多個生理信號采集器包括心電電極和血氧傳感器，所述多種生理參數信號包括心電信號、血氧信號和脈搏信號； 所述數據處理模塊包括放大濾波電路、模數轉換器和微處理器； 其中，放大濾波電路分別與生理信號采集器和模數轉換器連接，微處理器分別與模數轉換器、存儲卡和數據傳輸模塊連接。
2.如權利要求1所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述放大濾波電路包括心電放大濾波電路和血氧放大濾波電路，所述模數轉換器包括心電模數轉換器和血氧模數轉換器； 其中，心電放大濾波電路分別與心電電極和心電模數轉換器連接，心電模數轉換器還與微處理器連接；血氧放大濾波電路分別與血氧傳感器和血氧模數轉換器連接，血氧模數轉換器還與微處理器連接。
3.如權利要求1所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述微處理器包括控制單元、信號接收單元、存儲卡信號寫入單元、信號讀取單元、心電信號異常判斷單元和數據傳輸模塊信號寫入單元； 其中，控制單元與模數轉換器連接，信號接收單元分別與模數轉換器和存儲卡信號寫入單元連接，存儲卡信號寫入單元還與存儲卡連接，信號讀取單元分別與存儲卡、心電信號異常判斷單元和數據傳輸模塊信號寫入單元連接，心電信號異常判斷單元還與數據傳輸模塊信號寫入單元連接；數據傳輸模塊信號寫入單元還與數據傳輸模塊連接。
4.如權利要求3所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述微處理器為單片機或者數字信號處理器。
5.如權利要求1-4任一項所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述數據傳輸模塊包括藍牙接口電路和/或USB接口電路。
6.如權利要求1-4任一項所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述數據傳輸模塊與數據傳輸設備連接，數據傳輸設備包括手機、計算機、平板電腦、電視機頂盒中的一種或多種。
7.如權利要求5所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述USB接口電路與計算機或者電視機頂盒連接；所述藍牙接口電路將數據傳輸至手機、計算機或者平板電腦。
8.如權利要求1-4任一項所述的應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端，其特征在于，所述應用于移動醫療系統的便攜式多參數采集終端還包括為整個終端進行供電的電源裝置，所述電源裝置包括可充電電池和充電電路。
【文檔編號】A61B5/00GK203493620SQ201320459618
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】李燁, 戴呼合, 徐達 申請人:深圳先進技術研究院