臂带式生命指征采集及监测系统

1.一种臂带式生命指征采集系统，其特征在于，包括：
实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器的第一采集器；
实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器的第二采集器；
所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。
2.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第一采集器包括：
心电采集电路，所述心电采集电路包括：
胸导联电极；
左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；
右腿驱动电路；
分别与所述胸导联电极和右腿驱动电路相连的前置放大器；
依次顺序连接的电平抬升电路、高通滤波电路、心电低通滤波电路、陷波器及第一单片机；
血压采集电路，所述血压采集电路包括：
分别与所述袖带相连的气泵、放气阀和压力传感器；
与所述气泵相连的气泵阀驱动电路；
与所述放气阀相连的放气阀驱动电路；
分别与所述压力传感器相连的血压低通滤波电路和血压带通滤波电路；
与所述气泵阀驱动电路、放气阀驱动电路、血压低通滤波电路及血压带通滤波电路相连的第二单片机；
呼吸采集电路，所述呼吸采集电路包括：
分别与人体相连的电极和恒流源激励电路；
与所述电极相连的呼吸信号处理电路；
与所述呼吸信号处理器相连的光耦合输出电路；
与所述恒流源激励电路相连的正弦波信号发生器；
与所述光耦合输出电路和正弦波信号发生器相连的第三单片机；
温度采集电路，所述温度采集电路包括：
温度传感器；
与所述温度传感器相连的第四单片机；
所述第一单片机、第二单片机、第三单片机及第四单片机均与所述处理器相连。
3.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第二采集器包括：
具有指套式光电传感器的血氧探头；
分别与所述血氧探头相连的血氧信号处理器和探头驱动电路；
与所述血氧信号处理器和探头驱动电路相连的第五单片机；
所述第五单片机与所述处理器相连。
4.如权利要求1所述的采集系统，其特征在于，还包括：
显示所述人体生命指征参数的显示器；
所述显示器设置在所述袖带上。
5.如权利要求4所述的采集系统，其特征在于，所述显示器为触摸屏显示器。
6.如权利要求5所述的采集系统，其特征在于，所述触摸屏显示器为LCD触摸屏显示器。
7.一种臂带式生命指征监测系统，其特征在于，包括：
臂带式采集系统，所述臂带式采集系统包括：
实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数的第一采集器；
实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数的第二采集器；
所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；
所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；
处理器；
所述处理器获取并存储人体生命指征参数，以便利用所述人体生命指征参数进行相应的监测操作；
其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。
8.如权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述处理器设置于所述袖带上。
9.如权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述第二采集器和所述处理器具有对应的无线通信模块；
所述处理器利用所述对应的无线通信模块从所述第二采集器获取所述血氧饱和度参数、脉率参数。
10.如权利要求9所述的监测系统，其特征在于，所述对应的通信模块为蓝牙通信模块。

臂带式生命指征采集及监测系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及监测技术领域，特别是涉及一种臂带式生命指征采集及监测系统。\n背景技术\n[0002] 在医院里，通常采用监控系统监测病人的生命指征参数，以了解病人的身体状况和病情的发展趋势。其中，人体的生命指征参数包括以下六个参数：心电、血压、血氧饱和度、脉率、呼吸和体温。\n[0003] 然而，现有的绝大多数监控系统中用来采集人体生命指征参数的采集系统都体积大、不方便移动，通常占据病房的较多空间并且只能设置在病床旁，使得病房里的人员不能方便地在病房移动。\n实用新型内容\n[0004] 有鉴于此，本实用新型提供了一种臂带式生命指征采集及监测系统，以解决现有技术中采集系统通常体积大、不方便移动的问题。\n[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种臂带式生命指征采集系统，包括：\n[0006] 实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器的第一采集器；\n[0007] 实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器的第二采集器；\n[0008] 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；\n[0009] 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；\n[0010] 其中，所述心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数为人体生命指征参数。\n[0011] 上述采集系统中，优选的，所述第一采集器包括：\n[0012] 心电采集电路，所述心电采集电路包括：\n[0013] 胸导联电极；\n[0014] 左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；\n[0015] 右腿驱动电路；\n[0016] 分别与所述胸导联电极和右腿驱动电路相连的前置放大器；\n[0017] 依次顺序连接的电平抬升电路、高通滤波电路、心电低通滤波电路、陷波器及第一单片机；\n[0018] 血压采集电路，所述血压采集电路包括：\n[0019] 分别与所述袖带相连的气泵、放气阀和压力传感器；\n[0020] 与所述气泵相连的气泵阀驱动电路；\n[0021] 与所述放气阀相连的放气阀驱动电路；\n[0022] 分别与所述压力传感器相连的血压低通滤波电路和血压带通滤波电路；\n[0023] 与所述气泵阀驱动电路、放气阀驱动电路、血压低通滤波电路及血压带通滤波电路相连的第二单片机；\n[0024] 呼吸采集电路，所述呼吸采集电路包括：\n[0025] 分别与人体相连的电极和恒流源激励电路；\n[0026] 与所述电极相连的呼吸信号处理电路；\n[0027] 与所述呼吸信号处理器相连的光耦合输出电路；\n[0028] 与所述恒流源激励电路相连的正弦波信号发生器；\n[0029] 与所述光耦合输出电路和正弦波信号发生器相连的第三单片机；\n[0030] 温度采集电路，所述温度采集电路包括：\n[0031] 温度传感器；\n[0032] 与所述温度传感器相连的第四单片机；\n[0033] 所述第一单片机、第二单片机、第三单片机及第四单片机均与所述处理器相连。\n[0034] 上述采集系统中，优选的，所述第二采集器包括：\n[0035] 具有指套式光电传感器的血氧探头；\n[0036] 分别与所述血氧探头相连的血氧信号处理器和探头驱动电路；\n[0037] 与所述血氧信号处理器和探头驱动电路相连的第五单片机；\n[0038] 所述第五单片机与所述处理器相连。\n[0039] 上述采集系统中，优选的，还包括：\n[0040] 显示所述人体生命指征参数的显示器；\n[0041] 所述显示器设置在所述袖带上。\n[0042] 上述采集系统中，优选的，所述显示器为触摸屏显示器。\n[0043] 上述采集系统中，优选的，所述触摸屏显示器为LCD触摸屏显示器。\n[0044] 本实用新型还提供了一种臂带式生命指征监测系统，包括：\n[0045] 臂带式采集系统，所述臂带式采集系统包括：\n[0046] 实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数的第一采集器；\n[0047] 实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数的第二采集器；\n[0048] 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；\n[0049] 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；\n[0050] 处理器；\n[0051] 所述处理器获取并存储人体生命指征参数，以便利用所述人体生命指征参数进行相应的监测操作；\n[0052] 其中，所述人体生命指征参数包括心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。\n[0053] 上述监测系统，优选的，所述处理器设置于所述袖带上。\n[0054] 上述监测系统，优选的，所述第二采集器和所述处理器具有对应的无线通信模块；\n[0055] 所述处理器利用所述对应的无线通信模块从所述第二采集器获取所述血氧饱和度参数、脉率参数。\n[0056] 上述监测系统，优选的，所述对应的通信模块为蓝牙通信模块\n[0057] 以上本实用新型所提供的技术方案中，通过将第一采集器的袖带固定在病人的胳臂上，利用固定部件将第二采集器固定在病人手指上，以此实现了人体生命指征采集系统的可穿戴式的一体化采集，显然， 本实用新型提供的臂带式生命指征采集系统体积小，占用空间少且携带方便。\n附图说明\n[0058] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。\n[0059] 图1为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的一种结构框图；\n[0060] 图2为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第一采集器结构框图；\n[0061] 图3为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的心电采集电路结构框图；\n[0062] 图4为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的血压采集电路结构框图；\n[0063] 图5为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的呼吸采集电路结构框图；\n[0064] 图6为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的温度采集电路结构框图；\n[0065] 图7为本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第二采集器结构框图；\n[0066] 图8为本实用新型一种臂带式生命指征监测系统实施例1的结构框图。\n具体实施方式\n[0067] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本 实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。\n[0068] 本实用新型的核心是提供一种臂带式生命指征采集及监测系统，以解决现有技术中采集系统通常体积大、不方便移动的问题。\n[0069] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。\n[0070] 参考图1，示出了本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的一种结构框图，该采集系统100可以包括：\n[0071] 实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数至处理器302的第一采集器101；\n[0072] 实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数至处理器302的第二采集器102；\n[0073] 所述第一采集器101具有将其固定于手臂上的袖带；\n[0074] 所述第二采集器102具有与手指相适应的固定部件；\n[0075] 其中，所述人体生命指征参数包括：心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。\n[0076] 以上人体臂带式生命指征采集系统100的主要组成部分包括：第一采集器101和第二采集器102，该采集系统100还可以包括：\n[0077] 显示所述人体生命指征参数的显示器，优选的，设置于第一采集器101上，病人可以通过显示器显示感兴趣的基本生命指征参数，通过显示器，病人还可以并进行显示方式、数据存储、数据传输等方式设置。\n[0078] 优选的，显示器为触摸屏显示器，具体地，可以为LCD触摸屏显示器；\n[0079] 以上本实用新型所提供的技术方案中，通过将第一采集器101的袖带固定在病人的胳臂上，利用固定部件将第二采集器102固定在病人手指上，以此实现了臂带式生命指征采集系统100的可穿戴式的一体化采集，显然，相较现有技术中，大多数人体基本生命指征监护仪 都存在高功耗，体型庞大不易移动，本实用新型提供的臂带式生命指征采集系统\n100体积小，占用空间少且携带方便。\n[0080] 参考图2，示出了本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第一采集器结构框图，具体地，所述第一采集器101具体可以包括：\n[0081] 心电采集电路1010，参考图3，所述心电采集电路1010包括：\n[0082] 胸导联电极10100；\n[0083] 左手电极和右手电极，正常工作时，所述左手电极和右手电极形成等位电极；\n[0084] 右腿驱动电路10101；\n[0085] 分别与所述胸导联电极10100和右腿驱动电路10101相连的前置放大器10102；\n[0086] 依次顺序连接的电平抬升电路10103、高通滤波电路10104、心电低通滤波电路\n10105、陷波器10106及第一单片机10107；\n[0087] 具体地，心电采集电路1010以MSP430系列第一单片机为核心，完成心电信号的拾取、放大和滤波、A/D转换等操作。心电信号由电极拾取后，后由高精度、高共模抑制比、高输入阻抗的医用放大器AD620进行放大，同时采用右腿驱动电路进一步提高输入端的共模抑制比以抑制共模干扰。采用LM385稳压器抬高心电信号的电压水平以获得正值便于A/D转换。由于心电信号的频率范围为0.05Hz～100Hz,采用高通滤波器和低通滤波器滤除高频噪声和基线漂移，其中，高通滤波器的截止频率为0.03Hz，低通滤波器的截止频率为100Hz。50Hz陷波器采用的是双T网络带阻滤波器,滤除工频干扰。最后心电信号由MSP430系列第一单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，再由MSP430系列第一单片机的UART串口传送至CPU。\n[0088] 血压采集电路1011，参考图4，所述血压采集电路1011包括：\n[0089] 分别与所述袖带相连的气泵10110、放气阀10111和压力传感器10112；\n[0090] 与所述气泵10110相连的气泵阀驱动电路10113；\n[0091] 与所述放气阀10111相连的放气阀驱动电路10114；\n[0092] 分别与所述压力传感器10112相连的血压低通滤波电路10115和血压带通滤波电路10116；\n[0093] 与所述气泵阀驱动电路10113、放气阀驱动电路10114、血压低通滤波电路10115及血压带通滤波电路10116相连的第二单片机10117；\n[0094] 本实用新型采用基于示波法原理以MSP430系列第二单片机为核心对血压进行无创检测。首先通过气泵对袖带进行充气加压至180mmHg，当脉搏波消失时，打开放气阀给袖带快速放气，通过压力传感器检测袖带压力的变化并转换为变化的电信号，再分别通过低通滤波器和带通滤波器分离出袖带压力信号和袖带脉搏波信号，袖带压力信号和袖带脉搏波信号再进入MSP430系列第二单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，得到袖带压力和脉搏波波形图，根据袖带压力波形图计算出袖带平均压，进一步根据脉搏波波形得到收缩压和舒张压，最后将收缩压和舒张压值通过MSP430系列第二单片机的UART串口传送给CPU。\n[0095] 呼吸采集电路1012，参考图5，所述呼吸采集电路1012包括：\n[0096] 分别与人体相连的电极10120和恒流源激励电路10121；\n[0097] 与所述电极10120相连的呼吸信号处理电路10122；\n[0098] 与所述呼吸信号处理器10122相连的光耦合输出电路10123；\n[0099] 与所述恒流源激励电路10121相连的正弦波信号发生器10124；\n[0100] 与所述光耦合输出电路10123和正弦波信号发生器10124相连的第三单片机\n10125；\n[0101] 具体地，本实用新型采用两电极胸阻抗法检测呼吸，两片电极与心电采集电路\n1010中的心电拾取电极共用。通过文氏电桥振荡电路输出频率为79.6kHz的正弦波信号，通过恒流源激励电路输出恒定高频电流1mA加到人体上，通过两电极检测呼吸阻抗的变化，再经前置放大器将电极检测到的信号放大，由小信号检波器检波输出呼吸波的低频信号，最后由光电耦合电路输出有效的呼吸波形至MSP430系列第 三单片机进行A/D转换、分析、小波去噪和小波特征值提取、计算等处理以得到呼吸频率和深度，最后通过MSP430系列第三单片机的UART串口将呼吸频率和深度值传送至CPU。\n[0102] 温度采集电路1013，参考图6，所述温度采集电路1013包括：\n[0103] 温度传感器10130；\n[0104] 与所述温度传感器10130相连的第四单片机10131；\n[0105] 所述第一单片机10107、第二单片机10117、第三单片机10125及第四单片机10131均与所述处理器103相连。具体地，温度传感器10130检测到的温度信号经单线接口送入MSP430系列第四单片机进行A/D转换、矫正等处理，然后由MSP430系列第四单片机的UART串口将温度值传送至CPU。\n[0106] 参考图7，示出了本实用新型一种臂带式生命指征采集系统实施例1的第二采集器结构框图，所述第二采集器102包括：\n[0107] 具有指套式光电传感器的血氧探头1020；\n[0108] 分别与所述血氧探头1020相连的血氧信号处理器1021和探头驱动电路1022；\n[0109] 与所述血氧信号处理器1021和探头驱动电路1022相连的第五单片机1023；\n[0110] 所述第五单片机1023与所述处理器103相连。\n[0111] 具体地，本实用新型采用透射式检测法检测血氧饱和度，血氧采集电路设置在在手指部位，由指套式光电传感器组成的血氧探头、探头驱动电路、信号处理电路、MSP430系列第五单片机、蓝牙收发模块组成，其中，血氧探头由红光和红外光发光二极管以及光电传感器组成，信号处理电路由模拟放大电路、交流信号放大电路、交流信号放大电路组成。在血氧检测时，MSP430系列第五单片机周期性地产生时序控制信号交替驱动红光和红外光发光二极管，在手指另一侧的光电传感器将经手指透射过来的光转换为电流信号，电流信号经模拟放大电路转换为放大的电压信号，再由交流信号提取电路去除直流部分，然后放大交流信号并送至MSP430系列第五单片机进行A/D转换、 分析小波去噪和小波特征值提取、计算等处理，根据Beer-Lambert定律计算出血氧饱和度和脉率值，将计算得到的血氧饱和度和脉率值由MSP430系列第五单片机的UART串口传送给蓝牙传输模块，再由蓝牙传输模块发送至CPU。\n[0112] 以上主要针对本实用新型一种臂带式生命指征采集系统的实施例进行了详细说明，也就是站在采集系统100的角度来写，在实际应用中，与之配合工作的还有处理器302，以下针对监测系统的角度进行说明；\n[0113] 参考图8，示出了本实用新型一种臂带式生命指征监测系统实施例1的结构框图，该监控系统300包括：\n[0114] 臂带式采集系统301，\n[0115] 所述臂带式采集系统301包括：\n[0116] 实时采集并发送心电参数、血压参数、呼吸参数和温度参数的第一采集器；\n[0117] 实时采集并发送血氧饱和度参数、脉率参数的第二采集器；\n[0118] 所述第一采集器具有将其固定于手臂上的袖带；\n[0119] 所述第二采集器具有与手指相适应的固定部件；\n[0120] 需要特别说明的是，该采集系统301为上述本实用新型提供的臂带式生命指征采集系统100；\n[0121] 处理器302；\n[0122] 所述处理器302,获取并存储人体生命指征参数，以便利用所述人体生命指征参数进行相应的监测操作；\n[0123] 具体地，监测操作可以包括：比较所述人体生命指征参数中各个参数与各自的预设阈值之间的大小关系，对超出各自预设阈值的参数进行关联分析，判断病人身体状态是否发生异常变化；当确定病人身体状态发生异常变化时，确定所述异常变化所属疾病类型；\n其中，所述人体生命指征参数包括：心电参数、血压参数、呼吸参数、温度参数、血氧饱和度参数及脉率参数。\n[0124] 本实用新型中，处理器302可以与第一采集器集成在袖带上，也 可以独立设置在其它地方，优选的所述处理器设置于所述袖带上，以确保能有效顺利地获取到人体生命指征参数中的各个参数；\n[0125] 本实用新型中，CPU统一控制臂带式采集系统301中的每一个参数采集电路的采样通道、采样率、串口波特率、数据格式等配置信息，采集电路将采集到的基本生命指征参数发送给CPU。\n[0126] 本实用新型中，所述第二采集器和所述处理器具有对应的无线通信模块；由于在实际应用中，第二采集器固定在病人手指上，且CPU优选的和第一采集器集成与病人手臂上的袖带上，第二采集器与CPU之间优选的通过无线方式传输血氧饱和度参数及脉率参数，相较于有线传输，有效避免了当采集系统301穿戴于病人手臂上时，不小心拉扯到传输连接线带来的困扰，同时也便于病人手臂活动；\n[0127] 优选的，所述对应的通信模块为蓝牙通信模块。\n[0128] 需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。\n[0129] 以上对本实用新型所提供的臂带式生命指征采集及监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。