CN2748032Y - 便携式多功能多传输路径健康状态监护仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于医用实时监护设备领域的一种便携式多功能多传输路径健康状态监护仪。其主要技术特征是控制电路由生理特性传感器、数据采集模块、FPGA模块、数据处理模块、发射/接收模块、电源模块组成，FPGA模块还分别连接GPS接收模块、LED显示器模块、发射/接收模块，数据处理模块内置有RAM、ROM存储器，电源模块为控制电路提供电源。本实用新型结构简单、便于携带、适合心脑血管以及其他危重病人急救监护的便携式多功能多传输路径健康状态监护仪。

Description

便携式多功能多传输路径健康状态监护仪

技术领域

本实用新型属于医用实时监护设备领域，特别是一种便携式多功能多传输路径健康状态监护仪。

背景技术

现代社会，罹患心脏、心血管和脑血管疾病的人增多。对这些病人的生理参数进行实时检测，并将数据及时无误的传送至基台主计算机和中央数据处理计算机，对病人的生理数据进行快速自动分析处理，对于危急病变的早期发现和危急病人的及时抢救深具重要意义。

目前，已有部分健康监护仪器产品和现有的专利涉及此类监护设备。但它们大多功能简单，生理检测项目有限，所测得的生理数据不足以使医生或急救处理人员在没有接触到病人之前正确判断病人病情，以致延误病人的病情和对病人的抢救。具体表现以下几方面：

1.现有设备对病人生理数据的检测始终都是固定不变的，无论病人的病情出现何种变化，设备的检测项目和检测速率也任何没有改变。缺乏智能化自动检测管理的能力。

2.现有设备的无线数据传输路径单一，数据传输的可靠性比较差。无线信道的占用时间长，传输效率低下，造成无线信道资源的浪费。

3.现有设备多采用较简单的数据传输的编码方式，抗干扰能力差，误码率高。

4.现有设备中的无线收发射机为提高数据传输的可靠性，往往使用较大的电磁波发射功率，至使病人长时间暴露于强电磁场污染环境中。

5.现有设备大多不具备让医生与病人直接通话的功能

6.病人外出病情恶化时，即使急救人员得知危急情况的发生，也由于现有设备没有向急救人员提供病人的即时地理位置信息，至使抢救工作困难性较大。如果此时病人正身处人多嘈杂的公共场所时出现危急情况，现有设备也没有向急救人员提供任何快速发现病人的手段，从而进一步增加了抢救工作在复杂环境下的困难性。

7.现有设备多体积较大，不便于病人随身携带。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、便于携带、适合心脑血管以及其他危重病人急救监护的便携式多功能多传输路径健康状态监护仪。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

便携式多功能多传输路径健康状态监护仪由生理特性传感器、机壳及机壳内的控制电路构成，其特征在于：控制电路由生理特性传感器、数据采集模块、FPGA模块、数据处理模块、发射/接收模块、电源模块组成，FPGA模块为数据处理模块的专用接口电路，生理特性传感器连接数据采集模块，数据采集模块经FPGA模块并通过该模块连接数据处理模块，FPGA模块还分别连接GPS接收模块、LED显示器模块、发射/接收模块，数据处理模块内置有RAM、ROM存储器，电源模块为控制电路提供电源。

而且，在FPGA模块的专用接口上还分别连接在机壳上安装的求救按钮和手机插座。

而且，经生理特性传感器采集到的人体生理数据经数据处理器处理后在机壳上的LED显示器模块予以显示。

而且，在机壳上安装有一可固定在病人皮带上的固定带。

而且，所述的数据采集模块为传感器信号处理器，所述的FPGA模块为超大规模可编程逻辑器件，所述的数据处理模块为小型微处理器，所述的发射/接收模块为短距RF收发射机，所述的GPS接收模块为GPS接收机。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几方面：

1.对病人进行较为全面生理特征项目的检测，便于监护系统的数据处理计算机和医生及时准确的判断病人病情。

2.具有动态检测能力，其检测的生理项目和各生理项目的检测间隔受基台数据处理计算机的智能管理和随机控制，以达到最佳的检测监护效果。

3.其生理数据向基台的传送具备两种不同的传输路径。即，病人在距本机一个特定小范围内(如病人在家里、医院院内、疗养院内、敬老院内等等)时，本机使用近距的微功率无线数据传输路径；当本机发现病人步出这个小范围(如病人离家外出)时，本机自动转换到远距无线数据传输路径，继续向基台传输病人的生理数据。

4.采用现代数字数据通讯技术，在数据传输中使用先进的快速跳频技术和扩频技术，用以增加系统的抗干扰能力，提高数据传输的可靠性和安全性

5.使用微电磁波功率传输数据，并自动智能动态控制电磁波的发射功率，用以减小电磁波辐射对病人的损害。

6.本机具有医生、中央监护急救中心或急救人员直接通话的功能。在病人出现危急情况时，医生可以及时的了解病人病情，指导病人和病人家属自救和配合急救人员的抢救工作。

7.在病人出现危急情况或病人自主报警的时候，本机向急救人员提供病人的即时地理坐标信息，急救人员立刻便可确定病人此刻的所在位置。

8.在病人出现危急情况或病人自主报警的时候，本机还自动的连续发射无线电寻的信标，以便急救人员在复杂环境中及时准确的发现病人。

9.在系统测得并判断病人的生理指标不正常的时候，本机向病人发出声音报警，用以提示病人。

10.本机采用微型化设计，外形体积小，便于病人携带。

附图说明

图1是本实用新型的外形结构示意图，其中(A)是后视立体示意图，(B)是俯视图，(C)是仰视图。

图2是本实用新型的工作原理框图。

图3是本实用新型和基台主计算机以及中央监护中心的系统工作原理框图。

图4是本实用新型的数据处理器和数据采集部分的电路原理图。

图5是本实用新型的发射/接收和电源部分的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例做进一步详述：

图1是本实用新型的外形结构示意图，从图1的(A)、(B)、(C)中可以观察到本实用新型为盒式结构，机壳1的上方设有LCD显示屏2，电源开关3，LCD电源指示灯5和求救按钮4；机壳的下方设有生理传感器插座6，电池充电插座7，手机连接插座8，复位按钮9和报警喇叭孔10。在机壳的后方设有一个用以把监护仪固定在病人皮带上的固定带11。

图2为本实用新型的工作原理框图，图3是本实用新型便携式多功能多传输路径健康状态监护仪(以下简称便携机)和基台计算机以及中央监护中心的系统工作原理框图。

下面首先具体分析工作原理框图。

便携机110由生理特性传感器和数据采集模块、FPGA模块、数据处理模块、发射/接收模块、电源模块组成。便携机中，EKG、心律、血压、血氧、呼吸、体温、病人的即时身体姿态等人体的生理特征传感器组成生理特征检测传感器102，在数据采样及信号控制101的控制下逐一采样并经A/D变换后送至数据处理器100。数据处理器100是便携机的控制中枢，它管理和控制着整个便携机所有部分有条不紊的顺序工作。当病人携便携机处在与基台主计算机的短距无线工作范围内(例如病人在家里)，生理数据是经由便携机的短距RF收发射机103无线传输至基台主计算机的短距RF收发射机送至基台主计算机210。如果便携机数据处理器100判断发自基台主计算机的的无线接收信号强度下降至一定程度，便携机110的采样数据则经接口电路109自动转至由病人手机106，经由手机网络和PSTN(公共电话网络)的传输途径送至基台主计算机210的路径。系统将病人手机设计为只在数据传输的片刻接通，占用手机信道和PSTN网络，并传输数据，以提高手机和PSTN网络的使用效率。此时如果系统判断病人的危急情况发生，GPS接收机108将自动将病人所处的即时地理位置坐标随同生理数据一同传送给中央监护急救处理中心310。LCD数显及指标超标提示105为病人提供测试数据即时显示和超标警示。107是病人在自我感觉不良时向中央监护急救处理中心求救的应急求救按钮。声音告警121是在病人的生理指标超标时给病人的警觉提示。便携机电源和充电电池120向整个便携机的电路和传感器提供相应的电源。

图4是便携机的数据处理器和数据采集部分的电路原理图。生理特性传感器的检测信号经由传感器插座J1送入便携机，在数据采集模块U2中完成传感器的使能、传感器的接口与信号放大、A/D变换。数据采集模块U2通过其专用接口连接FPGA模块U5，该FPGA模块是数据处理模块的专用接口电路，为一超大规模可编程逻辑器件。U5分别连接微处理器U8、LCD显示器U1、GPS接收模块U3、FPGA时钟模块U4和功放电路。微处理器U8以及数据缓冲模块U9、RAM(U11)和ROM(U10)组成数据处理器(用以处理生理检测项目的管理、数据的发送与显示、传感器的管理、短距发射/接收的功能控制、短距无线回路的信号强度判断、手机数据传输通路使能和管理，寻的信标信号的产生和发射使能)。时钟模块U7为微处理器U8提供时钟脉冲。微处理器U8设有复位按钮S2，该复位按钮是微处理器的复位开关，也是便携机整机的复位开关。LCD显示器U1是便携机的随机数据显示器，用以向病人显示即时检测的项目和数据，以及便携机整机的工作状态。当检测的生理指标超标时，数据处理器将送出一个提醒病人注意的声音信号，经功放U12并由扬声器LS1发出声音。求救按钮S1连接U5的专用接口，S1是为病人在自我感觉不好时自主向中央监护急救处理中心求救的按钮，此求救信号在便携机中享有最高的优先权。当求救按钮S1按下时，求救信号将在第一时间内发射出去。GPS接收模块U3向系统提供便携机的即刻地理位置信息(亦即病人的即刻所在处)。

手机插座J2通过接口与FPGA相连。

图5是便携机的发射/接收和电源部分的电路原理图。发射/接收模块U15担任短距数据传输通道的编码、载波发射信号的产生和调制、发射功率控制，以及射频信号接收、解调、解码的工作。通过其专用接口连接的PA模块U14是射频功率放大器，其作用是将U15送来的射频信号的功率放大后经短距收发天线ANT1送出，该PA模块U14经带通滤波器U13(BPF)将短距通道频带外的杂波和噪声滤除干净。便携机的发射与接收共用一个天线ANT1，在模块U15和U14中均设有发/收转换开关。开关式稳压电源集成电路U18将电池BT1提供的电力转换成便携机各部分电路工作所需的电源。U16是电池充放电管理和控制电路，U17是电源控制模块，外接充电电源从电池充电插座J3引入，对充电电池BT1充电。

所述的数据采集模块为传感器信号处理器，所述的FPGA模块为超大规模可编程逻辑器件，所述的数据处理模块为小型微处理器，所述的发射/接收模块为短距RF收发射机，所述的GPS接收模块为GPS接收机。

上述部件的连接均为常规连接或者专用接口连接，不再一一叙述。

本实施例的操作过程：

本实用新型的便携机需医生根据病人的不同病情，设置便携机的生理特征传感器的配置组合。便携机和传感器都携带在病人身上，病人将皮带(或腰带)穿过便携机后面的固定带11(图1)将便携机固定在腰间，将传感器插头和连接手机的插头插入便携机底面板上的相应插座6和8。打开电源开关3，电源指示灯5即点燃。此时整机处于短暂的启动状态，机中的微处理器对全机各部分电路进行自检，并经短距通道或远距通道寻找与基台主计算机的无线联络，LCD显示器2上显示出所有的显示段。如果经微处理器的全机自检，各部分电路工作正常，并经短距通道或远距通道与基台获得可靠的无线通讯联络，启动过程结束，LCD显示器2上的数字全部置零，便携机处于正常工作状态。当发自基台的指令经短距通道或远距通道传至便携机时，相应的生理特征检测传感器在接收到的发自基台主计算机的指令的指挥下开始工作，实测的病人生理数据再经短距通道或远距通道传回至基台主计算机。实测数据也同时显示在便携机的LCD显示器2上，使病人对自己的病情了如指掌。如果基台主计算机(图3的210)发现病人的实测生理数据超标时，便自动根据医生预设在其中的相应预案，指令便携机变更其传感器的组合和检测间隔。如果实测数据继续超标，基台主计算机(图3的210)便向中央监护急救处理中心(图3的310)报备，与此同时在继续控制便携机的工作外，也指令便携机中的GPS接收机开始工作，并向中央监护急救处理中心(图3的310)送出病人的即刻地理坐标信息，以便向急救人员指示找寻病人的方向。与此同时便携机还在传输实测数据的间隙里由短距发射机向周围发射寻的信标，让急救人员尽快发现病人。此时便携机的扬声器发出报警声，提醒病人自己的生理指标已经不正常了。如果病人自我感觉不佳时，按下便携机上面板上的求救按钮4，便携机也同样经由基台主计算机报向中央监护急救处理中心病人的急救要求，使其迅速采取相应的急救措施。

Claims (5)

1.一种便携式多功能多传输路径健康状态监护仪，由生理特性传感器、机壳及机壳内的控制电路构成，其特征在于：控制电路由生理特性传感器、数据采集模块、FPGA模块、数据处理模块、发射/接收模块、电源模块组成，生理特性传感器连接数据采集模块，数据采集模块经FPGA模块连接数据处理模块，FPGA模块为数据处理模块的专用接口电路，FPGA模块还分别连接GPS接收模块、LED显示器模块、发射/接收模块，数据处理模块内置有RAM、ROM存储器，电源模块为控制电路提供电源。

2.根据权利要求1所述的便携式多功能多传输路径健康状态监护仪，其特征在于：在FPGA模块的专用接口上还分别连接在机壳上安装的求救按钮和手机插座。

3.根据权利要求1所述的便携式多功能多传输路径健康状态监护仪，其特征在于：经生理特性传感器采集到的人体生理数据经数据处理器处理后在机壳上的LED显示器模块予以显示。

4.根据权利要求1所述的便携式多功能多传输路径健康状态监护仪，其特征在于：在机壳上安装有一可固定在病人皮带上的固定带。

5.根据权利要求1所述的便携式多功能多传输路径健康状态监护仪，其特征在于：所述的数据采集模块为传感器信号处理器，所述的FPGA模块为超大规模可编程逻辑器件，所述的数据处理模块为小型微处理器，所述的发射/接收模块为短距RF收发射机，所述的GPS接收模块为GPS接收机。

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