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智能臂带式多生理参数监测设备的研制于晓华;王国静;刘洪运;王卫东【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2024(45)5【摘要】目的:为更全面地获取人体的基本体征参数,研制一种可实时采集心电、血氧饱和度、血压、体温、体位/体动信号的智能臂带式多生理参数监测设备。
方法:该监测设备硬件主要由主控模块、传感器采集模块、蓝牙通信模块、数据显示存储模块、外围控制模块组成,其中主控模块采用STM32L452单片机,传感器采集模块包括心电和体温模块、加速度模块、血氧模块和压力模块,外围控制模块主要包括按键控制模块和电源管理模块;软件包括下位机软件和上位机软件,其中下位机软件借助嵌入式开发平台Keil MDK以C语言进行编写,上位机软件基于LabVIEW平台进行开发。
为验证该监测设备的功能和性能,对该监测设备无线传输和数据存储的稳定性及各生理参数和信号的采集功能进行测试。
结果:测试结果表明,该监测设备可满足对传输可靠性和低功耗的需求,便携性和可穿戴性较好;体温、心率、血氧饱和度、收缩压、舒张压测量误差绝对值的最大值分别为0.08℃、2次/min、1%、4 mmHg(1 mmHg=133.32 Pa)、5 mmHg,具有较高的准确率。
结论:该设备体积小、质量轻、功耗低,可实现对多种生理信号的监测,且能满足监测设备可穿戴性的需求。
【总页数】9页(P34-42)【作者】于晓华;王国静;刘洪运;王卫东【作者单位】解放军总医院医学创新研究部;工业和信息化部生物医学工程与转化医学重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R318.6;TH772【相关文献】1.基于航空生理训练的多人生理参数实时监测系统的研制2.智能头带式高原生理信息监测系统3.手持式微型多生理参数监测设备的研制4.可穿戴式多生理参数监测设备研制5.基于STM32的智能穿戴式人体生理参数监测仪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物传感器在医疗器械领域的应用与研究生物传感器是一种能够检测生物分子、细胞或生物体特定生理参数的电化学仪器，是生物医学工程研究领域中的前沿技术之一。
它具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点，已经广泛应用于医疗器械领域。
本文将从生物传感器的原理、分类和应用三个方面进行介绍。
一、生物传感器的原理生物传感器是将生物分子或细胞固定在传感器表面，并利用它们与特定分子之间的生物化学相互作用，使得传感器电极或其他传感器物质的特性发生变化。
当感受器表面的生物分子或细胞与特定物质接触，其生成的电流或电信号与特定分子或细胞的浓度成正比。
生物传感器的原理就是依据这种浓度与电信号的关系，得出介质中特定物质的浓度。
二、生物传感器的分类生物传感器根据检测对象可以分为单分子生物传感器、细胞生物传感器和组织生物传感器。
单分子生物传感器是利用生物分子的相互作用进行检测，如抗体、DNA等。
细胞生物传感器是通过细胞对外界刺激的反应进行检测。
而组织生物传感器则是利用特定器官和组织对激素、药物等物质的反应，检测生物体内这些物质的含量。
根据检测方式，生物传感器可以分为光学生物传感器、电化学生物传感器和机械生物传感器。
光学生物传感器主要基于光谱、荧光和化学发光等原理进行检测。
电化学生物传感器则是利用电极或电场来检测生物分子。
而机械生物传感器则是利用机械力来检测和感受生物分子的变化。
三、生物传感器在医疗器械领域的应用生物传感器已经成为医疗器械领域中的重要技术。
它被应用于疾病的诊断、药物研发和控制、生物成像以及生物控制器等方面。
以下是几个生物传感器在医疗器械领域中的应用案例。
1. 血糖监测器血糖监测器是一种便携式生物传感器，可以通过测量血液中葡萄糖的浓度来帮助糖尿病患者控制血糖水平。
现在的血糖监测器已经达到了精度高、使用方便的地步，根据美国FDA的标准，一些商用的血糖监测器的测量误差不超过15%。
2. DNA诊断器DNA诊断器是一种通过检测DNA序列来确定特定类疾病的工具。
生物医学工程中的医学检验与诊断技术生物医学工程是一个蓬勃发展的学科领域，其中医学检验与诊断技术是其中一个重要的领域。
医学检验与诊断技术是医学工程师在诊断和治疗疾病方面所使用的技术和工具。
这些技术和工具基于生物医学工程的原理和方法，能够在临床实践中帮助医生进行准确的诊断和有效的治疗。
生物医学工程中的医学检验技术主要包括实验室检验和影像学检查。
实验室检验是通过对血液、尿液、组织等生物样本的检测与分析，获得关于患者健康状况以及疾病发展情况的信息。
常见的实验室检验技术包括血常规、生化检验、细胞学和分子生物学等。
这些检验技术能够提供很多重要的生理指标，如血红蛋白浓度、血糖水平、肾功能、肝功能、免疫功能等等。
这些生理指标根据正常参考范围的高低，可以判断患者是否患有某种疾病，评估疾病的严重程度以及疾病治疗效果等。
而影像学检查则是通过对患者体内的器官和组织进行成像，从而帮助医生进行准确的诊断和治疗。
影像学检查技术包括X射线检查、CT扫描、MRI、超声波等，这些技术能够提供高质量的图像，帮助医生观察疾病部位、大小、形态以及其他相关信息。
通过这些影像学检查，医生可以发现疾病的早期病灶，了解其发展情况，便于制定更加精准有效的治疗方案。
影像学检查还可以用于手术导航、肿瘤放射治疗等，对治疗方案的安全性和有效性起到重要的支持作用。
生物医学工程中的医学诊断技术是指通过运用先进的技术手段，根据患者的病情和症状，做出准确的诊断。
医学诊断技术包括临床辅助诊断、基因诊断和分子影像学等。
临床辅助诊断主要通过医学仪器设备，对患者进行各种生理参数的检测和记录，辅助医生进行诊断。
基因诊断是利用分子生物学技术和遗传学原理，从基因水平上了解疾病的发展和遗传基础，帮助医生做出更加准确的诊断。
分子影像学是最近发展起来的一种技术，通过利用放射性核素、光学标记剂等物质，结合成像仪器设备，对患者进行分子水平的影像学检查，可直观地观察到疾病的分子水平的变化，为医生制定个性化的治疗方案提供重要的信息。
生物医学工程学的研究方向与应用生物医学工程学是一门将工程学原理和技术应用于医学和生物学领域的学科。
它涵盖了诸多领域，如生物材料学、生物成像学、生物信号处理、生物建模与仿真等。
在当今的医学和生物学发展中，生物医学工程学的作用越来越重要。
本文将介绍生物医学工程学的研究方向和应用。
一、生物材料学生物材料学是用于制造用于生物医学应用的材料的科学。
研究重点包括用于诊断和治疗的各种材料，如医用聚合物，人工关节和羧甲基纤维素等。
该领域的发展与医学器械的创新密不可分。
例如，可支配和不可支配的医用原材料的研究和开发推动了医疗卫生行业的不断更新，有助于控制和预防各种损伤和疾病。
二、生物成像学生物成像学是生物医学工程学的一个分支，利用各种成像技术，如超声、磁共振成像、放射性核素成像等，帮助医生确定病人健康状况，并研究疾病的发展和诊断方法的改进。
生物成像学的研究内容涵盖了多个领域，如图像处理、数据分析、算法开发和计算机辅助诊断等。
三、生物信号处理生物信号处理主要研究生物信息信号的获取、处理、分析和解释，例如心电图、脑电图、肌电图、血压等。
生物信号处理涉及信号处理技术，如滤波、降噪、时频分析和特征提取。
从这些生物信号中提取的生理参数可用于预测病情或诊断疾病。
例如，心电图可以用于测量心脏的电力活动，以便诊断心脏病。
四、生物建模与仿真生物建模与仿真是一种将动力学、控制、信息理论、数学和计算机科学等多学科技术用于生物学和医学的方法。
通过建模和仿真，将现实世界的生物系统转换为数学或计算机模型，以便进行探索和测试。
生物建模与仿真可用于预测疾病的发展，评估不同治疗方案的效果，并开发新药和疗法。
五、生物医学工程应用生物医学工程学的研究结果已经广泛应用于医疗卫生领域。
例如，通过生物成像技术，医生可以在无需手术的情况下诊断出病情，监测治疗效果。
通过生物材料的设计和制造，医生可以用更加安全和有效的方式进行治疗。
通过生物信号分析，医生可以更准确地测量病人的健康状况，并推断病情。
实验室简介生物医学工程实验室实验室简介：生物医学工程实验室生物医学工程实验室是一个专注于生物医学工程领域的研究机构。
通过应用工程科学与医学知识相结合的方法，我们致力于解决医学领域中的相关问题，推动医学技术的进步和创新。
本实验室拥有一支由跨学科研究人员组成的团队，他们具备丰富的医学背景和工程技术经验，致力于开展创新的研究项目。
一、研究方向生物医学工程实验室的研究方向主要包括但不限于以下几个方面：1. 生物材料与组织工程我们通过研究新型的生物材料和组织工程技术，致力于开发可替代人体组织和器官的方法。
这将有助于解决许多医疗领域中的问题，如器官移植、再生医学和生物医学器械的开发。
2. 医学成像与信号处理我们利用先进的成像技术和信号处理方法，研究医学图像的获取、处理和分析，以提高医学诊断的准确性和效率。
我们还探索新的成像技术，以便更好地观察和理解人体器官和组织的结构与功能。
3. 生物传感器技术在实验室中，我们致力于研究和开发新型的生物传感器技术，用于监测和检测人体生理指标和疾病标志物。
这些传感器可以用于早期预警、疾病诊断和治疗过程中的监测，以提高人们的健康水平和生命质量。
4. 健康信息技术利用信息技术的手段，我们致力于开发健康管理和医疗信息系统，以提供更好的医疗健康服务。
我们希望通过整合医疗信息资源，改善医患沟通、优化临床决策，并提供个性化的医疗健康解决方案。
二、研究项目1. 可控释药材料的开发我们正在研究新的可控释药材料，以实现药物在人体内的定点释放。
这将有助于提高药物治疗的效果，并减少患者的不良反应。
2. 医学图像的自动分析我们正在开发自动化的医学图像分析方法，以辅助医生进行准确的诊断。
这将极大地提高医疗效率，并减少误诊的可能性。
3. 生物传感器的应用我们正在实验室中测试和应用生物传感器技术，用于监测患者身体的生理指标。
这将有助于及早发现疾病的迹象，并提供个性化的治疗方案。
4. 健康管理平台的开发我们正在开发综合性的健康管理平台，通过整合医疗健康数据和信息资源，提供个性化的健康管理解决方案，帮助人们更好地管理自己的健康。
生物医学工程中的生物传感器与生物材料生物医学工程是一门融合了医学、生物学和工程学的跨学科科学，它的目标是将工程技术应用于生物医学领域以改善人类健康。
生物传感器和生物材料是生物医学工程领域中的两个重要组成部分。
生物传感器通过对生物体内外的某些物理、化学和生物学参数进行测量，能够实时监测人体的生理状态并提供有价值的信息。
而生物材料则是生物医学工程中研究和开发的用于医疗临床应用的材料，不仅要具备生物相容性，还要具备良好的力学性能和可加工性能。
因此，生物传感器和生物材料的研究和应用对于生物医学工程的发展至关重要。
一、生物传感器1. 生物传感器的分类生物传感器根据测量和检测的物质种类和作用原理不同，可以分为多种不同类型。
例如，光学传感器、电化学传感器、力学传感器、电子传感器等。
2. 生物传感器的应用生物传感器在医学领域中的应用非常广泛，包括实时检测血糖、血压、心率等生理指标、检测体液中的蛋白质、酶或分子等生物分子、检测细胞培养中的细胞增长、细胞分化等细胞行为等。
二、生物材料1. 生物材料的分类生物材料根据其化学组成、物理结构等性质可以分为多种不同类型。
例如，金属材料、聚合物材料、陶瓷材料、生物活性材料等。
2. 生物材料的应用生物材料在医学还有广泛的应用，如临床上使用的医用管材（如导管、血管支架）、人工关节、骨修复材料、人工心脏瓣膜等等。
这些材料和器械的研究和开发必须具备多个特性：首先，具备生物相容性，即与人体组织相容或和谐；其次，具备力学性能的稳定性和可控性；最后，具备良好的可加工性能。
三、生物传感器和生物材料的结合生物传感器和生物材料的结合是生物医学工程领域研究的前沿领域，它们的结合能够实现在医学领域中实现更精准的诊断和治疗，例如，生物传感器可以用于监测植入的人工材料（如人工关节）周围的生物信号，从而准确判断材料的退化状态，对人工材料进行实时检测和监控，这大大提高了患者的治疗效果。
生物材料和生物传感器的发展，不仅“创造”了一些惊讶人的美好，如通过人工材料拯救人类，到达身体和感觉的极限，还带来许多潜在的危险。
人体生理参数检测与分析系统设计及应用随着时代的发展，人们对健康的关注越来越多，尤其是体检、健康管理等项目的普及，人们对自身健康情况的关注度不断提高。
而毫无疑问，人体生理参数的检测与分析成为了健康管理的关键所在。
针对这一需求，人体生理参数检测与分析系统应运而生。
本文将从设计、原理、特点及应用等方面，详细介绍人体生理参数检测与分析系统。
一、设计人体生理参数检测与分析系统是由硬件和软件两部分构成的。
硬件部分包括多个传感器，如血压传感器、体温传感器、心电传感器等；软件部分则需要采集并分析这些传感器所采集到的数据，并生成相应的报告和建议。
整个系统设计一般需要考虑到如下因素：1. 传感器选择与布局不同的传感器对应着不同的生理参数，不同的生理参数则需要在不同的部位进行检测。
为了准确收集各个生理参数的数据，设计师需要在考虑压力传感器、心电传感器、血氧仪等多个传感器的基础上，制定出传感器的布局方案。
2. 数据采集与传输方案采集到的数据必须要被传输至软件系统中进行处理，而传输的方式也同样需要考虑。
另外，还要考虑数据的存储方式，以保证数据不丢失。
3. 分析方案人体生理参数的监测要比普通数据采集更为复杂，需要进行多方位分析，以得出精确的结果。
因此，设计者需要基于人体生理学的知识，并结合计算机科学的相关技术，制定出合理的数据分析方案。
二、原理人体生理参数检测与分析系统是一种基于计算机与生物医学工程相融合的现代技术。
其主要原理可以简单概括如下：通过生理检测仪器采集人体不同部位的生理参数，如血压、心率、体温、血氧、肺活量等多种生理参数。
采集到这些生理参数数据后，通过人体生理学知识对数据进行标准化，并在计算机系统中进行游离度、阈值、标准差等统计分析，最终得到专业的生理参数检测报告和健康建议，为人们提供了宝贵的健康保障。
三、特点人体生理参数检测与分析系统具有以下几个特点：1. 精准性高系统采用了先进的传感器技术，多种不同传感器检测多个生理参数，整合分析后得出的检测报告与健康建议能够反映人体健康状况，对于提高健康管理的精准性作出了巨大贡献。
