实时生理多参数监测系统

测量多种生理参数的无线集散医疗监护系统多参数监护仪是临床护理中的重要设备，该设备可以监测病人的心电、血压、血氧饱和度、呼吸率、脉率和全温等生理参数。

目前，国内普遍使用带有CRT 或LCD 显示屏有便携式监护仪，该仪器能够进行实时的数据和波形显示，并且操作比较灵活，因此主要用于协助医生诊断和分析病人的病情。

然而由于其体积较大、耗电量高（接220V 交流电或内置电流），因此不便于病人随身携带，更无法同时对多个病人进行监护。

本文设计的无线集散医疗监护系统坷以弥补上述之不足。

该系统由于采用三个独立的OEM 模块进行生理参数测量，每个模块分别和一个具有无线收发功能的控制显示模块相连构成独立的装置，因此每个模块的耗电量大为减少，何种也相应减少。

病人可以根据不同的需求选择不同的模块使用，每个模块上的LCD 显示屏可以实现显示测量信号是否正常。

所有这些模块都跟上位机进行无线信息交互，PC 机可以给每个模块注册一个唯一的序列号，并可以访问每个模块的信息，对该信息进行存储、分析、显示、报擎等，这样就非常方便地实现了许多模块的扩展，即实现对这多个病人的实时监护。

1 系统结构及工作原理该系统主要由硬件和软件两部分构成。

硬件主要包括PC 机和三种独立的模块，即心电模块、血氧模块和血压模块，这三种模块都是由OEM 模块和控制显示传输模块组成。

心电模块主要用来测量心电、呼吸率、体温等参数；血氧模块主要用来测量血氧饱和脉率等参数；血氧模块主要用来测量血氧饱和度和脉率等参数；血压模块用来测量血压参数。

软件部分主要是上位机的中央监护软件，包括数据库部分和用户界面。

2 各模块功能与特点2．1 控制显示传输模块控制显示传输模块以Atmega161 单片机为核心，外接WGM-12864WGM。

中国医疗设备 2020年第35卷 12期 V OL.35 No.1270RESEARCH WORK引言人体生理多参数监护仪可以实时监测病人的血压、血氧饱和度、心率和体温等人体生命体征[1-2]，对实时了解病人的状况具有很大的意义，随着Android 手机的普及和物联网技术的发展，使通过手机远程监测病人的生理参数信息成为可能[3-4]。

本文设计了一款多参数监护仪及远程监测系统，该监护仪可以准确测出人体的生理参数信息并将信息通过Wi-Fi 上传到服务器。

远程监测系统通过Android 手机客户端实现多个病人的生理参数信息的查询、显示、保存本地手机SD 卡及语音播报功能，方便及时了解病人的身体状况。

1 人体生理多参数监护仪硬件设计本文设计的监护仪主要测量人体的血压、血氧饱和度、心率和体温四项生理参数信息，监护仪采用STM32F103作为系统的控制芯片，其主要功能是利用人体生理参数各部分的传感器及检测处理电路准确、快速测出人体的生理参数信息，STM32F103内部程序检测到生理参数信息采集完成后，将生理参数信息通过监护仪内部的Wi-Fi 模块实时上传到服务器。

本文设计的多参数监护仪硬件主要包括血压、血氧饱和度、心率和体温的检测及处理电路、Wi-Fi 模块电路，监护仪硬件的结构框图如图1所示。

1.1 人体多生理参数监护仪血压模块硬件设计本文设计的人体血压测量是通过示波法的方法来检测收稿日期：2020-02-24作者邮箱：*************************人体多生理参数监护仪及远程监测系统研究与设计刘彦伟1，孟庆琰1，张兰芹21. 泰安市中心医院 设备科，山东 泰安 271000；2. 山东第一医科大学第二附属医院 医学装备部，山东 泰安 271000[摘 要] 目的 设计一种具有远程监测系统的人体多生理参数监护仪。

方法 采用STM32F103作为主控芯片，根据血压、血氧饱和度、心率和体温的测量原理，设计出各模块的采集和处理电路，手机客户端采用Android 系统平台，设计基于Android 系统的人体生理参数信息查询显示、保存和语音播放功能。

基于DICOM标准的多参数生理监护系统的研究肖建勇【期刊名称】《中国医学物理学杂志》【年(卷),期】2011(028)006【摘要】目的:建立一个基于DICOM标准的多参数生理监护局域网系统,实现对病人生理参数的实时监测,为病人提供及时的救助;实现图像和生理波形图共享,医院标准化和信息数字化的全面实施.方法:在深入研究DICOM通信协议模块、DICOM 网络协商模块、DICOM存储模块、DICOM查询/获取模块等的基础上,利用Visual C++.Net工具,运用C++面向对象编程思想,将DICOM通信相关PDU封装成类,并采用基于TCP的客户端/服务端(SCU/SCP) Socket网络通信编程模型实现系统的主要功能.结果:建立了一个基于DICOM标准的多参数生理监护局域网系统,这个系统由三个部分组成:多参数生理监护设备,多参数生理监护服务器,多参数生理监护工作站.文章讨论了在DICOM医学波形中SCP和SCU的功能,选择DICOM标准的原因,和该局域网系统的功能.医院对系统进行了评估,评估表示该系统满足临床需要.结论:DICOM标准的不断应用将涵盖所有医学成像和信号类设备,多参数生理监护仪数据的DICOM标准化应用,为将来信号类医疗设备跟医院现有的PACS/RIS、HIS等系统互连融合提供了前提基础.【总页数】7页(P3035-3041)【作者】肖建勇【作者单位】广州中医药大学基础医学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.生理多参数无线监护系统的研制 [J], 张迪;吴水才;刘冬麟;白燕萍2.生理多参数远程监护系统的研究进展 [J], 贾文娟;白燕萍;绳秀君;吴水才3.基于Internet的生理多参数远程实时监护系统设计 [J], 韩秀清;李浩敏;杜芳芳;吴水才4.基于B/S模式生理多参数远程监护系统的研制 [J], 吴薇薇;白燕萍;李浩敏;吴水才5.多参数生理监护系统中的Worklist管理服务的设计和实现 [J], 魏贤莉;胡良勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪摘要：本设计是在PROTEUS环境下完成的，以单总线数字温度传感器DS18B20、AT89C51单片机、HK-2000A集成化脉搏传感器、ND-3微振动传感器、LM041L字符型显示器构成的多功能实时生理参数监测仪系统的硬件电路及软件系统的设计。

本文介绍了PROTEUS和KEIL软件，DS18B20单线数字温度传感器、AT89C51单片机和LM041L字符型显示器的结构、性能特点以及工作原理，以及HK-2000A集成化脉搏传感器和ND-3微振动传感器的性能参数。

该系统可以完成对温度、心率、步数等参数的采集、处理和显示，并且能在这些参数超过设定的阈值时，进行报警提示。

关键词：单片机；DS18B20；LCD；PROTEUS；KEILPortable multi-function physiological parametersreal time monitor which is based on MCUAbstract：My design is depend on PROTEUS, using the extensively used single-bus digital temperature sensor DS18B20, AT89C51 MCU, HK-2000A integrated pulse sensor, ND-3 micro-vibration sensor, LM041L character display design a multi-functional real-time physiological parameters monitor,s hardware circuits and software system.PROTEUS and KEIL software, DS18B20 single-wire digital temperature sensor, AT89C51 MCU andLM041L character display structure, performance characteristics and working principles, as well as the HK-2000A integrated pulse sensors and ND-3 micro-vibration sensor performance parameters is introduced in this paper. This system can be completed on collect, processing and display the parameters the temperature, heart rate, paces, and more than these parameters in the threshold that we set for alarm.Key words：MCU; DS18B20; LCD; PROTEUS; KEIL目录引言 (1)1 系统设计简介 (2)2 元器件选择 (3)2.1 AT89C51单片机 (3)2.1.1 主要特性 (4)2.1.2 管脚说明 (5)2.1.3 振荡器特性 (6)2.1.4 芯片擦除 (7)2.2 LCD芯片 (7)2.2.1 LCD接口 (7)2.2.2 指令描述 (7)2.2.3 接口时序说明 (11)2.3 DS18B20智能温度控制器 (12)2.3.1 DS18B20的内部结构 (12)2.3.2 DS18B20温度传感器的存储器 (14)2.3.3 DS18B20使用中注意事项 (16)2.4 HK-2000A集成化脉搏传感器 (17)2.5 ND-3微振动传感器 (18)3 系统硬件电路设计 (19)3.1 Proteus软件的介绍 (19)3.1.1 Proteus软件的介绍 (19)3.1.2 proteus 的工作过程 (19)3.1.3 Proteus 软件所提供的调试手段 (20)3.1.4 Proteus和Keil uVision的联调 (20)3.2模块的说明 (21)3.2.1 复位电路部分 (21)3.2.2 晶振电路部分 (22)3.2.3 数据采集部分 (22)3.2.4 LCD显示部分 (22)3.2.5 报警电路部分 (23)3.3 整体电路图 (23)4 系统软件设计 (25)4.1 Keil uVision软件介绍 (25)4.2 程序的编写和调试 (25)4.2.1 DS18B20的工作过程 (25)4.2.2 中断服务程序 (28)4.2.3 LCD显示子程序 (29)4.2.4 系统主程序 (29)5仿真与调试 (30)6总结 (34)参考文献 (35)附录1 程序清单引言随着国民经济的不断发展，人们生活水平不断提高和完善，健康已成了人们关注的焦点和追求的目标。

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。

多参数生命体征检测仪6500打印机设置生命科学当前位置：产品息生命科学无线便携多参数监测系统 Equivital 系列动态生命体征监测仪是先进的生理多参数实时监测系统。

系统可以通过无线的方式采集单人或者多人的心电、心率、呼吸、皮温、三轴加速度、体位和运动状态等参数并实时显示，还可通过加配外接传感器获取血氧饱和度、皮电、核心体温和GPS 全球定位等。

可实现在各种环境下对人体的监测。

无线监测状态使用蓝牙连接。

无障碍环境监测距离约10米。

系统也可以将数据记录在SEM模块采集卡中。

从而使监测没有空间距离的限制。

数据可通过无线传输至电脑或手机，进行实时显示，或存储在内置的SD 卡中。

充电电池支持24h 连续监测通过PWI（生理福利指数）指标可进行多种提示报警设置系统具有良好的防水性能，已获得IP67 的认证产品符合人体工学设计，SEM 传感器模块只有50g，火柴盒体积大小，佩戴舒适灵活的支持软件，含有用于第三方应用开发的扩展模块产品已经获得CE 、EU、FDA 及EN-1 等认证。

SEM传感器模块软件传感器带主要应用领域：部队绩效评估监测；员工绩效评估监测；快速反应部门绩效评估监测；体育研究；群体健康调查或护理研究；运动活动能量消耗，睡眠及生理节律研究主要测量参数： SEM+传感器带选购外部传感器心电，心率，心跳间期，（选购专用软件模块可以分析心率变异HRV）氧饱和度，体积描记呼吸频率无创血压皮肤温度皮电反应三轴加速计X，Y，Z 核心温度活动，姿态多点皮肤温度生理健康指数 GPS定位跌倒警报用户定义警报主要构成及可选附件：主要由系列软件，传感器，及固定带构成。

软件模块和传感器类型可以根据研究需要选购。

传感器带 SEM传感器电子模块软件 M-Dock SEM导线蓝牙接收器核心温度传感器皮肤温度传感器温度传感器激活器夹指血氧饱和度传感器蓝牙HUB 无创血压模块皮电模块腕表式血氧饱和度模块外置电池组技术参数：系统技术参数内存GB 50小时连续监测电源3.7V可充电锂离子电池约1小时充满电池使用时间大于24小时连接 class 1蓝牙2.1 10m 传感器带 2导联ECG 胸部扩展呼吸频率接口USB2.0USB 设置通过USB或OTA设置物理参数重量 3g 尺寸 7mm*53mm*10mm 防护等级 IP67 防水操作温度 -10~+55摄氏度操作湿度 0-95%相对湿度测量 2导联ECG 256Hz 心率25~240BPM R-R间期计算值呼吸频率 0-70次/分钟皮肤温度0~60摄氏度身体姿态所有方向包含跌倒探测及运动生理健康指数计算值三轴加速仪 2g，4g，g，16g 可设置探测频率25赫兹或250赫兹范围认证 CE Certified FDA Device Classification Class II EU Device Classification Class IIb Device safety EN-1 Classification 注：本产品主要用于实验室的科学研究使用。

多参数监护仪产品技术要求1.生理参数监测：多参数监护仪应能监测和显示多个生理参数，如心电图、血压、呼吸、体温、氧饱和度等。

这些参数的监测应准确可靠，并且能够即时更新和显示。

监护仪应具备足够的传感器接口，能够连接不同类型的传感器，以适应不同患者和临床需求。

2.数据记录与分析：多参数监护仪应具备数据记录和存储功能，能够持续记录患者的生理参数数据，并能够按照时间顺序进行回放和分析。

监护仪还应能够生成趋势图和报表，帮助医护人员进行病情评估和治疗决策。

3.报警功能：多参数监护仪应具备报警系统，能够根据设定的阈值对患者的生理参数进行实时监测，并及时发出警报，以提醒医护人员注意患者的病情变化。

报警系统应灵敏可靠，且能够根据不同患者和不同场景进行个性化设置。

4.界面设计和操作：多参数监护仪应具备清晰简洁的界面设计，使医护人员能够直观地了解患者的生理参数和病情变化。

监护仪的操作应简便易学，能够方便地调整参数设置和查看历史数据。

在设计方面还应考虑符合人机工程学，减少医护人员的操作疲劳和错误。

5.数据传输与互联互通：多参数监护仪应能够实现与其他医疗设备和信息系统的互联互通。

监护仪的数据应能够实时传输到中央监护系统或其他显示设备上，以供多个医护人员进行共享和远程监控。

6.安全和可靠性：多参数监护仪是一种医疗设备，需要具备高度的安全和可靠性。

监护仪应采用符合国家和国际标准的电气和电子部件，具备良好的防尘、防水和抗干扰性能。

此外，监护仪还应具备灵活的电源供应方式，同时要有备用电池以应对突发停电等情况。

7.人性化设计和易维护性：多参数监护仪的外观设计应朴实大方，易于清洁和消毒。

设备的各部分应易于拆卸和更换，以便于日常维护和维修。

监护仪的使用说明和维护手册应详尽清晰，附有故障诊断和排除的方法。

综上所述，多参数监护仪的产品技术要求非常多样化，并且需要满足医疗实际需求和标准要求。

随着科技的发展和医疗需求的不断变化，多参数监护仪的技术要求也将不断更新与完善。