多生理參數檢測儀的製作方法
2023-07-08 23:23:41 1
專利名稱：多生理參數檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生理參數檢測儀，具體地說，是涉及一種對心電、血壓、體溫、血糖含量等生理參數進行檢測的儀器。
背景技術：
人體的一些常見生理參數直接或間接地反映人體的健康狀況，一般情況下，人體生理參數的檢測、記錄、分析都是在醫院內使用專業醫療儀器來測量完成。這一類儀器專業化程度高、要求檢測精度高，因此操作複雜，使用者一般必須經過專業培訓才能正確使用。同時，檢測儀器體積龐大、售價高昂，這就決定了它的使用範圍只能適用於醫院等專業化環境中。隨著人們對生命健康的進一步關注，檢查和測量人體的必要生理參數對監視人體健康和及早發現疾病有著重要的參考價值，特別是對家庭內日常檢測、社區內衛生保健部門經常進行常規生理參數的檢查，更具意義。這就要求有一種既可以進行多項生理參數檢測功能，又具備價格低廉、使用方便的檢測儀器。
發明內容
本實用新型為了解決現有技術中檢測儀器體積龐大、操作複雜、不適於家庭使用的問題，提供了一種多生理參數檢測儀，可實現對心電、脈搏、心率、血壓、體溫、血糖含量、色盲等多種生理參數進行檢測、記錄和分析，操作簡單，便於攜帶，適合家庭使用。
為解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案予以實現一種多生理參數檢測儀，包括計算機和數據採集裝置，所述計算機與數據採集裝置之間通過USB接口進行互連，在所述的數據採集裝置中包含有一微處理器，其輸入端分別接收來自外部傳感器發出的檢測信號，經AD轉換器生成數位訊號後，由其標準接口數據端連接USB接口，進而通過USB通信電纜傳遞給所述計算機進行數據的顯示、記錄與監視。
作為對本實用新型的進一步限定，所述外部傳感器包含有壓力傳感器、溫度傳感器以及心電採集傳感器。其中，壓力傳感器將檢測到的血壓信號經前置放大電路放大後一路直接與所述的微處理器相連，另一路經一低通濾波器、放大器、另一低通濾波器和緩衝器後輸出到所述的微處理器中；溫度傳感器的輸出端經一前置放大器和緩衝器後連接所述的微處理器；其中，在所述的前置放大器中，放大器的正相輸入端與直流電源相連，並經一電阻接地，反相輸入端與所述溫度傳感器的輸出端相連，並經一二極體與放大器的輸出端相連，放大器的輸出端與緩衝器相連；心電採集傳感器的輸出端經一信號調整電路將採集到的心率模擬信號調整到適當電平後通過低通濾波器、緩衝器以及帶阻濾波器後傳遞到所述的微處理器中。
作為對本實用新型的更進一步限定，所述壓力傳感器的電源端連接有一恆流源電路，在所述恆流源電路中包含有一運算放大器晶片，所述放大器晶片的正相輸入端一方面通過一電阻與直流電源相連，另一方面經一穩壓管接地；反相輸入端經電阻接地；輸出端輸出恆流電壓為所述壓力傳感器提供直流供電。
作為對本實用新型的再進一步限定，在所述數據採集裝置中還包含有一電源管理模塊，在所述電源管理模塊中包含有一負電源發生器，將+3V直流電源轉換成-3V直流電輸出。
作為對上述外部傳感器的進一步限定，其中，所述的壓力傳感器為一袖帶連接微型壓力傳感器；溫度傳感器為一耳蝸式溫度傳感器；心電採集傳感器則採用一套三導聯心電採集傳感器實現。
與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的多生理參數檢測儀採用主從式結構實現，主機由家用桌上型電腦或筆記本電腦作為信息處理平臺，完成數據的濾波、運算、波形的顯示、存儲、列印，同時完成對個人資料的管理功能。從機是一個小型的數據採集裝置，採用單片機作為核心器件，配合多種傳感器及信號處理電路，完成對多種生理信號的採集、處理和傳輸。主從式結構的連接採用通用串行傳輸模式USB方式連接，從而使從機與主機的連接具備了即插即用功能，方便使用。
圖1是本實用新型檢測儀器主從式結構原理圖；圖2是本實用新型中數據採集裝置的電路原理方框圖；圖3是本實用新型中數據採集裝置的具體電路連接圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
本實用新型的多生理參數檢測儀採用主從式結構，由上位機(主機)和下位機(從機)組成。上位機由家用桌上型電腦或筆記本電腦作為信息處理平臺，通過USB電纜實現與下位機之間的通信。下位機是一小型的數據採集裝置，採用單片機作為核心部件，根據上位機的要求啟動相應的數據採集通道和傳感器，對檢測數據進行採集，其中包括可加壓袖帶連接微型壓力傳感器發出的血壓信號、耳蝸式溫度傳感器發出的體溫信號、三導聯心電採集傳感器發出的心率信號以及血糖採集裝置發出的血糖檢測信號，將採集到的模擬信號經AD轉換器轉換成數據信號後，利用主機強大的數據運算處理功能，完成各種數據的運算、分析、存儲以及波形的處理，其中，運算方法包括心電數據的濾波算法、心率的計算方法、心電參數的計算方法、波形顯示方法、血壓採集算法以及溫度採集算法等，其連接關係參見圖1所示。
圖2是本實用新型數據採集裝置的電路原理框圖，其具體電路連接關係參見圖3所示。單片機IC111接收到上位計算機的指令後，為血壓採集通道供電，並關閉其他通道。打開加壓泵開始為袖帶加壓，壓力傳感器S101的電源供電端Vs連接一恆流源電路，在所述恆流源電路中，放大器IC101A的正相輸入端經電阻R101與直流電源VCC相連，並經穩壓管Z101接地，反相輸入端經電阻R102接地，輸出端輸出恆流電壓，為所述壓力傳感器S101提供穩定的直流供電。壓力傳感器S101的輸出端Vout+、Vout-經前置放大電路後一路輸出血壓信號2與單片機IC111的P2.0端相連，另一路經由晶片IC103B組成的二階壓控電壓源低通濾波器、由IC103A組成的放大器、由IC104B組成的另一低通濾波器以及由IC104A組成的緩衝器後輸出血壓信號1連接單片機IC111的P2.1輸入端。單片機IC111中內設有8路10位AD轉換器，將模擬血壓信號轉換成數位訊號後，通過其標準接口數據端D+、D-連接USB接口J102，進而通過USB通信電纜傳遞給上位機進行數據的顯示。當袖帶壓力達到上限後，採集器進入測量狀態，記錄高壓值，緩慢對袖帶內的壓力進行釋放，並將採集數據傳送給主機，記錄低壓值，通過分析得出體檢者的身體狀況。
溫度傳感器S102將檢測到的體溫信號經一前置放大器和緩衝器後與單片機IC111的P2.2輸入端相連，其中，所述前置放大器由放大晶片IC105A組成，放大晶片IC105A的正相輸入端經電阻R121與直流電源VCC相連，並經電阻R122接地，反相輸入端接收溫度傳感器S102發出的檢測信號，並經二極體D101與其輸出端相連，放大晶片IC105A的輸出端與緩衝器IC105B的正相輸入端相連，反相輸入端連接其輸出端後輸出到單片機IC111中。
三導聯心電採集傳感器S103的輸出端經由IC106、IC107A組成的信號調整電路將採集到的模擬心率信號調整到適當電平後依次通過由IC108A組成的低通濾波器、由IC108B組成的緩衝器以及由IC109A、IC109B組成的帶阻濾波器和緩衝器IC107B後輸出到單片機IC111的P2.3輸入端。
此外，在所述數據採集裝置中還包含有一電源管理模塊，在所述電源管理模塊中包含有一負電源發生器IC110，將+3V直流電源轉換成-3V直流電輸出給所述的放大器IC107A、IC108A和IC109A。
本實用新型通過採用上述簡單的電路結構實現了對人體生理參數的檢測，並採用計算機顯示色盲圖的方法對被檢測者進行色盲檢查。當然，上述說明並非是對本實用新型的限制，本實用新型也並不僅限於上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種多生理參數檢測儀，包括計算機和數據採集裝置，其特徵在於所述計算機與數據採集裝置之間通過USB接口進行互連，在所述的數據採集裝置中包含有一微處理器，其輸入端分別接收來自外部傳感器發出的檢測信號，經AD轉換器生成數位訊號後，由其標準接口數據端連接USB接口，進而通過USB通信電纜傳遞給所述計算機進行數據顯示、記錄與監視。
2.根據權利要求1所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述外部傳感器包含有壓力傳感器、溫度傳感器以及心電採集傳感器。
3.根據權利要求2所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述壓力傳感器將檢測到的血壓信號經前置放大電路放大後一路直接與所述的微處理器相連，另一路經一低通濾波器、放大器、另一低通濾波器和緩衝器後輸出到所述的微處理器中。
4.根據權利要求3所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述壓力傳感器的電源端連接有一恆流源電路，在所述恆流源電路中包含有一運算放大器晶片，所述放大器晶片的正相輸入端一方面通過一電阻與直流電源相連，另一方面經一穩壓管接地；反相輸入端經電阻接地；輸出端輸出恆流電壓為所述壓力傳感器提供直流供電。
5.根據權利要求3或4所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述壓力傳感器為一袖帶連接微型壓力傳感器。
6.根據權利要求2所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述溫度傳感器的輸出端經一前置放大器和緩衝器後連接所述的微處理器；其中，在所述的前置放大器中，放大器的正相輸入端與直流電源相連，並經一電阻接地，反相輸入端與所述溫度傳感器的輸出端相連，並經一二極體與放大器的輸出端相連，放大器的輸出端與緩衝器相連。
7.根據權利要求6所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述溫度傳感器採用一耳蝸式溫度傳感器實現。
8.根據權利要求2所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述心電採集傳感器的輸出端經一信號調整電路將採集到的心率模擬信號調整到適當電平後通過低通濾波器、緩衝器以及帶阻濾波器後傳遞到所述的微處理器中。
9.根據權利要求8所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於所述心電採集傳感器採用一套三導聯心電採集傳感器實現。
10.根據權利要求1所述的多生理參數檢測儀，其特徵在於在所述數據採集裝置中還包含有一電源管理模塊，在所述電源管理模塊中包含有一負電源發生器，將+3V直流電源轉換成-3V直流電輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種多生理參數檢測儀，它採用主從式結構實現，主機由家用桌上型電腦或筆記本電腦作為信息處理平臺，完成數據的濾波、運算、波形的顯示、存儲、列印，同時完成對個人資料的管理功能。從機是一個小型的數據採集裝置，採用單片機作為核心器件，配合多種傳感器及信號處理電路，完成對多種生理信號的採集、處理和傳輸。主從式結構的連接採用通用串行傳輸模式USB方式連接，從而使從機與主機的連接具備了即插即用功能，方便使用，適用於家庭保健、個人監護、社區健康體檢等方面。
文檔編號A61B5/00GK2772437SQ20042009912
公開日2006年4月19日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者劉志剛, 劉健 申請人:海信集團有限公司