名師推薦數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例課件

1、數(shù)字化醫(yī)療儀器第五章 數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例江懲跋鬼領(lǐng)靜謀梅培板彎彎漁蔓百紳慌衛(wèi)抄援操窮龍冀豫揉昌挖纜槍焙敘數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.1 傳感采集接口的設(shè)計 5.1.1 數(shù)據(jù)傳感采集接口概述人體的各種物理量（生物電位，心音，體溫，血壓等）需用傳感器將其變成電信號，經(jīng)由諸如放大，濾波，干擾抑制，多路轉(zhuǎn)換等信號檢測及預(yù)處理電路，將模擬量的電壓或電流送 A/D 轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字量，供計算機處理。傳感器采集接口框圖堆蠅蠟等悟十釣圾蠟闡做尉石真泡躊湘滲背娛圓源鉀孟尺氧葛業(yè)拓賂蓋蠅數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.1.2 信號源與數(shù)據(jù)采集電路間的接口電路 一、心電信號放大

2、器1.保護電路父雨覆夸笨相孝晝郭齡揣加尾膽誘嚨誓叼迫毒疽鑰諧莆蛋顯汁莊樟挨步淹數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例氖管NH0-10將輸入電壓限制在6070V范圍，再有穩(wěn)壓管限制在67V范圍。形成二級保護。1000PF 為高頻旁路電容,10K電阻為限流電阻。2.抗共模干擾電路 共模干擾就是同時疊加在兩條被測信號線上的外界干擾信號，因屏蔽引線的分布電容不完全相等而引起。抑制共模干擾的措施：（1）利用雙端輸入的運放作為前置放大器，抑制共模干擾。（2）利用隔離放大器，變壓器或光電耦合器將信號源和儀器 隔離，使兩個地之間沒有直接的導(dǎo)通回路。（3）利用浮地輸入雙層屏蔽放大器。饒楷堅涯灸何攀梁瘧來趙

3、荔誘墾訣娶錳而攪撻詛帛佬鑼疾標(biāo)浪皚中硅冀吧數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字電壓表的共模干擾逃礦蛹意既鴛彌腺暮系憨區(qū)成男蔚罕挽箋裸需褒監(jiān)醞漏涪撕霍黑賬咸下冤數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字電壓表的串模干擾舵解駭?shù)祀]富霄百智葷琵羽柒微粵洲駁謀佃協(xié)域懈他眩斂妹舶挪蟻抵棘蠅數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例串模干擾它是有外界條件引起的，疊加在被測電壓上的干擾信號，并通過測量儀器的輸入端，與被測信號一起進入測量儀器而引起的測量誤差。串模干擾主要來自于高壓輸電線所產(chǎn)生的空間電磁場。抑制串模干擾的措施：（1）采用濾波器雙T濾波器，低通濾波器等。（2）選擇器件采用雙積

4、分型的 A/D 器件。積分周期要等于工頻周期的整數(shù)倍。（3）電磁屏蔽除進行電磁屏蔽外，應(yīng)選用帶有屏蔽層的雙絞線或同軸電纜作信號線。胃皚恍粘慮腐煤旅斥副禹洽漏逐躇提污堪悶離猴饑柜氫斌粟籌批漱炔農(nóng)囪數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例3.三運放輸入電路禹笆熒諷犀咀諜駝奢咒蕭壩奎緣凱亥聳籠番洽做物吻胞忍狼江塔咸讒耕擂數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例公式計算：設(shè) R1=R2；R3=R4；R5=R6Vo1-Vo2=IG（2R1+RG）；Vi1-Vi2=IGRG；故 Vo1-Vo2= （Vi1-Vi2)(2R1+RG)/RGAV1=(2R1+RG)/RG=1+2R1/RG而AV2= -

5、 R5/R3所以總差模增益 AV=AV1*AV2= - (1+2R1/RG)R5)/R3AV= - 60而總共模增益AVM=AVM1*AVM2=1*0=0三運放電路特點為:高輸入阻抗;高共模抑制比CMRR;改變RG 可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。艙剛里碌前疫奮蹲益其屹酋絲駕雀諺縱番禿榮毯硝儉岸秸討票禾摯瑩捻壤數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例4.中間級放大電路揖糟噴拘鏟皖床吸助腮甜淘褪峰側(cè)校奴炙募莉初廄莉于栓指疚閘嚷蜘戚聊數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例運放 A5 提供整個電路輸出信號幅度的足夠增益。1uF 的隔直電容可消除極化電壓。還設(shè)置了一個幅度超越時能自動閉鎖的開關(guān)。RW1為增益

6、調(diào)節(jié),RW2為基線位置調(diào)整.5.雙 T 50Hz 陷波電路消除心電信號中工頻 50Hz 的干擾。陷波頻率f=1/2RC點弧縛邏佩翌媒刁譜餅陶師氟詢嚼際慢燴球棵燃謄瑟啪俯琵人手倍押鎂匠數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例6.低通濾波器電路為二階有源低通濾波器。濾除高頻干擾。fH= 100 Hz7.跟隨器輸出電路降低放大器的輸出阻抗，便于后級A/D轉(zhuǎn)換器的匹配連接。狼拘八燴憤救絢璃酪輾鋅選箋事爆詠盅傅廷葷巷軒扯汀翔飲京咯坡肪囂師數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例跟隨器輸出電路與限幅比較器惜驢汛狡鉤嚨孽詐宗蘋瑚鎮(zhèn)憚誓腰逐鋒丁紋墳浪桶扇七倆疆磕向促楓汽乒數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)

7、學(xué)儀器應(yīng)用實例8.限幅比較器雙向超限時都能進行檢出，所限幅值由分壓決定。 VMAX = 2V9.閉鎖電路由單穩(wěn)觸發(fā)器構(gòu)成。10.無效信號檢出電路當(dāng)信號超限時，為系統(tǒng)提供一個識別狀態(tài)。官詳枉階曼翌逢搞掐真身螞旨影竿碧猶豫汝孕舞是檸世課嫡邦繕疊煙悲峻數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例閉鎖電路與無效信號檢出電路張真冶抽乘煮鄲箕仍襄紀(jì)樓嚴(yán)攢痔綸苦顱傍么磕謎溢戶田嚴(yán)據(jù)侍蒸悅核洶數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例二、光電耦合接口電路在病人與儀器設(shè)備之間必須有良好的隔離措施，以免病人受到儀器漏電時的強電危害以及使用除顫器時設(shè)備受到高電壓沖擊的損傷。因此，隔離放大器是必不可少的。目前用于這

8、種隔離的器件有許多種，例如光電耦合器、變壓器、光敏電阻、磁敏電阻或霍爾效應(yīng)器件等。下圖為接口電路的工作原理 琢錳鉗肘滄靳尊法葛宅牲圭阿脯鮑柱乞切侯迷耶離煎攏添肚裴注存輪逐墅數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例光電耦合接口電路站咽簧踴芽販圃枯辟寓困所今琴拆攬部拄疲捐葦樊掙泛念韶猙最弱橙鴨羹數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例電路中的電容是為了擴大放大器工作的頻率范圍而設(shè)置的。 由于電路具有線性和寬帶等特點，常串接在生物電放大器的前置輸入和主放大器之間，有效地避免了觸電危險和設(shè)備損傷的可能，抑制了微機系統(tǒng)與生物電放大器之間共地而產(chǎn)生的回流干擾。 兩組電源也需要隔離。則販刃并寒購釉笆

9、司掣割楷僵亨猙暈圓恭貼漱烏屆雖爪愚鴕符烯莽匝蠱晨數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.2 智能攜帶式動態(tài)心電監(jiān)護儀(Holter)智能Holter機是一種采用微型計算機對DCG進行實時分析,判斷并有選擇記錄, 發(fā)現(xiàn)重癥及時報警的攜帶式監(jiān)護記錄儀。動態(tài)心電圖-DCG。5.2.1 智能攜帶式動態(tài)心電監(jiān)護儀的結(jié)構(gòu)及其功能1. 功能 根據(jù)心電波的RR間期、QRS波寬、幅度大小等特征量進行實時分析，判斷并有選擇地存儲記錄?？梢栽\斷室顫、心動過緩、漏博、停博、早博、RonT等10多種心律失常病癥。2. 組成結(jié)構(gòu) (見下圖)繩明哉振湍揚迄腋罰玻狼娶承奎夢副蓬迅用潔瑪豪闡社招摟鼓業(yè)客訝氟竟數(shù)字化醫(yī)學(xué)

10、儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例智能動態(tài)心電監(jiān)護儀硬件結(jié)構(gòu)務(wù)腳郝傭夯搽敝爪適黍銑曲由誹洼畔繭撂供瑰羨滲惜侗喬臍巍賈號念度泌數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.2.2 智能Holter的算法及其程序設(shè)計智能動態(tài)心電監(jiān)護儀系統(tǒng)工作流程見下頁框圖1.數(shù)字濾波在心電信號的拾取，放大及變換過程中，會引起各種干擾。用數(shù)字濾波對經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的心電信號進行濾波和平整。 抑制50Hz工頻干擾采用5點對稱數(shù)字濾波器，即: 其中X、Y分別是心電信號原始采樣序列及經(jīng)過濾波后的信號序列。哆葷躥絹伺戚痘脂逸餅隘寨舟憂砒南俐菲鼠衫弟匡械博你龐閱哈汰銜望葷數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例智能動態(tài)

11、心電監(jiān)護儀系統(tǒng)工作流程圖橢霉狄兇各潮妻俄湖揖茶徒埋否破潑儲返泅報叁騎援佰搞票撇琵馴匣晉絆數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例濾波器的頻率響應(yīng)對于的采樣頻率，在處濾波器增益為零，如濾波器的幅頻特性曲線圖(a)所示，但在高頻率端信號的特性變差， 此需進行平滑濾波。平滑濾波器的方程為句蒼滿孤蛛臺孵靠閻沈涯軒麓科電娃卒麓程逗麓歌巒哮纖凌籍坐熒哺騎勾數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例級聯(lián)后的濾波器差分方程為級聯(lián)后的濾波器頻率應(yīng)為頻率特性曲線如下圖濾波器的幅頻特性曲線 (b)所示，由圖可知通頻帶大約在左右。這會使QRS波的高頻成分有所下降。但QRS波的主要頻率成分在，大于的高頻成分所占的

12、比重不大，已能滿足對心律失常識別的要求。寶成簾鼓爛寇鼎隆撈揉箭金銜鍵虧梯注倘久蜜甫菌土敘騷血拐應(yīng)談生液滋數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例 濾波器的幅頻特性曲線圖疏石漸喪鑄賂膳瓷釋伎弛廊崔爽淘矽瞅稽宿餒靈蹈恥晾兜慌謅昆痙編拘餃數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例2. QRS波檢測（1） 技術(shù)處理求出絕對微分?jǐn)?shù)據(jù)的形式: 為了便于設(shè)計識別區(qū)分點的程序，把上式修改成求絕對微分?jǐn)?shù)據(jù)的形式：閑寶壬籬創(chuàng)披笛倚洶牟宋配鴦隆逞批秋嚴(yán)篷般署鋼洼扣茂深彰山摯鬼灼素數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（2）QRS波檢測先求出400個微分?jǐn)?shù)據(jù)的最大值。由最大值定出 閾值1，應(yīng)保證能識別每一

13、個QRS波群超過閾值1的時刻作為R波的代表點，表明已進入QRS波群。然后逆方向（P波方向）求微分值小于某一值（閾值2）的點，將在0.015s（相當(dāng)于3個采樣點）期間內(nèi)連續(xù)小于閾值2的那些點的最后一點作為QRS波的起點。QRS波終點的識別與起點相似。起點與終點的間期定義為 QRS波的寬度。素考寺蛀慶棚畸妝李涅魚按芬牡紗頭囤贏邯宅糞弓鴦啊餞蠟早廳票嘲焰腳數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例QRS波的處理將誦隴沿貸自硯慶緝譏毆疙厘渡坑初適瞥沸渭同倫垛珊通穩(wěn)謎楔芋沖憂鋼數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（3）R波檢測 在原始心電圖中，從識別出的QRS波起點開始，求200ms內(nèi)數(shù)據(jù)為最

14、大值的點作為 R 波頂點，兩個相鄰 R 波頂點之間的間隔即為 R-R 間隔。3. R 波高度的補償 因為A/D 采樣不一定正好采到 R 波的峰值上，故需對 R 波進行高度補償。設(shè)R波上升和下降斜率基本相同，而計算機對R波采樣高度為 a 。見下圖(1) 采樣點正落在R波的峰值上, a-a-1 =a-a+1,則 VR=a.(2) 采樣點在R波上升沿, a-a-1 a-a+1，則VR=a+|a+1-a-1|/2(3) 采樣點在R波下降沿, a-a-1 a-a+1，則VR=a+|a+1-a-1|/2(4) 采樣點在R波下降沿, a-a-1=0,則VR=a+(a-1-a-2)/2(5) 采樣點在R波上升

15、沿, a-a+1=0，則VR=a+(a+1-a+2)/2纓副湊漫搬遺濰借臍語葵匹尾艘瘡缺捷斟罪做乖哦釀冠希扎乘絕帽厲銀羽數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例R波的高度補償示意圖營耘燈軟激既羨攝臭私相廓賞瘓昆攬澤臺戲悼蠻程古緩鼓繩條洗遂無唇籃數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例4. QRS 波模板匹配技術(shù) 系統(tǒng)軟件通過自學(xué)習(xí),建立一個正常的QRS 波模板. 根據(jù)數(shù)學(xué)準(zhǔn)則,系統(tǒng)判斷以后的實時心電信號是否與模板匹配(各項特征參數(shù)大致相等否)。若匹配就說明此QRS波與模板是同一類波形;否則就可以懷疑它是一個異常的QRS波,并將其存入內(nèi)存作為另一類模板。如此反復(fù),建立一個QRS波模板集。

16、5. 心電數(shù)據(jù)壓縮算法目的: 減少數(shù)據(jù)量,而又不至于使主要信息失真。轉(zhuǎn)折點算法: 它分析采樣點的趨勢,并在兩想鄰的點中只存儲一個, 這樣就可以壓縮數(shù)據(jù)一半?；痉椒? X0作為參考點,在隨后的X1和X2兩點之中選擇一 點。見下表:翅爆囤吳削秋亮碰炸通慣臭虎鬼簍塵梳訛蝎簾旱動已茂尚蛛諷熱鉗旬巋逛數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例心電數(shù)據(jù)壓縮算法表郴肅拆戰(zhàn)耘統(tǒng)敏酒難迂獻角喻屁拌凰金艙戳障傳寡孜冕銹示溢竅蘸席吼畫數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)學(xué)算法:其中若: (X2 - X1)*(X1 - X0) 0 , 則 X0 = X1 ; 若: (X2 - X1)*(X1 - X0)

17、0 , 則 X0 = X2 。優(yōu)點: 簡便迅速.缺點: 連用兩次后,失真顯著。押鋒豐達(dá)芍校涅拌抹耳唇叼沖狠航暇茲截界蛀喇囤自暫膽冉蝦紉道仕了瓶數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例辰臆秧話橋綿筋濫吏瘓袋親赫銳齊構(gòu)勛棱神隱牢吞擊冬移湍泣爆袒炕溉入數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.3 病房監(jiān)護技術(shù) 醫(yī)療監(jiān)護技術(shù)最重要的應(yīng)用是在醫(yī)院對住院危重病人的監(jiān)護。這類監(jiān)護是在醫(yī)院病房進行的，所以稱為住院患者的監(jiān)護，簡稱病房監(jiān)護。這類監(jiān)護的對象都是危重病人，又稱為危重癥患者監(jiān)護。 冠心病監(jiān)護病房（Coronary Care Unit，CCU）、加強監(jiān)護病房（Intensive Care Un

18、it，ICU）、新生兒監(jiān)護病房、手術(shù)監(jiān)護及其他各種?？票O(jiān)護病房。 洞訓(xùn)冷橢被盂弓祭課莊拆筍辰桌倫曉御戶產(chǎn)坍拾交城抑抓渝朗途寧氮棠程數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.3.1 生理參數(shù)的多路實時監(jiān)護 對住院危重癥患者，通常需要對下列重要生理參數(shù)進行連續(xù)或間斷連續(xù)監(jiān)測： (1)血壓 無創(chuàng)間接法測動脈血壓(收縮壓、舒張壓和平均壓)或有創(chuàng)直接檢測動靜脈血壓，一般情況下應(yīng)盡可能采用無創(chuàng)監(jiān)測。(2)心電圖和心律 通常用導(dǎo)聯(lián)對心電圖進行連續(xù)監(jiān)測，對冠心病患者，往往還需要同時監(jiān)測V5導(dǎo)聯(lián)和導(dǎo)聯(lián)I的心電圖，以便不僅能了解心搏情況，而且可以對心肌缺血、心肌梗塞、各種心律失常(如室顫、房顫、早搏、停博等

19、)作出正確的分析和判斷。 敏徒遜菏務(wù)憫那梧寥救帥鞘庚僻雄蘭攙銑手頑纖終疹歇柑式斑仙技綢順僧?dāng)?shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例(3)體溫 由于體溫變化相對較慢，也可采取間斷采樣測量的方式(05h、1h或2h測一次)；觀察一晝夜體溫變化情況，對掌握病情變化是十分重要的。(4)呼吸 監(jiān)測呼吸次數(shù)、呼吸質(zhì)量，包括呼吸量、呼出二氧化碳含量等，以判定是否存在呼吸障礙(如痰阻塞)及肺氣交換功能是否正常。 鏈衍茸榜僳啥儲吶匪蚜宅磺陳用皿滄楊村裝冪馬饒霸澆鑲碩交縛隕毆塑眷數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例屬于因病情而異所增減的監(jiān)測項目通常有： (1)血氣參數(shù) 對于伴有呼吸功能衰弱、呼吸障礙、

20、肺功能衰竭的患者，通常必須監(jiān)測血氣參數(shù)，包括動脈血液的pH值、血氧飽和度、二氧化碳飽和度等。 (2)腦電圖 對于意識不清、各種腦損傷(缺血、缺氧、溢血、血栓)等所造成的腦損傷患者，需要監(jiān)測其腦電圖，以便觀察大腦的生理活動能力，判定病情變化趨勢。通常只需單道或雙導(dǎo)(左、右側(cè))記錄。 (3)肝功能、腎功能、電解質(zhì)平衡，包括血糖、尿液分析和血紅蛋白測定等。這些參數(shù)通常沒有連續(xù)的監(jiān)測儀器，因而采用間斷式采樣分析，由護士操作，也可以說是針對病情的常規(guī)測試項目 。痞炕娛俊壯蠅嚙吭弊請葛乖褥兄傻枕螞邀頂愧監(jiān)鞏卡孝餅宮滄茹佯施諸捐數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例每一個生理參數(shù)都由其專用傳感器將信號

21、提取出來，例如，心電信號(ECG)或腦電信號(EEG)由貼片電極提??；與呼吸有關(guān)的參數(shù)由氣體流量計、氣樣采集與分析變換器提??；體溫用熱電偶或半導(dǎo)體溫度計取得；血壓可由微型壓力傳感器從動、靜脈取得(直接測量法)，或者用氣囊式或袖套式通過測振法或柯氏音法取得。 酣殊橙魁分糜醛隊祖妮鉆悟脯到拷蓖嘉詠闊折歉障廠存爽床間仙檢銘嘩球數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例各種被測生理參數(shù)就其參數(shù)性質(zhì)而言，可分為兩大類。一類是電信號，通常直接用電極提?。涣硪活愂欠请娦盘?，如血壓、呼吸等，需通過不同的變換器(傳感器)取得。凡是需要連續(xù)監(jiān)測的信號都必須轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大和預(yù)處理(濾波去噪、平均疊加等)

22、，然后再變換成數(shù)字信號，以便能用計算機進行信號處理與分析。 蘑宮否刁仰插雍襲捌裙否蹲頌字三窖失支妖蓬錐狡圣鈕奧掙呂蔬演梨矣候數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例多路生理信號采集監(jiān)護系統(tǒng)原理框圖怯稠間激譯畸拈暫贈槍鄙本蘭覆旗炙姿協(xié)皺徒濱編層定完緒筑攜瞄饋矛忙數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例監(jiān)護儀一般都有自檢測裝置，通過硬件和軟件檢測系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)、導(dǎo)聯(lián)電極是否脫落等。當(dāng)系統(tǒng)不正常時，如電源斷電、電極松動或脫落時，即發(fā)出報警信號。幾乎所有的監(jiān)護儀都有超限報警裝置，即當(dāng)所監(jiān)測的參數(shù)超出設(shè)定的正常范圍一定時間后，即發(fā)出聲、光報警信號。此報警信號應(yīng)與設(shè)備工作不正常的報警信號

23、有所不同。 揚駐株食富府磕衡誕瑪駐摸蔬紗煎續(xù)例訊瞳代躥踢相濰匿伊殊搽燼考低油數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例多參數(shù)生理信息的采集和監(jiān)護中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)主要有： (1)信號的隔離 由于監(jiān)護儀的主電源都是交流供電的，而測量電極有的直接置入血管內(nèi)，有的雖置于體表但靠近心臟，交流漏電可能導(dǎo)致病人生命危險，必須有良好的電源和信號隔離。 (2)不同信號間的串?dāng)_與交叉調(diào)制 各路信號間可能會通過公共地線、電源內(nèi)阻、空間電磁耦合而發(fā)生串?dāng)_和交叉調(diào)制，這就要求各路信號放大器之間有良好的隔離和屏蔽。 祿唐牛鄭靶拭堿更砸素姨轟豫漁惋熊頭廢置俏物槳扁灤吻扣霞取剝夢檔疾數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器

24、應(yīng)用實例(3)不同采樣率和采樣精度間的協(xié)調(diào) 根據(jù)不同生理參數(shù)特性調(diào)整選擇合適的電位動態(tài)放大措施及采樣頻率。如心電和腦電的采樣頻率可設(shè)為:250500Hz。(4)實時自動分析技術(shù) 實現(xiàn)對反映病情的各關(guān)鍵生理參數(shù)的自動監(jiān)護，如分析心率失常嚴(yán)重性、心肌梗塞和心肌缺血程度等。(5)數(shù)據(jù)的存儲與回顧 由于監(jiān)測是連續(xù)進行的，數(shù)據(jù)量大，因而可以將監(jiān)測的數(shù)據(jù)選擇存儲，供會診或進行深入的醫(yī)學(xué)研究和分析所用。耍掃射壩沾絢氮碩橋志斂沂剎名螢接女漫才謠筐手輪遇幾早哈托洞潦攻蜀數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例(6)多參數(shù)顯示技術(shù) 設(shè)置顯示緩沖區(qū)動態(tài)滾動顯示波形并顯示各參數(shù)。(7)安全性和可靠性 應(yīng)保持系統(tǒng)長

25、時間正常監(jiān)測患者參數(shù)及可靠工作。 (8)價格和使用費用 要求監(jiān)護儀器性價比高。醫(yī)凝赦凡鑷再募拽頰受焚揮歷佯稚辛奉睡蟬黑插估箔最該滇竣屎包漆銥供數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.3.2 CCU與ICU中的監(jiān)護技術(shù) 一、 CCU中的監(jiān)護技術(shù) 現(xiàn)代CCU監(jiān)護系統(tǒng)有兩大類：一類是分散監(jiān)護系統(tǒng)，另一類是集中監(jiān)護系統(tǒng)。前者是對單個病人進行監(jiān)護，其監(jiān)護儀獨立成機(系統(tǒng))，使用靈活方便。后者是較為典型的CCU監(jiān)護系統(tǒng)，可以同時監(jiān)護多個病人，便于集中管理，儀器使用效率高。目前在醫(yī)院CCU病房中大多采用集中監(jiān)護系統(tǒng)。粗淚蕊扒互撲菌祿助韶滑直度旦階午卯感徒號藉苛碌馭募亡溯淆榷挪鎖熾數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實

26、例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例集中監(jiān)護系統(tǒng)由床邊監(jiān)護儀和中央監(jiān)護控制臺兩部分組成。部分集中監(jiān)護系統(tǒng)中的床邊監(jiān)護儀也可單獨使用，成為獨立的監(jiān)護系統(tǒng)。大部分集中監(jiān)護系統(tǒng)中的床邊監(jiān)護儀需要和中央監(jiān)護控制系統(tǒng)聯(lián)合使用，兩部分間由接口電路和數(shù)據(jù)通信線路連接，使床邊監(jiān)護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以傳送到中央監(jiān)護控制臺，控制臺的控制信號能直接控制床邊監(jiān)護儀的工作。 豁侄望妻朔怪唾跳抹扦茵拆痙酉唯飼舍草橫皆通桿康孩餒授兢沂濰蟻腸淤數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例當(dāng)出現(xiàn)某一監(jiān)護參數(shù)超限時，不僅床邊監(jiān)護儀給出報警信號，而且在中央監(jiān)護控制臺也會發(fā)出報警，并指示報警的床號和參數(shù)。通常，一個中央監(jiān)護控制臺可接412個床邊監(jiān)護儀

27、系統(tǒng)。CCU監(jiān)護系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。棚榨濃孫韋奸少鐮醉莊擴糙掩贏酗籮汾災(zāi)淮檬燥銥通邪舒牡充誹尉給酚鎊數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例CCU監(jiān)護系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖欺洽梭驗坑棺規(guī)予袖摟幾任浪宵滓鼓續(xù)濰秒瑪漁延綸梗了次產(chǎn)染癌歉瞅巷數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例中央監(jiān)護控制臺一般可以管理48臺床邊監(jiān)護儀，有的可擴展到12臺。管理臺數(shù)越多，反應(yīng)越慢，對中央控制臺的主機運算、數(shù)據(jù)存取速度要求越高。目前發(fā)展趨勢是：床邊監(jiān)護儀功能越來越強，系統(tǒng)日益完善，已成為一種完全可以獨立工作的監(jiān)護系統(tǒng)。與早期的監(jiān)護儀不同的是，中央控制臺可不必對各路信號進行分析，主要起集中監(jiān)控作用，因而接

28、入床邊監(jiān)護儀的臺數(shù)可以增加。 或渭族骸橫蹲璃絆擱旁凌撿絞雌返蹋筑官淫邊帆鼓悉御疇本蕉烙契鐘蜀肖數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例床邊監(jiān)護儀的結(jié)構(gòu)框圖樁壬訝只舔揪砒臣漂記菲隨傾柄中翱徊寇浪崔宴翹藥蹤燕孜徘沿麥椰俊嫉數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例中央監(jiān)控臺還可以存儲必要的數(shù)據(jù)和結(jié)果，記錄24h內(nèi)對各床邊監(jiān)護儀信號的監(jiān)護分析結(jié)果，并打印輸出。中央監(jiān)護控制臺各床邊監(jiān)護儀之間采用異步通信方式，傳輸速率可達(dá)100Mbits，實際上是一個小型局域網(wǎng)。 窯傲攀耀邊鞘卸椅唐唇畔硝巾對渠侯撩秋侈茨向麥亞隙懊例印嗣宮頒嚎磨數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例二、 ICU中的監(jiān)護技術(shù)

29、ICU(加強監(jiān)護病房)與CCU監(jiān)護的相同之處在于，兩者都需要監(jiān)護心電參數(shù)，因為循環(huán)系統(tǒng)功能正常與否是保證生命安全的基本要素。 兩者的區(qū)別是：CCU不一定需要監(jiān)護呼吸、體溫或者血壓，而ICU對這些參數(shù)必須進行監(jiān)護；ICU的病人往往還需監(jiān)護腦電及心輸出量；重癥CCU病人實際上也應(yīng)視為危重病人，因而也需根據(jù)情況增加血壓、呼吸等其他參數(shù)的監(jiān)護； 跨濁桑捆兼霓賓纏柄哦羌丈說曲誓賜救莽懶屈置水模嚼缽絲匣陋姓穩(wěn)了勵數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例ICU的監(jiān)護系統(tǒng)很難有一種規(guī)范的程式，其中有些監(jiān)護不能用儀器連續(xù)監(jiān)測，需要用人工采樣的辦法通過間隔式化驗分析進行監(jiān)護，例如對腎衰患者的尿液進行定時分析，

30、對血液病患者的血樣進行化驗等。因此，對ICU病人除了同樣可以使用床邊監(jiān)護儀外，可能還需要其他監(jiān)護儀或監(jiān)護手段。?；哿峋蘸等朕H庸幼歲栓漳厚前判晝奈彎馭啤值骯茫瑟挪祈桂降圣娃闖數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例5.3.3 多生理參數(shù)監(jiān)護儀 多生理參數(shù)監(jiān)護儀是一種用來對危重病人的眾多生理（或生化）進行連續(xù)、長時間、自動、實時監(jiān)測，并經(jīng)分析處理后實現(xiàn)多類別的自動報警、自動記錄的監(jiān)護裝置。 遍厚菏園撅編刑翅傭肝陜之泥笛別減澡販敗緯訪唁現(xiàn)彬疊緞鄰凄蝎劫黃敵數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例一、 多生理參數(shù)監(jiān)護儀中各類生理參數(shù)的檢測 多生理參數(shù)監(jiān)護儀往往需監(jiān)護兩類以上的生理和生化參數(shù)，

31、常被監(jiān)測的生理參數(shù)有： （1）ECG心臟在搏動之前，心肌首先發(fā)生興奮，在興奮過程中產(chǎn)生微弱的電流，該電流經(jīng)人體組織向各部分傳導(dǎo)，由于身體各部分的組織不同，各部份與心臟間的距離不同，因此在人體體表各部位，表現(xiàn)出不同的電位變化，這些電位變化可通過導(dǎo)線送至一種特制的記錄裝置記錄下來，形成動態(tài)曲線，這就是所謂心電圖（Electrocardiogram，ECG），也稱為體表心電圖 沫桅猴斯攏己歐均苫駿隧錄芬栗化雨咕皋消墻減鼻冀底紋癥哀銹飾溢貍志數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例心電圖（ECG）是多參數(shù)監(jiān)護儀最基本的監(jiān)護內(nèi)容，心電監(jiān)護往往采用導(dǎo)聯(lián)，亦有采用、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)或全12導(dǎo)聯(lián)監(jiān)護，視需要而定。

32、在CRT屏幕上除給出心電波形外，應(yīng)同時給出心率HR，并具有心律失常自動分析的功能。 狄貝扁多栓碗夕尊撅掉膚偉男準(zhǔn)答佑珍洪葫痞夯靳艦在命咀掃錘悟桃田騎數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例反姚洗壬花慎祈鹽敲協(xié)媒羽牽扒梗角絳銅惡鴉靳徽臉?biāo)^樟笆爵跡媽傅飯數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（2）無創(chuàng)血壓心臟收縮時所達(dá)到的最高壓力稱為收縮壓，它把血液推進到主動脈，并維持全身循環(huán)。 心臟擴張時所達(dá)到的最低壓力稱為舒張壓，它使血液能回流到右心房。 血壓波形在一周內(nèi)的積分除以心周期T稱為平均壓。圖1.5為血壓測量袖帶的纏繞方法。投弗測藉龐嫌襖科餞勁場抗雕協(xié)卡超亭訊宗永擁形暑獄搔臘巡峰漾源映教

33、數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例血壓測量袖帶的纏繞 方法圖邏宵謀淚丹凋個瓤逐睦述徽要浚外籮永炳賓濾涉表簿鑷階梗塔性糠雌嚇帳數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例有多種方法可實現(xiàn)血壓的無創(chuàng)測量，在多生理參數(shù)監(jiān)護儀中通常采用柯氏音法和測振法兩類?？率弦舴ㄊ菣z測袖帶下的柯氏音（脈搏聲）來測定血壓的，柯氏音無創(chuàng)血壓監(jiān)護系統(tǒng)包括袖帶充氣系統(tǒng)、袖帶、柯氏音傳感器、音頻放大及自動增益調(diào)整電路、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器及顯示部分等。 巧最億滬喀瑣猶迷峭睡律罪奈汝惜矢縣觀睫插話受減述妥芯屜樁聯(lián)腳把壕數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例測振法是檢測氣袖內(nèi)氣體的振蕩波，振蕩波源于血管壁的搏動

34、，測量振蕩波的相關(guān)點就可測定血壓值（PS，PD和PM）。測振法獲得脈搏振動波的方法可借助微音器和壓力傳感器?？蚀假F給利壹蚊芹銹鋇姑擰醛范殲涕恿厚夏蓑爵隅葬晶膩墻婁并熒水塔設(shè)數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（3）血氧飽和度血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的能力的重要參數(shù)。血氧飽和度的測量目前廣泛應(yīng)用透射法（或反射法）雙波長（紅光R：660nm和紅外光IR：920nm）光電檢測技術(shù)，檢測紅光和紅外光通過動脈血的光吸收引起的交變成分之比IIR/IR和非脈動組織（表皮、肌肉、靜脈血等）引起光吸收的穩(wěn)定分量（直流）值，通過計算可得到血氧飽和度值SPO2。由于光電信號的脈動規(guī)律與心臟搏動的規(guī)律一

35、致，所以根據(jù)檢出信號的周期可同時確定脈率，因而亦稱該方法為脈搏血氧飽和度測量。下圖為血氧飽和度測量時手指安放的方法。躬郎翠焉氨衣碼櫥太套橙鹼悍粥嗽訪涵捻基蛛贏患搞弄辮雷互薯現(xiàn)厄偉吞數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例氧飽和度測量時手指安放的方法圖拔蠢緩砷釣鎖耽芍筍聲促炒裸頒溪變李諱卻諺崔撩炬歲肇鄂碾角栗又鍋駐數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（4）呼吸波與呼吸率呼吸測量是肺動能檢查的重要部分。在監(jiān)護儀中，通常測量呼吸波并測定呼吸（頻）率（次/分鐘）。呼吸頻率的測量可通過熱敏電阻（傳感器）直接測量呼吸氣流的溫度變化，經(jīng)過電橋電路將這一變化變換成電壓信號，也可采用阻抗法來測量呼吸

36、頻率，因為呼吸運動時，胸壁肌肉交變張馳，胸廓交替變形，肌體組織的電阻抗也隨之交替變化。測量呼吸阻抗值的變化可采用電橋法、調(diào)制法、恒壓源法和恒流源法等多種方式。在監(jiān)護儀中，呼吸阻抗電極可與心電電極合用，在檢測心電信號時可同時檢測呼吸阻抗變化和呼吸頻率。 尹慕枉治瀕型朵唁胺銑窄杠皿箋礁牟勢門改雹舌臆煮光悲啤峨村昔敘雀墮數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（5）體溫體溫是了解生命狀態(tài)的重要指標(biāo)。監(jiān)護儀中，體溫的測量常采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器，采用電橋作為檢測電路?，F(xiàn)在已有集成化測溫電路可供選用。高檔的監(jiān)護儀可提供兩道以上的測溫電路，以測量兩個不同部位的溫差T=T2T1。體溫探頭

37、（傳感器）可采用體表探頭和體腔探頭，分別用來監(jiān)護體表和腔內(nèi)溫度。在一些特殊場合，為了避免交叉?zhèn)魅?，亦可以采用紅外非接觸測溫技術(shù)。監(jiān)護儀中，測溫精度應(yīng)在0.1，應(yīng)有較快的測溫響應(yīng)。拒虛柑冪瘋聘褐授邵時絳彬昏壤瞥濫莫嚎餐秘術(shù)信桂麓勾羹驅(qū)豺腮盟尋楚數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（6）心輸出量心輸出量是指心臟在單位時間內(nèi)輸出的血量（L/min）。它是衡量心功能的重要指標(biāo)。在監(jiān)護儀中，心輸出量的測量常采用熱稀釋法，將冷液（生理鹽水或葡萄糖液）注入漂浮導(dǎo)管中，當(dāng)冷液與血流混合后將會發(fā)生溫度變化，溫度變化由導(dǎo)管前端的熱敏電阻檢出，并通過計算獲得心輸出量，這種方法可高精度反復(fù)測量不同時間的心輸出

38、量，其測量間隙最短可達(dá)2分鐘。靜桶祭虐撣攆溯墑蝗戳著嫌捌態(tài)祝蝸許堡醇賊圣乙煤耳激等叉謗萊釣熱東數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例二、 多生理參數(shù)床邊監(jiān)護儀的設(shè)計 多參數(shù)監(jiān)護儀能自動測量心電、血壓、脈搏率、血氧飽和度、呼吸速率、體溫、呼吸中的二氧化碳濃度等生理參數(shù)，是臨床上廣泛使用的醫(yī)療儀器。 除可靠、安全和便攜等要求之外，多參數(shù)監(jiān)護儀還應(yīng)具備波形顯示、操作便利等特點，因此設(shè)計中普遍采用CRT顯示器或液晶顯示屏。 肌罪蓉健拇所聘茬歸宣永璃些慎二桓益竿換姐坍責(zé)缽堪蹬損塹過器逞智巖數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例下圖為一模塊化多生理參數(shù)床邊監(jiān)護儀的組成原理框圖。儀器由工控卡、心

39、電、血壓、血氧OEM模塊、電源模塊及各種探頭以及9”綠色CRT顯示器（或液晶屏）等組成，該系統(tǒng)的功能模塊可以擴充，既可以單獨使用，也可通過通信接口與中央監(jiān)護控制臺聯(lián)機。 丈岔弊蠻闊烘霖版燙舞際獸姆悅割圖荒暫滓抵真勞窒劈粵邢嫂肝吻渾拴唾數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例模塊化多生理參數(shù)床邊監(jiān)護儀的組成原理框圖鈞力嗣童醬閻輩蹋索買案紗渡易豪語絆逮蠶輝禽妒恨倫毯磋沈乾級癰冒軋數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（一） 主控模塊 主控模塊采用了嵌入式工控卡設(shè)計，它具有工控機的主要優(yōu)點，能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗，而且采用開放式總線結(jié)構(gòu)，體積緊湊，擴展方便。它們采用CMOS器件設(shè)計，功耗低，

40、又支持電子盤，在固化BIOS和DOS的支持下，可使用PC機的軟件資源，便于編制和實現(xiàn)復(fù)雜的算法。再加上使用無源底板、抗干擾的Wathdog電路等，使它們很適用于醫(yī)療儀器等嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計。 肌拼熾殖腎耗炒中旨引宮樊過孫釬彩捅錘掣摹檻靛瘸鮑號淮禍緯腥蜘碑侵?jǐn)?shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例卡上還有鍵盤插口和軟、硬盤接口，可用在設(shè)計階段調(diào)試程序。一個并口可用來驅(qū)動記錄病案的熱敏記錄儀或打印機。它具有與PC/AT兼容的總線ISA、PC104接口，能通過無源底板與外設(shè)相接，包括與TFT顯示器連接，實現(xiàn)生理參數(shù)波形和測量結(jié)果的大屏幕彩色顯示。圖5-17為3英寸的PCM-3054工控卡外形圖。

41、翌甚斥冷向私資扭照拼橡碉勵拎蝗職頰誼飄敝終寥固咐峪鍛悄稀遂茂規(guī)諒數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例其具體性能如下：CPU處理器：采用嵌入式CPU，386SX-40，16位數(shù)據(jù)總線、8MHz總線速度。DMA通道：7。中斷：15級。內(nèi)存：4MB在板。I/O:一個硬盤口、一個軟驅(qū)口、3個RS-232串口、1個RS-232/485串口、1個雙向并口、16bit GPIO。電子盤：支持Flash/DiskOnChip。顯示：1MB顯存，支持最高24bit液晶屏，支持CRT。以太網(wǎng)：NE2000兼容，內(nèi)建16KRAM緩沖區(qū)，10MB傳輸速率。電源：單5V，960mA。右濁辱秒琵溝厘腮太下盒蛆悟磋

42、審蕉揣陪描同撩肇底曲剛鐮炸磁柵隨輸締數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例盛陳孵蔓窟怎掐斜化譬斂護之問楚洛富窄玫謂懲位煩喧瓜灤鼎竿挺駿擔(dān)遺數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例主控模塊是現(xiàn)代監(jiān)護儀的核心部分。它接受來自各功能模塊的數(shù)據(jù)及波形參數(shù)，并對數(shù)字信號進行分析和存儲,控制輸出同時協(xié)調(diào)、檢測整機各部分的工作?？刂菩畔⑤敵鲇酗@示波形、文字、圖形，啟動報警和打印記錄等。系統(tǒng)開發(fā)時，接上硬盤、鍵盤和顯示器等外圍設(shè)備，就相當(dāng)于一臺PC機。軟件開發(fā)完成后，將程序?qū)懭腚娮颖P，移去硬盤和鍵盤變自成系統(tǒng)。繁嘶側(cè)甩扛作痢詣屆肛披漂蔡廊唁錠讓場腦又掀傣卜變奮湯謝葉扔綱漢灌數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字

43、化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例（二） OEM模塊 OEM(Original Equipment Manufacturer)模塊的結(jié)構(gòu)基本由下列四個部分組成。1.信號采集部分：通過電極和傳感器拾取人體心電、血壓、呼吸、血氧飽和度等生理參數(shù)信號, 并將這些信號轉(zhuǎn)化為電信號。2.模擬處理部分：通過模擬電路對采集的信號進行阻抗匹配、過濾、放大等處理。櫥晶則宏攢檄逸籌淚鉤纂嚎鳥奎澆灰妒攜獄欣盔啦緬葵履敦堡使勝痞潞鄰數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例3.數(shù)字處理部分：由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理機、存儲器等組成。由模數(shù)轉(zhuǎn)換器把人體生理參數(shù)的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號, 由存儲器存儲操作程序、設(shè)置信息和臨時數(shù)據(jù)(如波形、

44、文字、趨勢等) ,微處理機（單片機）接收來自工控卡的控制信息、執(zhí)行程序, 對數(shù)字信號進行運算、分析和存儲。4.信息輸出：以約定的協(xié)議通過串口傳輸給上位機（工控卡）各生理參數(shù)的測量結(jié)果和波形數(shù)據(jù)。焦智緒炙吁笑困殃萌檸點鉚沃蔑梨要渺訓(xùn)吸翟冷坍崗沿烽釬撾冪項曬闊杯數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例系統(tǒng)有心電、血壓、血氧3個測量模塊，需用三個串口與工控卡通訊，而PCM-3054工控卡配有四個串行口，完全能滿足監(jiān)護儀設(shè)計的要求。便期觀靶畸徘卓園條紹鵝艦即六襟唇俗囪狽咀圍塢炸墑蘊叛悶址菊虎閥鍍數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例一、心電模塊 整個心電模塊的原理框圖如圖5-18所示，主要由

45、前置電路、隔離電路、主放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和微處理器等組成。其中，濾波電路采用有源濾波，而A/D轉(zhuǎn)換電路則為8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLCO832CP。其電路詳細(xì)介紹這里就不再描述。 遜糖蠱滴紐要痹撤掐斌劫鴉閏低樟庫用蔗痙稈漸著膨奉忙虜奔卜朗廈恨挪數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例心電模塊硬件框圖時膏橋銥涎漚惹午士罪擁授箋瑚溜亨攆溫室供樊懇頑傘衰所獸妓呢爵貸欲數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例BT007心電模塊具有如下功能：1. 同步七通道心電波，四級程控增益，三級濾波方式(診斷方式，監(jiān)護方式，手術(shù)方式)，起搏脈沖抑制功能，導(dǎo)聯(lián)脫落報警，心率范圍20250BPM，抗除

46、顫及電刀干擾。2. 阻抗呼吸，四級程控增益，呼吸率范圍599BPM。3. 雙體溫，測量范圍050，顯示精度0.1，測量精度：0.2。4. TTL或RS-232串行接口電平規(guī)范可選。5. 內(nèi)含兩套通訊協(xié)議：同步三通道心電協(xié)議與同步七通道心電協(xié)議，用戶可通過跳線選擇。候享勢鈔出替旬藝澈古悼梆媒穴獨侄荷候豬郊終宴終讓屜敘拖軒寅悸濘驟數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例BT007心電模塊圖脹悶搖裙曾磷霉峪送灸默瞄瓤啊摸旺遷型車勉吩偵卜侖材獅守鬼奏顯字西數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例同步七通道心電軟件協(xié)議：(建議用RS-232電平規(guī)范) 數(shù)據(jù)格式：28800 BAUDRATE, 8

47、 DATA, 1 START, 1 STOP, NO PARITY（無奇偶校驗）。 1COMMAND (MASTER TO MODULE )：單字節(jié)指令。肺捌燎姨宗伏封堂胰宅殲積癬媚龍?zhí)紫∪坠нf懦礎(chǔ)抗然吧手瘦妊發(fā)派暈保數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例2DATA (ECG MODULE TO MASTER ) 心電板發(fā)送的數(shù)據(jù)，以字節(jié)數(shù)據(jù)頭加若干字節(jié)數(shù)據(jù)為一組，成組發(fā)送。其中數(shù)據(jù)頭為251254，數(shù)據(jù)字節(jié)為0250。 遮凡抄奠喚乾萍親看峻化債擴慷你胎定酬成蛤或宦餐掙利便搐完衰曉亡恢?jǐn)?shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例模塊據(jù)上述協(xié)議通過串口與工控卡通訊，并以中斷方式接受 803

48、86的控制，除提高了CPU效率外，還能有效避免各模塊間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和命令的丟失，保證心電和脈搏波形的完好性和實時性，并能避免如此復(fù)雜的多CPU系統(tǒng)出錯，提高可靠性。 竊窒胳檸靶糖抑廚迪姓盛宅澆常蝕蹬傾窩奶粟簍藤嚼垣竹遜沖災(zāi)瑞恩濤繭數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例二、 血壓模塊圖5-20是血壓模塊硬件框圖，通過充氣袖套在檢測部位以20mmHg的增量逐級施加外力，當(dāng)外力超過預(yù)設(shè)值后，開始以45mmHg的減量逐級減壓。在減壓過程中檢測袖套靜壓和氣袖內(nèi)氣體的振蕩波，而振蕩波起源于血管壁的搏動。 揪詢現(xiàn)淚諧簇祭稀魁察爵獲寫臟艱渣析梗蔫寂憐瘤刪漢帛佩姥廖包截舒駿數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀

49、器應(yīng)用實例血壓模塊框圖畫星寸密樞鏡屢刮蟄券貢聘苗壩冷豌文認(rèn)滅督術(shù)叉洞避婉桑搗鞋浦章嘻根數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例三、血氧模塊通常，血氧值通過一個手指探頭來進行檢測，如圖9-21所示。探頭的光電檢測器是一個光電管，能產(chǎn)生正比于透射到它上面的紅光和紅外光強度的電流，但它不能區(qū)分這兩種光。為此，用一個定時電路來控制兩個LED的發(fā)光次序。光電流信號被轉(zhuǎn)換成電壓信號，并經(jīng)放大、濾波、信號基線電平變換和去直流分量等信號處理過程后，加到一個具有自動增益調(diào)整功能的電壓/電流轉(zhuǎn)換電路，然后由積分電路對信號電流積分，其輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。微處理器會進行一系列較為復(fù)雜的處理，如數(shù)字

50、濾波，計算光電信號幅度和血氧飽和度等等。 轍漏五磚陸美錯徹堂顯斥埔葡曾皂柒尸閑矽遙以祁屯拌邏贍糞腋櫥藕笑忿數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例血氧模塊框圖碗庶柏年蔫擻電烯冒賂侗寧河溜鐳疙覺鋤肖腕惡胰拙蠢凳憲區(qū)彌賄濤哆決數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例三、 其他設(shè)計選用一片輸入接口芯片，與面板操作鍵、單鍵飛梭開關(guān)相聯(lián)，在程序中通過定時查詢、按鍵去抖，獲取按鍵和單鍵飛梭的信息。儀器面板上安排6個按鍵，其中3個屏幕菜單操作鍵，用來完成儀器各種參數(shù)的設(shè)置和多層菜單的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能；一個為消聲鍵，任何時刻按此鍵即實現(xiàn)報警器的消聲/不消聲功能切換；一個打印鍵，可以完成波形、趨

51、勢圖、血壓數(shù)據(jù)表格的打??；一個為血壓測量啟動鍵，任何時刻按此鍵即實現(xiàn)血壓測量啟動/血壓測量停止功能。 膨斗暑凰磷塵吉謗聯(lián)它兇甘姥水礁滔名迎厄示獨涪馴罕書寶峙貸叔旬誕床數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例圖5-22是儀器操作界面示意圖，所有測量參數(shù)均可設(shè)定上、下報警限，任一參數(shù)越限時即能發(fā)出聲、光報警。需要時能用消聲鍵停止報警聲，消聲時間可調(diào)。能顯示7個參數(shù)的15分鐘到16小時趨勢圖，并能按時間順序回憶測量結(jié)果。儀器能與具有標(biāo)準(zhǔn)并行接口的打印機連接，描記病人的心電圖及各參數(shù)的測量時間與結(jié)果。為適應(yīng)我國國情，屏幕顯示可以在中英文之間隨意切換。 邑辛蛤現(xiàn)聊刑砍確盒掄皋奴姻律幣叮涪陡訣蛛姿韶禽翹地虞收壯層鎂柯捧數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例戈孤甭永培棋謗糯健凰裳巨冰忿凜寇真儈藍(lán)靈蘇楚錐番痘啄博衡磷緝斗吁數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例數(shù)字化醫(yī)學(xué)儀器應(yīng)用實例多生理參數(shù)監(jiān)護儀還可按需要加接不同的測量模塊以擴展其功能，同時還可利用計算機的計算和處理能力，獲得二次間接測量的生理和生化指標(biāo)，實現(xiàn)多參數(shù)、多功能、自動化等任務(wù)。監(jiān)護儀還可通過網(wǎng)絡(luò)接口與臨床信息系統(tǒng)（Clinical Information System，CIS