可穿戴多生理参数监视系统
可穿戴式多参数监护仪的设计
可穿戴式多参数监护仪的设计
毛伟;沈桂
【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2018(039)006
【摘要】目的:针对心血管疾病死亡率居高不下、人口老龄化程度不断加剧的情况,研制一种用于心脏病监测、老年人居家养老等场合的可穿戴式多参数监护仪.方法:
以MSP430F5529微控制器为核心,由ADS1292R芯片双通道模拟前端采集心电、呼吸信号,ADXL345传感器采集体态信息,再通过蓝牙4.0模块将实时采集的数据
发送至智能移动终端,并同时存储于TF卡中,实现人体生理信号的采集、传输与存储.结果:设计的可穿戴式多参数监护仪可连续工作24 h以上,能同时监测患者的心电、呼吸、体态等参数,为医生诊断提供更多的辅助信息.结论:可穿戴式多参数监护仪体积小、易穿戴,基本能满足患者心电监护的需要,在移动医疗领域有一定的应用
前景.
【总页数】6页(P33-38)
【作者】毛伟;沈桂
【作者单位】浙江医药高等专科学校医疗器械学院,浙江宁波 315100;宁波市奉化
区中医院心电图科,浙江宁波 315500
【正文语种】中文
【中图分类】R318.6;TH772.2
【相关文献】
1.多参数监护仪保护套的设计 [J], 杨春林;周江;方敏
2.便携式多参数监护仪在互联网+时代的使用设计 [J], 沈瑾
3.多参数监护仪计量检定规程设计 [J], 陈涛
4.基于交互设计的可穿戴式教学扩音器设计研究 [J], 穆荣兵;熊丽娜
5.基于ARM9的远程多参数监护仪的设计 [J], 刘露;艾信友;曾研;范兵兵;赖恒花;郭冰冰;韦港莉
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基于ZigBee网络可穿戴生理参数监测系统
基于ZigBee网络可穿戴生理参数监测系统竺春祥;陈阮;蔡虎;石洪钟;赵剑云【摘要】针对传统的生理参数有线监控系统存在的便携性差、不易管理、成本高等问题,本研究提出一种基于ZigBee网络的生理参数无线监控系统.通过ZigBee 网络将数据发送到协调器,协调器通过网关将数据传输到网络服务器.人们可通过客户端访问服务器,远程了解到被测人员的各项生理指标,为诊断和采取医疗措施提供可靠依据.实验结果表明,该系统检测精度高、功耗低、便携、性价比高.【期刊名称】《生物医学工程研究》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】4页(P111-114)【关键词】ZigBee;终端节点;生理参数;便携性;高精度【作者】竺春祥;陈阮;蔡虎;石洪钟;赵剑云【作者单位】中国计量大学工程训练中心,浙江杭州310018;中国计量大学工程训练中心,浙江杭州310018;中国计量大学工程训练中心,浙江杭州310018;中国计量大学工程训练中心,浙江杭州310018;中国计量大学工程训练中心,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】R3181 引言传统的医院患者生理参数监控系统严重依赖于有线监测设备，这些设备普遍体积较大，难以任意移动，既造成了管理上的困难，又限制了患者的活动范围，给医护人员和患者都带来较大的不便[1]。
随着医疗技术的快速发展以及人口老龄化趋势的加重，人们对自身健康投入了更多的关注，因而也对医疗健康产品有了更高的期待。
移动医疗、智能医疗已成为社会发展的趋势。
近年来ZigBee技术[2]、物联网技术以及大数据技术的兴起，使得ZigBee传感网络对患者的生理参数进行实时监控已经成为可能[3]。
这种新型的监控方式相较于传统手段具有便携性、低功耗、低成本、实时性好等优势，并有可能在临床中发挥更大的作用[4]。
鉴于此，本系统以ZigBee网络为基础，结合多种外围传感器，构建出一个生理参数无线监控网络，可以对患者的脉搏、血压、血氧饱和度等常见生理参数进行实时监测，并结合服务器和客户端软件，实现了一个稳定的、可用于组建大型医疗环境的系统[5-6]。
可穿戴智能设备中的实时健康监测与预警研究
可穿戴智能设备中的实时健康监测与预警研究随着科技的不断发展，可穿戴智能设备正逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
这些设备可以实时监测用户的健康状况，并提供预警功能，为人们提供更好的健康保障。
本文将重点探讨可穿戴智能设备在实时健康监测和预警方面的应用、技术原理以及未来的发展趋势。
一、可穿戴智能设备的健康监测功能可穿戴智能设备的健康监测功能主要包括心率监测、血压监测、睡眠监测等。
通过内置的传感器和算法，这些设备可以实时收集和分析用户的生理数据，并将结果显示在设备的屏幕上或通过手机应用程序传输。
例如，心率监测功能可以通过光电传感器和心率算法来检测用户的心跳情况，血压监测功能可以通过加速度传感器和光电传感器来测量用户的血压水平。
这些监测功能可以帮助用户及时发现身体异常，警示潜在的健康风险。
二、实时健康监测系统的技术原理可穿戴智能设备实时健康监测系统主要由传感器、数据处理和传输模块以及用户界面组成。
传感器作为系统的核心部件，能够采集用户的生理数据，如心率、体温、血压等。
传感器通常采用光电传感器、加速度传感器等高精度传感器，确保数据的准确性和稳定性。
数据处理和传输模块负责对传感器采集的数据进行处理和分析，并将结果传输给用户界面。
通过运用机器学习算法和数据挖掘技术，系统可以对海量的数据进行处理和分析，提取有价值的信息。
数据处理和传输模块还可以通过与手机应用程序或云平台的连接，实现数据的实时传输和存储，实现远程监测和管理。
用户界面作为用户与系统交互的窗口，可以通过设备的屏幕显示监测结果，也可以通过手机应用程序提供更详细的数据分析和健康建议。
用户界面还可以提供个性化设定，让用户根据自己的需求和健康情况调整监测参数和报警阈值。
三、实时健康监测与预警的应用场景可穿戴智能设备的实时健康监测与预警功能在许多领域都有广泛应用。
一方面，它可以用于个人健康管理。
用户可以通过佩戴可穿戴设备，随时了解自己的健康状况，及时调整生活习惯和药物治疗，预防慢性病的发生和恶化。
基于智能手机的穿戴式移动监护系统
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现 基 本 生 理 信 号 的低 负荷 获取 ， 用蓝 牙 实 现 生 理 数 据 短 距 离无 线 传 输 ， 用 内嵌 Ｗｉｄ ｗＳＭｏ ｉ 使 使 ｎ ｏ ｂｌ 作 系 统 的 智 能 ｅ操
手机 实现 生理 数 据 的接 收 、 处理 、 储 以及 远 程 传 输 。 果 ： 于智 能 手机 的 穿 戴式 移 动 监 测 系统 可 实现 心 电 、 存 结 基 呼吸 、 体
温 以及 体 位／ 动 等 多项 基 本 生理 参 数 的 低 负荷 获取 ， 有 较 好 的 人机 交 互 界 面 和 移 动监 护特 性 ， 扩 展 性 强 。 结 论 ： 体 具 可 智 能 手机 可作 为一 个理 想的 家庭 医疗 系统 开 发 平 台 ， 有 可扩 展 性 强 、 发 便 捷 等 特 点 ． 于 智 能手 机 和 蓝 牙技 术 的 具 开 基
人体生理参数监测的技术和设备
人体生理参数监测的技术和设备一、人体生理参数人体生理参数是人体内部各种生理信息的反映，包括心率、血压、呼吸频率、体温、血氧饱和度、脑电波等。
这些生理参数对于人体健康的监测和预警非常重要。
通过监测这些参数，可以及时发现异常情况并采取相应的措施。
因此，生理参数的监测技术和设备的发展非常重要。
二、生理参数监测技术1. 无线体温计技术无线体温计技术是一种将传统的体温计升级到数字化和无线传输的技术。
传统的体温计需要插入体内，使用不便。
而无线体温计技术则可以通过贴在人体肌肤上的传感器来实现精准测量，并且可以通过无线传输技术将数据传输至手机等终端设备。
2. 心电图监测技术心电图监测技术是一种通过电极贴片检测人体心电图信号的技术。
将电极贴片贴在人体胸部和四肢上，就可以监测到心脏的电信号。
目前，市面上的心电图监测仪器可以实现实时监测和离线存储等功能，并且可以将数据传输至电脑等设备进行进一步的分析。
3. 血氧饱和度监测技术血氧饱和度监测技术是一种通过手指夹在监测仪器上检测人体血氧饱和度的技术。
血氧饱和度是指血液中氧和血红蛋白结合的程度，反映了人体组织细胞的供氧情况。
目前，市面上的血氧饱和度监测仪器可以实现实时监测和离线存储等功能，并且可以将数据传输至手机等设备进行进一步的分析。
4. 脑电波监测技术脑电波监测技术是一种通过电极贴片检测人体脑电波信号的技术。
将电极贴片贴在人体头皮上，就可以监测到脑电波信号。
脑电波监测技术可以用于睡眠监测、疾病诊断、脑机接口等领域。
目前，市面上的脑电波监测仪器可以实现实时监测和离线存储等功能，并且可以将数据传输至电脑等设备进行进一步的分析。
三、生理参数监测设备1. 多参数生命体征监护仪多参数生命体征监护仪是一种可以同时监测多种生理参数的设备。
它可以监测心率、血氧饱和度、呼吸频率、体温等多种参数。
多参数生命体征监护仪广泛应用于病房、手术室等场合，是医疗行业中不可缺少的设备之一。
2. 可穿戴设备可穿戴设备是将传感器和数据处理器等技术结合起来的一种智能化设备。
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可穿戴多生理参数监护系统
摘要：此系统能够实现对温度，脉搏，血压，呼吸等生理参数的监测。系统的设备被安放在
病人的手指和手腕部位，通过多种传感器来测量病人的生命信号。这款设备能够适用于去监
测体育运动员和新生婴儿，帮助他们更好的了解自己的身体状况，同时相对于市面上的多生
理参数测量仪，具有体积小，可穿戴，价格低的优势。在参数的测量精度上也达到了同类产
品的水平。
关键词：生理参数 可穿戴 传感器
1. 引言
现在许多新的研究都侧重于通过设计融合一些传感器来提高人的生活质量，尤其是
人的健康，而这些传感器主要分为两种，直接接触人体组织的和间接接触。这一领域之
所以发展这么迅速，一个主要的原因就是世界人口的增加与老龄化。根据美国医学部门
的一项统计数据显示，到2050年，全球大约有20%的人将超过65岁。这将导致对医疗
人员和设备的一个巨大需求，但是由于医疗资源的紧缺和医疗成本的上升，很多人又是
支付不起这么昂贵的费用的，尤其是一些需要长期监护的病人。而在这个监护的过程中，
有几个参数是需要定期测量的。比如被称为人体四大生命体征的温度，脉搏，血压，呼
吸。
由此可以看出，研究一款多参数健康监护系统，对患者平时进行监护，并评估患者
健康状态，有很大价值和现实意义。
1. 多参数的设计,可以使患者对自己多项生理指标同时进行监测,避免了各项指标
分开测量的麻烦,同时节约了成本。
2. 相比于在医院进行监护,在自己熟悉的环境下测量,可以减轻患者心理压力,提高
测量准确度,不用往返于医院之间,减少了不必要的麻烦。
3. 对亚健康人群的监护,可以尽早发现疾病的早期症状,从而达到保健和预防疾病
的目的。
针对以上所述情况,设计一套多参数家庭健康监护系统用于家庭日常监测,为患者提
供辅助诊断,尽早发现处于亚健康状态的患者的疾病征兆,真正做到“防患于未然”。
2. 系统各模块设计
2.1 血压模块
血压模块由主要由压力传感器，放大电路，滤波电路，气泵，袖带，电磁阀，A/D
转换电路，充放气驱动电路，单片机等组成。如图1所示。其测量原理为：采用示
波法，在充气过程中，压力不断增加,检测静压力和袖套内气体的振荡波,振荡波起
源于血管壁的搏动。压力较小时，在袖带静压力小于舒张压 Pd之前，动脉管壁在
舒张期已充分扩展，管壁刚性增加，因而波幅维持在较小的水平。随着压力的增加，
当袖带压力高于收缩压 Ps时，动脉被压闭，此时因近端脉搏的冲击而呈现细小的
振荡波；当袖带静压等于平均压时，动脉管壁处于去负荷状态，波幅达到最大值；
振荡波的包络线所对应的袖带静压力就间接地反映了动脉血压。基于冲气的示波法
测量原理图如图2.
袖 带
电磁阀
气 泵
压
力
传
感
器
ADC
微处理器系统总体框图充放气驱动电路
放大电路滤
波
电
路
图1 血压模块系统总体框图
图2 基于充气的示波法测量原理图
2.2 温度模块
本文选择美国 DALLAS 半导体公司的 DS18B20 数字式温度传感器，它是一款
集成芯片，将传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内，集成度高，
操作简单，符合本文模块化设计的需求。其管脚排列及封转图如图3所示。
图3 DS18B20实物管脚分布图
DS18B20 的硬件接口非常简单，供电方式为计生电源供电或外部供电。采用寄
生电源供电时，在远程温度测量或是测量空间受限的情况下特别有价值。寄生电源
供电的原理是在数据线为高电平的时候“借用”数据线的电源，电荷被存储在寄生
供电电容上，当数据线为低的时候为设备提供电源。当 DS18B20 采用外部供电时，
只需将其数据线，与单片机的一位双向端口相连就可以实现数据的传递。我们选择
外部供电方式，接口电路图如图4所示。数字信号输入/输出端 DQ 接 GPIO 口
GPG14，电源接 5V 供电。
图4 体温传感器DS18B20接口电路图
2.3 脉搏模块
根据朗伯-比尔定律，物质在波长一定的情况下，它的吸光度与浓度成正比。当
一定波长的光照射到人体组织上时，经过人体组织吸收、反射衰减后，被照射部位
组织的结构特性可由透过人体组织的光强进行反映。人体的脉搏现象基本是由动脉
膨胀和收缩导致的，相对于其它人体器官组织，人体指尖组织中的动脉分布密集，
并且指尖组织结构也比较薄，这样光透过手指的光的强度相对较大，检测到的光的
强度越大，采集的脉搏数据越精确。这是传感器的测量部位选在人体指尖的直接原
因，因此在一定波长的光源照射下，就可以通过检测透过手指的光的强度来间接测
量到人体的脉搏信息。脉搏采集图如图5.
图5 脉搏采集图
传感器由红外发光二级管和光敏三极管组成，如图 6，采用 GaAs 红外发光二
极管作为光源时，可基本抑制由呼吸运动造成的脉搏波曲线的漂移。光敏三极管在
红外光的照射下能产生电能，它的特性是将光信号转换为电信号。在本设计中，光
敏三极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。
图5 透射式光电传感器结构图
3. 总结
通过本文的研究，研制了适用于专业医院及个人的高度集成化的穿戴式生理参数监
测系统，实现对血压，脉率，体温等主要生理参数的动态监测。通过实际试验与专业机
构的检验，本仪器对生理参数的检测结果稳定可靠，达到了推广标准。为心血管疾病的
早期发现、早期诊断、以及建立专业医疗服务和家庭健康看护相结合的医疗体系提供了
实现手段。
参考文献：
[1] 欧阳俊，谢定．基于BL-410 的指端脉搏波采集系统应用研究[J]．实用预防医学.
2004.11(2)：2-4
[2] 王彬. 嵌入式无线多生理参数监测系统的研究[D]. 浙江大学硕士学位论文. 2007
[3] 杨谦，何明霞. 我国医疗监护仪技术的最新进展[J]. 医疗卫生装备. 2006.27(8)：
38-39
[4] 王敏敏. 嵌入式 Linux 在多参数监护仪上的应用:[硕士学位论文]. 南京：东南大
学,2009
[5] 杨剑萍. 基于 ARM 的心血管参数检测系统的实现:[硕士学位论文]. 厦门：厦门大
学, 2008
[6] 许竞竞. 基于 ARM 的便携式多参数监护仪:[硕士学位论文]. 天津：天津大学,
2007