一种可穿戴式远程穿刺用呼吸门控系统及其软件设计方法与流程

本发明涉及医疗技术领域，具体为一种可穿戴式远程穿刺用呼吸门控系统及其软件设计方法。

背景技术：

带呼吸门控监护技术的多功能监护仪是一种以测量和控制病人生理参数，监护仪它除了可以连续监护病人的生理参数，检出变化趋势，指出临危情况，供医生应急处理和进行治疗的依据，使并发症减到最少达到缓解并消除病情的目的外，还可以帮助医生对肿瘤位置进行定标，实现精确进针，在全球经济不断发展，社会老龄化程度加重，肿瘤发病率的持续上升，肿瘤微创治疗得到了全面推广，对肿瘤微创手术监护要求不断提高，基于肿瘤微创治疗的专用监护仪有着极大的市场空间和发展前景，在相关技术飞速发展的大背景下，该类专用监护仪市场需求增长十分显著，然而现有的监护仪的功能效果差，使用不方便，为此，我提出一种可穿戴式远程穿刺用呼吸门控系统及其软件设计方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可穿戴式远程穿刺用呼吸门控系统及其软件设计方法，以解决上述背景技术中提出的现有的监护仪的功能效果差，使用不方便的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可穿戴式远程穿刺用呼吸门控系统及其软件设计方法，包括数据接收处理控制模块，所述数据接收处理控制模块连接有无线通信模块、显示模块、呼吸模块、心电模块和血氧模块，所述远程APP模块通过无线通信模块连接数据接收处理控制模块，所述呼吸模块包括呼吸传感器，所述呼吸传感器连接有第一信号放大AD转换，所述心电模块包括心电传感器，所述心电传感器连接有第二信号放大AD转换，所述血氧模块包括血氧传感器，所述血氧传感器连接有第三信号放大AD转换。

优选的，所述呼吸传感器为压力传感器，所述压力传感器包括电源U，所述电源U的正极并接有定值电阻R4和电阻应变片R1的输入端，所述定值电阻R4的输出端并接有定值电阻R3和电压检测端口U0的输入端，所述电阻应变片R1的输出端并接有电阻应变片R2和电压检测端口U0的输入端，所述电阻应变片R2和定值电阻R3的输出端均串接有电源U的负极。

优选的，所述第一信号放大AD转换包括AD转换芯片HX711、呼吸传感器、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、三极管Q1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、显示屏LCD、控制器MCU1、LED灯LED1、稳压管VD、磁珠L1、电池DD、充电电路EU、开关D1所述AD转换芯片HX711的INNA端口通过电阻R4连接呼吸传感器，所述AD转换芯片HX711的INPA端口通过电阻R5连接呼吸传感器，所述AD转换芯片HX711的INNA端口与AD转换芯片HX711的INPA端口之间连接电容C5，所述呼吸传感器通过电容C4接地，所述AD转换芯片HX711的AVDD端口通过电容C4接地，所述AD转换芯片HX711的AVDD端口连接三极管Q1的集电极，所述AD转换芯片HX711的BASE端口通过电阻R3连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接稳压管VD的一端，所述稳压管VD的另一端通过电容C3连接开关D1的一端，所述开关D1的另一端连接充电电路EU，所述开关D1的另一端还连接电池DD，所述稳压管VD的另一端还连接LED灯LED1，所述稳压管VD的一端通过电容C6连接电源U，所述AD转换芯片HX711的VSUP端口连接稳压管VD的一端，所述AD转换芯片HX711的VSUP端口还通过磁珠L1连接AD转换芯片HX711的的DVDD端口，所述AD转换芯片HX711的的DVDD端口连接显示屏LCD，所述AD转换芯片HX711的DVDD端口通过电容C7接地，所述AD转换芯片HX711的DVDD端口、PD_SCK端口都连接控制器MCU1。

优选的，所述第二信号放大AD转换包括心电采集系统和心电采集模块电路，所述心电采集系统包括控制器MCU2、心电传感器、蓝牙模块、贴敷电极ECG，所述心电传感器的一端连接贴敷电极ECG,所述心电传感器的一端的另一端通过控制器MCU2连接控制器MCU1，所述蓝牙模块、显示屏LCD都连接控制器MCU1，所述心电采集模块电路包括BMD101，所述BMD101的2号端口并接有电阻R22的输入端、保护二极管D1的输入端和心电传感器的SEP端口，所述保护二极管D1的输出端并接有地线和保护二极管D2的输入端，所述保护二极管D2的输出端并接有心电传感器的SEN端口和电容C3的输入端，所述电容C3的输出端并接有电阻R22的输出端和BMD101的3号端口，所述BMD101的8号端口并接有VDD、电容C1的输入端和电感器L1的输入端，所述电容C1的输出端并接有BMD101的7号端口和地线，所述电感器L1的输出端并接有U和电容C2的输入端，所述电容C2的输出端接地。

优选的，该呼吸模块软件设计方法具体包括以下步骤：

S1：初始化：读取ADC的值，然后保存这个初值；

S2：主函数while，采集压力值：进入Main函数后进行第二次采用，第二次采用值，减去第一次采样值，那么就得到实际压力值，再乘以一个比例因子；

S3：判断是否为极值：对连续记录最近5次的呼吸高点与地点，并对5次呼吸极限值进行均值滤波，根据计算结果即将发生的呼吸幅值进行预估，拟定呼吸波形的峰峰值，对实际采集的压力数据进行比例运算，并进行实时显示。

优选的，该心电模块软件设计数据包解析方法具体包括以下步骤：

S1：不断读取新的字节,直到读到[SYNC]时才执行下一步；

S2：读取下一个字节的值,确保其为[SYNC]，若不是[SYNC],返回第一步，否则,执行第三步；

S3：读取下一个字节,将其视作[PLENGTH]，如果[PLENGTH]是170([SYNC])，重复第3步，如果[PLENGTH]比170大,返回第一步(PLENGTH太大)否则继续第4步；

S4：读取[PLENGTH]后面的一个字节(其属于有效数据),把其保存到存储空间(比如数组unsigned char payload[256])，把其全部加起来(checksum+＝byte)；

S5：取其低八位,让后对其进行逆转，下面是C语言的代码:

checksum&＝0xFF；checksum＝checksum&0xFF；

S6：读取数据流中最后的字节[CHKSUM]，如果[CHKSUM]和变量checksum不相等,回到第一步，否则,解析有效数据,以获得传输的各类变量，无论怎样,回到第一步。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本产品人机界面简洁美观、功能实用、操作简单、使用方便，完全达到或接近国外同类进口设备的技术水平，各项性能指标(ECG、血氧、脉搏、呼吸)均能达到进口设备性能。

附图说明

图1为本发明原理框图；

图2为本发明压力传感器原理图；

图3为本发明第一信号放大AD转换的电路图；

图4为本发明心电采集系统原理框图；

图5为本发明心电采集模块电路图；

图6为本发明呼吸模块软件设计流程图；

图7为本发明心电模块软件设计数据包解析流程图。

图中：1数据接收处理控制模块、2无线通信模块、3远程APP模块、4显示模块、5呼吸模块、50呼吸传感器、51第一信号放大AD转换、6心电模块、60心电传感器、61第二信号放大AD转换、7血氧模块、70血氧传感器、71第三信号放大AD转换。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种可穿戴式远程穿刺用呼吸门控系统及其软件设计方法，包括数据接收处理控制模块1，所述数据接收处理控制模块1连接有无线通信模块2、、显示模块4、呼吸模块5、心电模块6和血氧模块7，所述远程APP模块3通过无线通信模块2连接数据接收处理控制模块1，所述呼吸模块5包括呼吸传感器50，所述呼吸传感器50连接有第一信号放大AD转换51，所述心电模块6包括心电传感器60，所述心电传感器60连接有第二信号放大AD转换61，所述血氧模块7包括血氧传感器70，所述血氧传感器70连接有第三信号放大AD转换71。

其中，所述呼吸传感器50为压力传感器，所述压力传感器包括电源U，所述电源U的正极并接有定值电阻R4和电阻应变片R1的输入端，所述定值电阻R4的输出端并接有定值电阻R3和电压检测端口U0的输入端，所述电阻应变片R1的输出端并接有电阻应变片R2和电压检测端口U0的输入端，所述电阻应变片R2和定值电阻R3的输出端均串接有电源U的负极；

所述第一信号放大AD转换51包括AD转换芯片HX711、呼吸传感器(50)、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、三极管Q1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、显示屏LCD、控制器MCU1、LED灯LED1、稳压管VD、磁珠L1、电池DD、充电电路EU、开关D1所述AD转换芯片HX711的INNA端口通过电阻R4连接呼吸传感器50，所述AD转换芯片HX711的INPA端口通过电阻R5连接呼吸传感器50，所述AD转换芯片HX711的INNA端口与AD转换芯片HX711的INPA端口之间连接电容C5，所述呼吸传感器50通过电容C4接地，所述AD转换芯片HX711的AVDD端口通过电容C4接地，所述AD转换芯片HX711的AVDD端口连接三极管Q1的集电极，所述AD转换芯片HX711的BASE端口通过电阻R3连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接稳压管VD的一端，所述稳压管VD的另一端通过电容C3连接开关D1的一端，所述开关D1的另一端连接充电电路EU，所述开关D1的另一端还连接电池DD，所述稳压管VD的另一端还连接LED灯LED1，所述稳压管VD的一端通过电容C6连接电源U，所述AD转换芯片HX711的VSUP端口连接稳压管VD的一端，所述AD转换芯片HX711的VSUP端口还通过磁珠L1连接AD转换芯片HX711的的DVDD端口，所述AD转换芯片HX711的的DVDD端口连接显示屏LCD，所述AD转换芯片HX711的DVDD端口通过电容C7接地，所述AD转换芯片HX711的DVDD端口、PD_SCK端口都连接控制器MCU1。

所述第二信号放大AD转换61包括心电采集系统和心电采集模块电路，所述心电采集系统包括控制器MCU2、心电传感器60、蓝牙模块、贴敷电极ECG，所述心电传感器60的一端连接贴敷电极ECG,所述心电传感器60的一端的另一端通过控制器MCU2连接控制器MCU1，所述蓝牙模块、显示屏LCD都连接控制器MCU1，所述心电采集模块电路包括BMD101，所述BMD101的2号端口并接有电阻R22的输入端、保护二极管D1的输入端和心电传感器60的SEP端口，所述保护二极管D1的输出端并接有地线和保护二极管D2的输入端，所述保护二极管D2的输出端并接有心电传感器60的SEN端口和电容C3的输入端，所述电容C3的输出端并接有电阻R22的输出端和BMD101的3号端口，所述BMD101的8号端口并接有VDD、电容C1的输入端和电感器L1的输入端，所述电容C1的输出端并接有BMD101的7号端口和地线，所述电感器L1的输出端并接有U和电容C2的输入端，所述电容C2的输出端接地；

该呼吸模块软件设计方法具体包括以下步骤：

S1：初始化：读取ADC的值，然后保存这个初值；

S2：主函数while，采集压力值：进入Main函数后进行第二次采用，第二次采用值，减去第一次采样值，那么就得到实际压力值，再乘以一个比例因子；

S3：判断是否为极值：对连续记录最近5次的呼吸高点与地点，并对5次呼吸极限值进行均值滤波，根据计算结果即将发生的呼吸幅值进行预估，拟定呼吸波形的峰峰值，对实际采集的压力数据进行比例运算，并进行实时显示。

该心电模块软件设计数据包解析方法具体包括以下步骤：

S1：不断读取新的字节,直到读到[SYNC]时才执行下一步；

S2：读取下一个字节的值,确保其为[SYNC]，若不是[SYNC],返回第一步，否则,执行第三步；

S3：读取下一个字节,将其视作[PLENGTH]，如果[PLENGTH]是170([SYNC])，重复第3步，如果[PLENGTH]比170大,返回第一步(PLENGTH太大)否则继续第4步；

S4：读取[PLENGTH]后面的一个字节(其属于有效数据),把其保存到存储空间(比如数组unsigned char payload[256])，把其全部加起来(checksum+＝byte)；

S5：取其低八位,让后对其进行逆转，下面是C语言的代码:

checksum&＝0xFF；checksum＝checksum&0xFF；

S6：读取数据流中最后的字节[CHKSUM]，如果[CHKSUM]和变量checksum不相等,回到第一步，否则,解析有效数据,以获得传输的各类变量，无论怎样,回到第一步。

本产品人机界面简洁美观、功能实用、操作简单、使用方便，完全达到国外同类进口设备的技术水平，各项性能指标(ECG、血氧、脉搏、呼吸)均能达到进口设备性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。