一种穿戴式电生理数据监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动态全方位电生理数据监测系统，特别是一种穿戴式电生理数据监测系统，基于2G/3G(三网通用)/蓝牙/W1-Fi及以太网数据传输，实现电生理数据的实时动态检测，适用于家庭或社区医疗服务，实现健康状况的实时跟踪。
【背景技术】
[0002]人体循环系统由心脏和血管组成，主要功能是向生理系统输送血液和排除代谢物，一旦出现功能障碍就会引发心血管疾病，从而威胁人类健康。随着科技水平技术的进步，家庭或社区医院的动态生理参数监护，实现对心血管系统功能的实时监测及健康状况跟踪，有效地降低了心血管疾病的死亡率。计算机技术、微电子技术、无线电通信技术、微弱信号检测技术以及材料科学的快速发展，使得穿戴式健康监测系统成为人们的研宄重点。穿戴式健康检测系统可以方便地穿在使用者身上，而不影响其正常生活，可对使用者的生理参数进行24小时实时监测，能在使用者危险期及时提供生理参数信息，而传统临床检测系统限制了病人的活动，而且检测系统体积大，结构复杂，给监护工作带来众多不便。
【发明内容】
[0003]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种穿戴式电生理数据监测系统，各种传感器检测的电生理信号经滤波放大及模数转换处理后，传输到动态监护仪，动态监护仪通过2G/3G (三网通用)/蓝牙/W1-Fi将数据传输到上位机，或在DSP模块的控制下测量单元将生理数据直接通过以太网直接传输到上位机，实现生理数据的实时动态监测。
[0004]本发明的技术解决方案为:一种穿戴式电生理数据监测系统由穿戴设备、脉搏波传感器、测量单元、动态监护仪、上位机组成。穿戴设备包括穿戴衣、心电信号传感器以及体温传感器。心电信号传感器为导电纺织材料制成的心电测量电极，通过改变电极与皮肤接触的涂层材料及调整外形尺寸，可改善由于电极与皮肤接触阻抗变化引起的干扰，从而提高心电信号信噪比。脉搏波传感器基于光电容积测量法，将人体指端光电容积脉搏波信号转换为电信号。体温传感器与人体接触，将人体温度转换为电信号。测量单元内置心电信号检测电路、体温信号检测电路、脉搏波信号检测电路、模数转换电路、滤波放大电路、RAM模块及DSP模块。各检测电路的作用是完成对相应生理信号的采集；滤波放大电路的作用是对采集到的各种生理信号进行滤波，滤除混杂在生理信号中的噪声并将滤波后的信号进行放大至模数转换器可以识别的范围；模数转换电路将滤波放大后的各种生理信号转换为数字信号；RAM模块用来暂存各种生理数据，采用的芯片为IDT70V24PF。心电信号传感器、体温传感器及脉搏波传感器通过导线与测量单元内相应的检测电路相连接，并将检测的各种生理数据传输到测量单元，测量单元对检测的各种生理数据进行滤波放大及模数转换，并将其存储到RAM模块中。DSP模块采用TMS320C6747芯片，通过地址总线和数据总线与RAM模块互连，心电数据、体温数据及脉搏波数据分别通过MIL-STD-1553B接口、扩展RS-422接口及ARINC-429接口传输到动态监护仪，动态监护仪内装有生理数据监护软件，可以实时查看使用者的生理数据，并能够通过2G/3G/蓝牙/W1-Fi向远端上位机发送生理数据包。动态监护仪具有II/V1/V5三导联同步/十二导联同步实施监测及Holter功能，支持事件记录及时间自动更新；可以自动识别九种常见的心电异常，如心动过缓、心动过速、阵发性心动过速、心房颤动、室性二联律、室性三联律、停搏、室上性早搏、ST-T改变，支持体温及血压异常报警功能；可以进行GPS/基站定位，快速获得使用者的当前地理位置；佩戴语音播报、导联电极异常语音报警及语音对话功能；内置可充电聚合物电池支持USB及底座数据传输、充电功能，一次充电可监护24小时；紧急情况下，可按SOS键，发送求助短信至家属手机，并同步发送此时间段的心电图到远端上位机。DSP模块内部的EMAC/MD1模块与以太网接口模块互连，在DSP模块的控制下测量单元也可以将生理数据直接通过以太网传输到上位机。上位机装有监护软件，可建立和存储数据、显示生理信号图像、提取或计算生理信号特征信息、识别异常心电波形及辅助功能，能够根据动态监护仪或测量单元传送的数据包对生理信号作进一步分析，最终实现使用者各种生理数据的动态实时监测。
[0005]上述方案的原理是:穿戴式电生理数据监测系统，通过各种传感器检测使用者的生理信号，其中心电信号传感器采用基于织物电极的心电检测技术；脉搏波传感器采用基于光电容积测量法，将人体指端光电容积脉搏波信号转换为电信号，脉搏波信号用来计算血氧饱和度，并与心电信号结合计算血压值；体温传感器与人体接触，将人体温度转换为电信号。各种传感器检测的生理信号经过导线输入到测量单元，测量单元对各种传感器输入的信号进行滤波放大以及数模转换并将其存储在RAM模块中，RAM模块中的生理数据在DSP模块的控制下通过数据线传输到动态监护仪，动态监护仪内装有生理数据监护软件，可随时查看生理数据状态，并能够通过2G/3G (三网通用)/蓝牙/W1-Fi向远端上位机发送生理数据包。测量单元也可以直接通过以太网将RAM模块中的生理数据发送到远端上位机。上位机装有监护软件，可以建立和存储数据，实现各种生理数据的动态实时监测。
[0006]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0007](I)本发明利用TMS320C6747中的EMAC/MD10模块实现DSP模块与以太网之间的通讯，可实现电生理数据的以太网下载方式，适用场合更广泛。
[0008](2)本发明用DSP模块结构实现MIL-STD-1553B接口、ARINC-429接口、扩展RS-422接口在同一数据总线和地址总线的情况下分时复用。
【附图说明】
[0009]图1为本发明所述的穿戴式电生理数据监测系统；
[0010]图2为本发明所述DSP模块控制系统模块示意图；
[0011]图3为本发明所述的以太网接口模块；
[0012]图4为本发明所述RAM模块示意图；
[0013]图5为本发明所述的MIL-STD-1553B接口模块示意图；
[0014]图6为本发明所述的扩展RS-422接口模块示意图；
[0015]图7为本发明所述的ARINC-429接口模块示意图；
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，穿戴式电生理数据监测系统由穿戴设备、脉搏波传感器、测量单元、动态监护仪、上位机组成。穿戴设备包括穿戴衣、心电信号传感器以及体温传感器。心电信号传感器为导电纺织材料制成的心电测量电极，通过改变电极与皮肤接触的涂层材料及调整外形尺寸，可改善由于电极与皮肤接触阻抗变化引起的干扰，从而提高心电信号信噪比。脉搏波传感器基于光电容积测量法，将人体指端光电容积脉搏波信号转换为电信号。体温传感器与人体接触，将人体温度转换为电信号。测量单元内置心电信号检测电路、体温信号检测电路、脉搏波信号检测电路、模数转换电路、滤波放大电路、RAM模块及DSP模块。各检测电路的作用是完成对相应生理信号的采集；滤波放大电路的作用是对采集到的各种生理信号进行滤波，滤除混杂在生理信号中的噪声并将滤波后的信号进行放大至模数转换器可以识别的范围；模数转换电路将滤波放大后的各种生理信号转换为数字信号；RAM模块用来暂存各种生理数据，采用的芯片为IDT70V24PF。心电信号传感器、体温传感器及脉搏波传感器通过导线与测量单元内相应的检测电路相连接，并将检测的各种生理数据传输到测量单元，测量单元对检测的各种生理数据进行滤波放大及模数转换，并将其存储到RAM模块中。DSP模块采用TMS320C6747芯片，通过地址总线和数据总线与RAM模块互连，心电数据、体温数据及脉搏波数据分别通过MIL-STD-1553B接口、扩展RS-422接口及ARINC-429接口传输到动态监护仪，动态监护仪内装有生理数据监护软件，可以实时查看使用者的生理数据，并能够通过2G/3G/蓝牙/W1-Fi向远端上位机发送生理数据包。动态监护仪具有II/V1/V5三导联同步/十二导联同步实施监测及Holter功能，支持事件记录及时间自动更新；可以自动识别九种常见的心电异常，如心动过缓、心动过速、阵发性心动过速、心房颤动、室性二联律、室性三联律、停搏、室上性早搏、ST-T改变，支持体温及血压异常报警功能；可以进行GPS/基站定位，快速获得使用者的当前地理位置；佩戴语音播报、导联电极异常语音报警及语音对话功能；内置可充电聚合物电池支持USB及底座数据传输、充电功能，一次充电可监护24小时；紧急情况下，可按SOS键，发送求助短信至家属手机，并同步发送此时间段的心电图到远端上位机。DSP模块内部的EMAC/MD1模块与以太网接口模块互连，在DSP模块的控制下测量单元也可以将生理数据直接通过以太网传输到上位机。上位机装有监护软件，可建立和存储数据、显示生理信号图像、提取或计算生理信号特征信息、识别异常心电波形及辅助功能，能够根据动态监护仪或测量单元传送的数据包对生理信号作进一步分析，最终实现使用者各种生理数据的动态实时监测。