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健康伴侣—完整移动医疗系统数字化管理解决方案

健康伴侣—完整移动医疗系统数字化管理解决方案

1.前言
过去,在我国各级医疗机构中采用的还是基于纸质医疗管理模式,其繁琐的就诊过程大大降低医疗资源的应用效率,已经不能满足人们轻松看病的需求。近年来,随着我国经济社会的不断发展,特别是电子信息化的发展,为医疗资源的电子化的发展提供良好的条件,其中医疗设备的移动化是核心,有利于整个行业的转型升级。
目前医疗行业存在两大问题:一是繁杂的纸张化数据管理,二是医院之间存在的有形无形的就医屏障。传统的医学纸张化数据保存和处理方式存在的问题主要有以下几点:
纸张保存着病人的重要信息,需要长期保存。管理难度与纸张胶片数量同步增长,将耗费大量财力、物力和空间。纸张库手工管理效率低下,查询速度慢,医学影像的传递需要大量时问。纸张的丢失、损坏更是一个难以解决的问题。
病人在不同的医院就医屏障表现在:病人在一家医院就医后已经经过了一系列的身体检查,可是当病人由于种种原因不得不到其他的医院就诊时,以前做过的检查大多作废,还要花费不少的费用,经受重复的检查化验。这就给病人看病带来了经济和身体精神上的巨大压力。
电子医疗设备品种繁多,但这些设备功能过于单一,缺乏功能的整合。采用这样的设备要构建一套完整的移动医疗系统,往往需要购置多台设备,不仅造成成本的上升,而且随着设备数目的增多,设备的移动性也大打折扣。正是基于成本和移动性的考虑,为医院数据的数字化信息管理提供解决方案,力图使医疗过程实现无纸化。加快医疗行业信息共享进程。我们设计出的健康伴侣,其功能较为系统,主要包括心电图、体温,血糖,血压等功能,同时为了更好的实现移动医疗服务,辅助功能包括远程控制、人性化操作、紧急呼救、数据实时备份等功能。

2. 硬件设计
2.1硬件系统综述及系统框图
本系统硬件集成锂电池充电管理、DCDC稳压,不仅给系统稳定的工作电压,更使系统便于携带。功能上实现了心电、体温、血压和血糖精准测量,并且集成GSM模块,遇到紧急情况可以一键呼叫。系统设有3.2寸电阻触摸屏,具有很好的人机交互界面,并且配备一个按键实现一键待机关屏,减少功耗。对于常用数据,如手机号,电阻屏校准值,配备廉价E2PROM储存器储存。而采集到生理数据通过蓝牙发送给PC机,也可以保存到系统带有的SD卡中。
2.2电源电路设计
统集成多项功能,为了保证系统的稳定运行,一个良好的电源是十分必要的。为了增加系统的便携性,方便用户使用,系统采用电源适配器和锂电池双路供电。当没有市电可用时,采用锂电池供电;有市电时,采用电源适配器供电,同时给锂电池充电。

电池采用1380mAh双芯锂电池,具有高输出电流、无记忆效应、自放电小可长时间存放、寿命长等特点。为了保护锂电池,本系统锂电池设有保护板,锂电池的饱和电压为8.4V,放电终止电压为6.0V。
为了给锂电池充电,本系统还设计有锂电池充电管理电路。管理芯片采用Maxim公司的低成本多电池充电控制器MAX846A。此芯片支持单/双芯锂电池、镍氢电池和镍镉电池。
其中C6和R9按经验值采取0.01uF电容和660电阻,C7、C8、R12按芯片数据手册取值。R11(in K)= 1.65V/=10,取165mV。,当取0.4时,,即充电电流为400mA。二极管采用肖特基二极管1N5817,具有低导阻的特点。PMOS管采用AO3415,此型号具有40m的低导阻,可以降低开关管损耗,提高效率,1450pF的小输入电容,可以用MAX846内部集成三极管直接驱动,节省成本。
在电源设计中,为了防止电源适配器和锂电池供电冲突,出现倒灌现象,特加入电子开关电路。电路中两个NMOS采用二极管接法,可以等效为两个二极管,这样不仅可以有效的防止电流倒灌,也比用肖特基二极管具有更低的导通电阻,降低功耗。
在整个系统的用到+5V、-5V、3.3V和3.6V电源。为了保证整个系统的稳定,系统全局采用+5V电源,再由局部反转稳压为-5V和3.3V、3.6V。+5V电源采用LM2576-5V开关型DCDC稳压芯片产生电路中L1按芯片数据手册的表格计算得。此款芯片具有3A的大电流输出,以及75%以上的高效率。
对于GSM模块和血压计的气泵、磁阀需要较大的电流,局部采用AMS1117-3.3V线性稳压电源供电。2.3 心电测量电路设计
2.3.1采集原理
心电(ECG)是在心脏有规律地收缩和舒张过程中,心肌细胞产生的动作电位综合而成的电信号。心电信号属于低频率(0.05Hz到100Hz之间),低幅值信号(不超过25mV),信号源内阻很大(两手臂间内阻约为600K),易受其他信号干扰。
心电信号可能会受以下各种噪声信号的干扰。这些噪声源主要有:
(1)电源线干扰:50~60 Hz的工频干扰和电网产生的谐频;
(2)电极接触噪声:由于电极和皮肤之间接触的变化产生的基线漂移;
(3)人体运动:电极和皮肤之间电阻变化产生的基线漂移;
(4)肌肉收缩:产生的肌电信号会混入心电信号中;
(5)呼吸引起基线漂移;
(6)由于其他电子设备产生的电磁干扰;
(7)由电极线引起的天线效应;
(8)由于其他电子设备引起的耦合噪声通常是高频设备。
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