便携式多参数生理监护仪设计与实现

摘要

近几年来人们随着生活质量的提高和生活观念的变化,对自身的生命健康有了很大的关注,生命质量监护已成为个人生活的重要指标。市场上推出的监护仪产品,受到体积和价格等条件的制约,目前主要应用在医院的监护中心,用做对病人生命体征的诊断与监测,无法在其他场所普及。为了使普通人群在医院以外的地方,如家庭、社区、户外等特殊环境下仍然能对身体健康状况及时的诊断,本论文设计了一种便携式多参数生理监护仪,其测量参数主要包括心电图(ECG)、光电容积脉搏波(PPG)、血氧饱和度(SpO2)和体温等。该监护仪系统具有很多优点,在兼顾体积和成本的前提下,功能相对完善、使用方便,可同时检测人体的上述重要生理参数,并能够实时显示生理信息。
　　论文的研究方向是基于弱生理信号的特点,设计检测电路。结合ECG和PPG信号时域、频域波形特征设置相应滤波器(巴特沃斯)带宽以及放大器的增益。通过对采集到模拟信号的研究,设计噪声抑制电路,获取较为纯净的波形。同时,微控制器采样后的数据可以实时传送到个人电脑中以便进行进一步分析、处理。论文的内容主要包括以下几点:
　　(1)简要的对要测量的人体几种生理信号概念,及其相关参数指标做了相关的介绍。
　　(2)基于生理信号波形特点,进行相关模块的电路仿真,完成电路原理图初步设计。
　　(3)对所设计信号调理电路进行性能分析,可靠性分析,确定各个模块的电路结构。
　　(4)完成电路详细设计:包括生物医学传感器选取、传感器前端信号差分输入、负反馈环路噪声抑制、中间级信号放大、输出端信号电平变换、微控制器模数转换器(AD)数据采样、生理信息显示以及数据传输接口电路设计。

目录

便携式多参数生理监护仪设计与实现

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF PORTABLE MULTI-PARAMETER PHYSIOLOGICAL MONITOR

摘要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 论文研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 论文研究的内容及结构

第2章 心电信号检测

2.1 引言

2.2 ECG 波形特征

2.3 ECG 波形采集

2.4 ECG 电路设计

2.4.1 传感器电极

2.4.2 前置电路

2.4.3 增益电路

2.4.4 电平变换

2.4.5 驱动电路

2.5 ECG 波形验证

2.6 本章小结

第3章 血氧饱和度检测

3.1 引言

3.2 PPG 波形特征

3.3 PPG 波形采集

3.3.1 郎伯-比尔定律

3.3.2 血氧饱和度计算

3.4 PPG 电路设计

3.4.1 血氧探头驱动

3.4.2 信号处理电路

3.5 PPG 波形验证

3.6 本章小结

第4章 体表温度检测

4.1 引言

4.2 检测方案比较

4.2.1 水银温度计

4.2.2 红外体温计

4.2.3 集成体温计

4.2.4 数字体温计

4.3 检测电路

4.3.1 集成体温计电路

4.3.2 红外体温计电路

4.3.3 数字体温计电路

4.4 本章小结

第5章 系统集成的设计与调试

5.1 引言

5.2 系统电源

5.3 MSP430 内部模块

5.3.1 模数转换器

5.3.2 异步串行接口

5.3.3 同步串行接口

5.4 MSP430 最小系统

5.5 液晶模块

5.6 通信接口电路

5.7 验证测试

5.8 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学论文原创性声明及使用授权说明

致 谢