无线远程医疗监护系统的设计

压漂移1μV／ ℃，输入偏置电流最大25 nA，CMRR抑制频率高达200 Hz，只需在1和8引脚间接入合适电阻Rg，就可以得到1～1 000dB之间的增益。考虑到极化电压的影响，增益不能太高，这一级的增益设定为10，否则会导致放大器饱和。电路如图4所示。

为了使信号能满足A／D转换要求，须将信号放大至数伏量级，设置次级放大的增益为100倍左右，设计采用具有宽增益、低失调电压和漂移的运算放大器OP2335。为了消除高频干扰、低频干扰和50 Hz的工频干扰，在次级放大电路的前端采用二阶有源带通滤波器滤除0．03 Hz以下和100 Hz以上的低高频噪声。同时，采用经典的双T有源陷波电路滤除50 Hz工频干扰。限于篇幅，具体电路就不一一介绍。
2．2 血压与血氧模块
血压模块与血氧模块分别采用北京迈创通元电子仪器有限公司的BTN602无创血压测量模块和BTN604血氧模块。BTN602模块可以测到收缩压、平均压、舒张压和脉压，其接收外部命令后，完成相应操作，返回系统状态和相应数据。BTN604模块单电源3．3 V供电，可以检测到动脉血氧饱和度、脉率、体积扫描图、棒图、信号强度和状态信息，它的通讯协议和BCI通讯协议兼容、数据传送波特率为4 800 bps，传送格式为：8位数据位+奇偶校验位+1个停止位，每秒向MCU发送60个数据包，每个数据包为5个字节。由于两个模块均采用串口协议与MCU通信，信号电平为TTL电平，可以直接与心电模块单片机SPCE061A相连，利用单片机普通I／O口模拟串口协议分别与两模块通信。
2．3 GPRS传输通信模块
智能监护终端心电、血压及血氧模块采集的数据经单片机处理后，以数据流形式通过串行方式连接到GPRS通讯模块SIM300上，SIM300模块以TCP／IP数据包的形式通过GPRS网络与中国移动的内部网，由中国移动GPRS服务节点(GSN)，把数据发送到Internet上一个指定的IP地址服务器即系统监控中心服务器，监控中心专家通过Internet访问Web服务器，就可以浏览到监护病人的各种生理参数信息。
SIM300是Simcom公司研制的GSM／GPRS通信产品，内嵌强大的TCP／IP协议栈，实现语音、SMS、数据和传真信息的高速传输。SIM300模块上电后就会自动附着在GPRS网络上，通过按键对SIM300的PowerKEY引脚输入一个大于1 500 ms的低脉冲，开启SIM300模块。模块开启后，设计采用SPCE061A作为微处理器发送AT命令，完成对SIM300模块的控制和数据的收发。应用电路如图5所示。

2．4 显示与存储模块
系统设计选用MSP-G320240DBCW-211N大规模点阵式液晶显示模块，实现各监护参数和波形的显示。该液晶显示模块采用功能强大的SED 1335FOA控制器，具有较强的I／O口缓冲器和丰富的指令系统，最大驱动能力达640x256点阵，能够实现图形和文本的混合显示。由于SPCE061 A片内的Flash存储器只有32K字，不能满足长时间测量的需要，系统扩展了一片4Mb总线闪存器SPR4096。硬件连接如图5所示。

3 监护系统软件设计
系统软件设计主要包括监护终端的软件设计和监护中心监控软件的开发。监护终端软件由C语言编写，主要实现各采集模块的数据采集、显示和存储以及串行口数据的接收和发送。由单片机心电采集程序、单片机与血压及血氧模块的软串口程序、基于GPRS模块的通信程序、数据存储与显示程序、语音报警程序组成。为了实时有效地完成多参数的采集，充分利用了多种中断方式来完成系统功能，包括定时中断、串口中断、键盘输入中断等。
监护中心监控软件部分主要由数据通讯模块、数据处理显示模块、诊断报警模块、医学数据库模块等组成，通过LabVIEW平台建立Web服务器，方便医院局域网里的专家对监测数据进行调用和处理，应用软件开发框图如图6所示。

客户端界面是提供给医生和患者使用的软件界面，利用密码进行登录，不同的用户给予不同的权限。医生用户可以查看到他所管理的所有病人的信息、生理参数测量值和波形图；患者用户则只能看到测量信息和医生的建议。数据通讯模块随时处于监听状态，响应智能终端的连接请求，接收终端传输的加密数据，并存入相应的缓冲区。数据处理显示模块依靠LabVIEW提供的各种分析函数和显示控件将接收到的生理参数及处理的结果显示在计算机的屏幕上，使医护人员能够实时了解病人的生理状况。当生理信号出现异常时，诊断报警模块将发出报警信息，提示医护人员。数据库模块记录了医生信息、病人信息及各测量参数，方便查询和诊断，为建立病人病历、分析长期生理检测结果提供保障。

4 结束语
基于GPRS技术和Internet技术的无线远程医疗监护系统，经多次测试基本实现了生理信号的采集、数据处理、存储、显示和传输功能。系统结构简单、功耗低、成本低，可实时、连续、长时间地监测病人心电、血压、脉搏、血氧等生理参数。GPRS技术和Internet技术的应用实现了将中心医院的先进医疗技术、医疗服务扩展到家庭、社区、救灾或战争急救，形成一种全新的基于网络的医疗体系。同时，有助于缓解我国社区及广大农村地区医疗力量薄弱，医疗资源分布不均的矛盾，实现医疗资源的共享。