电子产品世界

　　关键设计

　　参数采集前端

　　前端中的心电模块使用仪表放大器和运放组成两级放大电路将微弱心电信号放大200倍，并在设计中加入右腿驱动电路来克服50Hz工频共模干扰[2]。血氧的测量是根据血液中各种血红蛋白对血氧探头发射的不同特定波长光吸收程度不同而进行的。血压采用振动无创方法测量，首先充气袖套阻断上臂的动脉血流，通过检测因为血液流经弹性动脉而引起袖套内压力的波动幅度来识别动脉收缩压、舒张压和平均压[3]。呼吸频率的测量共用心电模块的前端导联电极，使用呼吸阻抗法，根据呼吸时胸腔张弛，肺阻抗的变化来检测人体的呼吸频率[4]。设计中体温的测量线路采用惠斯登电桥，将热敏电阻接在电桥的一个桥臂上，通过测量电桥的不平衡输出，即可测定体温的大小。

　　高速PCB设计

　　系统中采用LPDDR数据总线频率高达330MHz，属于典型的高速电路，必须考虑器件管脚的电气特性、PCB(印制电路板)参数、布局和高速信号的布线等因素，否则容易导致系统工作不稳定，甚至无法工作。PCB采用6层板设计，FR4板材，分层方案为：顶层-地层-走线层-电源层-地层-底层。在高速PCB设计中，首先要对信号进行分组，再确定布线规则，如表1所示。

　　监护程序设计

　　监护程序需要完成各参数的采集、接收、显示、存储以及网络传输等功能。程序中使用JNI技术向Java层提供串口的访问接口，通过文件描述符对象创建输入/输出流进行串口通信。为保证数据采集的实时性和完整性，设计采用多线程和双缓冲机制。如开启远程监护，系统将动态生成一个线程来完成数据传输的任务。波形显示是界面设计中的难点，考虑到数据采集、波形绘制时的页面刷新和网络传输给系统带来的消耗以及屏的大小限制，绘制波形的视图采用多缓冲机制来实现，避免屏幕刷新时闪烁的现象。为了维护Android的单线程模型，设计中使用消息通知机制来完成非主界面线程与主界面线程之间的通信[5]。监护界面如图3所示。

　　结语

　　样机测试结果表明，基于OMAP3530双核处理器设计的多参数监护仪，可以实现对心电、心率、血氧、血压、呼吸频率和体温6个生命参数的实时检测、显示、存储和网络传送等功能。该监护仪便于操作、成本低、功耗小、功能强大、便携等特点使其具有广泛的应用领域和良好的市场价值。随着人们医疗意识的提高和医疗体系的完善，该类型监护仪将会在个人医疗保健、医院救护、野外急救和远程医疗监护等场合得到越来越广泛的应用。

　　参考文献：

　　[1]德州仪器公司.医疗应用设计方案[R].2007:17-18

　　[2]廖江海,姜来,李蓁,等.基于DSP的EASI十二导联多功能Holter系统[J].电子技术应用,2009，35(10): 38-40

　　[3]王义山.多参数监护仪血压参数的检验校准方法探讨[J].中国计量,2008(2): 81

　　[4]吕文标,马桂玲.多参数监护仪测量原理及应用[J].医疗设备信息,2001(5): 21-23

　　[5]姚昱旻,刘卫国.Android的架构与应用开发研究[J].计算机系统应用,2008(11):110-112

关键词： 多参数监护 OMAP3 Android 201104