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战时生命体征实时监测系统设计

时间：2023-04-01 23:15:13 下载该word文档

维普资讯http://www.cqvip.com战时生命体征实时监测系统设计　袁扬　，吴　军　（１．沈阳军区总医院器材科，辽宁沈阳１１００１５；２．解放军６５４４４部队装备处，黑龙江牡丹江１５７０１１）　［中图分类号］ＴＨ７７２　．２　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１００２—２３７６（２００５）０９—００１５—０２　［摘要］在战场上能否尽快地对伤员进行快速处理，决定着能否把染病率和死亡率减少到最低限度。研　究发现，如果一名伤员在受伤后的最初一小时内接受及时有效的医疗护理，将大大增加其生存和康复的几率。　基于此目的，本文设计了一种战时生命体征实时监测系统。　［关键词］实时监测；体征；ＭＳＰ４３０Ｆ１６１ｘ　ＭＣＵ双芯片网络模块　为了战时实时掌握每一个战斗人员的实时生命体　征，我们研发了一种应用于野战条件下的生命体征监　６５０　ｒｉｍ和９８０　ｒｉｍ的半导体激光器作为发光源的反射式　传感器。采用这两种传感器采集的信号经过处理可以　得到人体的脉搏、血压、血氧、体温四大生命体征。　语音视频与控制模块：由语音视频输入、液晶显　示输出、手动控制器件组成。　测系统，人员一但受伤，系统就会迅速得到体征变化　信息，从而诊断出受伤程度，加快救援的速度以及有　针对性的准备工作，为作战人员的生命提供保障。　１系统结构　双芯片网络模块：其中，中央处理器单元：采用　德州仪器的低功耗１６位ＭＳＰ４３０Ｆ１６１ｘ　ＭＣＵ；无线通　信模块：采用与ＭＳＰ４３０Ｆ１６１ｘ　ＭＣＵ相配套的２．４ＧＨｚ　Ｅｍｂｅｒ　ＥＭ２４２０低功耗的无线电收发器，这两者被集　成在一个模块上。此外ＭＳＰ４３０Ｆ１６１ｘ　ＭＣＵ系列集成　人体的脉搏、血压、血氧、体温四大生命体征最　为重要，系统应能够实时监测这些重要的参数；从野　战化考虑还需要安全、可靠、便携、灵敏度高这些性　能。因此设计系统由六部分构成：传感器模块、语音　视频与控制模块、双芯片网络模块（集中央处理单　元、无线通信模块）、电源模块、战地信息系统、远　程卫勤系统（如图１）。　了所有外设，其中包括高性能模拟以及降低对ＥＥＰ—　ＲＯＭ要求的５５　ｋＢ闪存。该器件还具有片上高精度控　战　场　传感器模块：由温度传感器和光电式传感器及其　辅助电路构成。其中温度传感器采用精度较高的热敏　电阻；由于在红光和红外光区里，氧合血红蛋白与脱　氧血红蛋白分别有自己独特的吸收光谱，所以选用　收稿日期：２ＯＯ５—０７—０６　图１系统结构图　远　程　卫　信　／／Ｌ息　——　勤　系　系　统　统　去。以此类推，再将焦点调到远距离摄取图像并存入　储存器，其他舍去。一般分３～４段。最后将３或４　点，近中距离用直径１３　ｉ／ｌｎｌ晶体，中远距离用直径　１９ｍｍ晶体，与动态聚焦配合，改变晶体的有效直径。　其他更高级聚焦。采用数码式电脑超声图像的　段图像复合在一起显示出来，就得到从近到远距离的　动态聚焦。　ＡＴＬＪ超９型超声诊断仪运用数字声束形成器。有人认　为，它对超声束的形成与处理所达到的精度、可控性　与多样化诸水平，是当今任何其他超声系统所不能达　到的，它的实时图像，彩色血流与多普勒频谱所获得　实时动态聚焦：发射时焦点固定，只在接收时变　换焦点，即一面接收反射回波，一面根据深度，逐步　将焦点移向深部。焦点移动与反射回波同步，即回波　在某一距离上出现时，焦点也在这一距离上，实现了　聚焦点对回波动态聚焦。　可变孔径：利用直径小的晶体在近距离容易聚　焦，远距离难以聚焦，直径大的晶体则与此相反的特　医疗装备２ＯＯ５第９期　的分辨率与精度能接近理论上的最高值。Ａｃｌｌｓｏｎ　１２８　型彩色超声诊断仪采用动态计算机透镜系统，用软件　最优地完成从表皮到深部的动态聚焦、动态口径、动　态变迹等处理技术，形成精确的跟踪聚集声学透镜。　１　５　
维普资讯http://www.cqvip.com制外设，如建立时间仅１　的１２位２００ｋｓｐｓ模数转换　器ＡＤＣ与数模转换器ＤＡＣ。　电源模块：采用４．２Ｖ锂电电池组。　后方远程卫勤系统的医疗专家“会诊室”的显示屏幕　上，在专家的指导下，采用最恰当方法，救治疑难病　伤员。　战地信息系统：这一部份可以基于现有的野战卫　勤通信系统，在这里建立战场上所有人员的生命体征　数据库，系统实时的控制终端与采集战场人员的生命　体征信息。　远程卫勤系统：这里应建立全战区的所有人员生　五是当战斗人员生命处于非常危险的时刻，还可　以自动的注射针剂。　３结论　系统终端部分采用先进的低功耗ＭＣＵ和无线收　发器，其语音视频与控制模块可以关闭以实现最长时　命体征数据库，接收战场信息系统的数据。　间的监控时间，只有当士兵开启时这部分才开始工　２系统功能　作。　这是应用于实时监控单兵体征的系统，当战场人　当作战人员身在战区时，他们的生命体征信息可　员负伤时，他们能够依靠监控系统，以一种全新的方　持续得到监控，在受伤时，这些信息可以实时传输到　式拯救自己的生命。　战地信息系统或者远程卫勤系统。这些措施的采用，　是语音通信方式能够保证他们以最快的速度向　能够使战场医务人员及时了解伤员的准确位置、伤情　战场信息系统报告受伤情况，请求战地救护。如果伤　和休克的危急程度，以便在伤后短时间内实施分类、　员已经不能够自己发出求救信息，那么战地信息系统　优化救治与后送；可以鉴定已死亡的士兵，避免将抢　通过实时采集的人员体征数据与数据库里的数据进行　救队派到敌对环境，造成不必要的伤亡。在复杂的战　对比处理，得到人员受伤的信息，从而自动报警。　场环境下，节省了宝贵的救治时间，有效地提高战场　二是战场信息系统能够快速的定位受伤人员的位　伤员生存率。　置，使抢救组能够快速准确的到达伤员所在地进行快　［参考文献］　速救治；如果系统判定人员已经死亡，那么将不再派　［１］胡大可．ＭＳＰ４３０系列超低功耗１６单片机原理及应用　遣抢救队，以避免造成不必要的伤亡。　［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００１．　三是在救护人员到达之前，受伤人员还可以使用　［２］魏小龙．ＭＳＰ４３０系列单片机接口技术及系统设计实例　视频将受伤部位的图像直接传给战场信息系统。这　［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００３．　［３］罗志昌，张松等．光电容积脉搏波描记法原理及其在　样，战场急救中心或正在赶赴现场的军医能够通过战　临床上的应用［Ｊ］．世界医疗器械，１９９９，６（９）：３４—　场信息系统提供的每一时刻的电视图像，指导战场上　３９．　的互救行动，实现“可视医疗”，在医生到达之前采　［４］常昌远，骆漩，缪炳友等．脉搏波的函数叠加逼近分　取一些必要的应急措施，争取宝贵的时间，从而可以　析方法的研究［Ｎ］．应用科学学报，２ＯＯＯ，６（１８）：　挽救许多按常规通信方式和救护程序因耽误时间而失　１２４—１２７．　去宝贵生命的士兵。　［５］陈亚明，谭小丹，邓亲恺等．监护用脉搏式血氧饱和度　测试方法的研究［Ｊ］．中国医疗器械杂志，１９９９，２３　四是当敌人使用新型化学、生物武器或发生疑难　（３）：２８—３３．　伤病时，前方医护人员，可迅速通过战场信息系统将　［６］王幸之，单片机应用系统抗干扰技术［Ｍ］．北京：北京　受伤人员的生命体征信息以及视频图像等情况传输到　航空航天大学出版社，２００３．　ｏｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｆｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｗａｌ＇ｔ￣　ＹＵＡＮ　Ｙａｎｇ　，ＷＵ　Ｊｕ　（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ａｒｅａ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１００１５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｔｔｌｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅ　ｗｏｕｎｄｅｄ　ｅａＲ　ｂｅ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｈｔ　ｄｅｃｉｄｅｓ　ｔｈａｔｔｈｅ　ｉｎｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｄｅａｔｈ　ｒａｔｅ　ｅａＲ　ｂｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｅａｓｔＴｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｈｏｗｓ　ｉｆ　ａ　ｗｏｕｎｄｅｄ　ｅａＲ　ｂｅ　ｃａｒｅｆｕｌｌｙ　ｃｕｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｈｏｕｒ，ｔｈｅ　ｓｕｒｖｉｖａｌ　ａｎｄ　ｈｅａｌｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｅａＲ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄＴｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ａ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆｌｉｆｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｉｎ　ｗａｒｔｉｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｅ　ｏｆ　ａｂｏｖｅ．　Ｋｅｙ　ｒ凼：ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ；ｌｆｉｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ＭＳＰ４３０Ｆ１６１ｘ　ＭＣＵ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｈｉｐｓ　ｎｅｔ　ｍｏｌ１ｄｉｅ　１６　Ｍ　ｃａｌ　Ｅ（　ｐ舳ｔ　Ｖｏ１１８，Ｎｏ．９　

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