便携式智能医疗数据设备组概念模型的研究与设计

关啸林 孙良玮 和若愚 李梓豪 鲁琪

摘 要 随着信息技术的快速发展，人们已步入智能化时代。传统的医疗形式已经难以满足人们对医疗保健的需求，特别对于老年人、残疾人，在智能化医疗的大趋势下依然面临诸多困境。本文设计的是便携式智能医疗数据设备组概念模型，能够对人体的各项基本生理参数进行实时的监控、记录、预警等，在出现紧急情况时，能够及时帮助病人发出求救信号，有效争取宝贵的抢救时间[1]。

关键词 智能化;便携;概念模型

相对于普通人而言特定人群需要一种或者多种能够方便携带的生理监护设备，这样的设备能够随时随地的监护特殊人群的健康状况。在出现紧急情况时，能够及时帮助病人发出求救信号，有效争取宝贵的抢救时间。现如今，传感技术、信息通信技术日益发达，智能可穿戴设备已从概念变为现实，智能设备的预警功能使得监护患者变得更为主动。通过大数据功能大幅度提高了医疗效率以及医疗准确性，为医护人员更加精准地了解病人的身体情况提供了数据的有力保障，同时极大程度地了患者的康复概率。

1生物医学信号检测技术

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术，智能可穿戴医疗设备都具有生理信号采集和处理、信号特征的辨别和无线数据传输等常规功能模块，主要负责对人体各项医疗所需数据进行检测，辅助诊断和预警等功能。

2生物医学传感器

生物医学传感器是获取各种生物信息并将其转换成易于测量和处理的信号（一般为电信号）的器件。本文举例介绍温度传感器中的热电偶温度传感器、光电式传感器中的光点脉搏测定原理以及透射型指套式光电传感器工作原理。

热电偶温度传感器的种类比较多，较为常见的有杆状热电偶和片状热电偶。杆状热电偶是将金属丝放入注射针头中，经皮插入到待测部位，可用于测量口腔和直肠温度。片状热电偶是用薄膜代替金属丝，最薄可达3～6um，将其固定在适当材料的基片上，尺寸很小，直径达um数量级，响应速度很快，有的可用于测量细胞内的暂态温度[2]。

光电脉搏测定原理：光敏电阻与适当的普通电阻串联后由电源供电，光源在加电时发光，光经人的手指传播到光敏电阻的受光面，当人手指的微血管的血流随微血管的脉压变化时，对光的反射系数也发生变化，使光敏电阻接收到的光强也随之改变。把光敏电阻被微血管反射的光信号转换成指脉电信号，就可做成脉搏传感器。

透射型指套式光电传感器工作原理是：发光二极管发出的光透射过手指，被手指组织的血液吸收和衰减，然后由光敏三极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏三极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。将传感器套在手指上，就可以测量手指末端处的动脉脉搏波，使用方便，灵敏度高性能稳定。

3处理数据技术

通过传感器监测出的数据需要及时的进行处理，采用的是MCU，MCU在家用血压计、肺活量计、脉搏血氧计及心率监测器等便携式医疗设备中起着重要作用。大多数此类产品中的实际生理信号是模拟信号，在测量、监控或显示前需要进行放大、过滤等处理。将高性能外设嵌入超低功耗 MCU 中，不仅可以实现便携式医疗电子设备的系统化，而且还可延长电池使用寿命。

4研究结果和设计方案

从外观开始进行构思，参考现有的智能医疗设备外观收集设计灵感，同时结合国内外老年群体的审美观及视觉感受，以及人机工程调查的一系列理论参数为依据，构想设计雏形。通过手机APP设置人机交互功能。患者打开软件后映入眼帘的是一些心率数据、血压数据等基本身体体征数据，用户可以分别根据日、周、月、年来查看自己的身体状态的变化。当患者点击日期按钮时会，系统会加载出一个日历表，患者可以选择自己想要查看的日期，这样更方便用户来查看过去某一天的详细数据。另外，软件设置有语音播报按钮，一些老人可能不识字或者患有花眼等，这一功能更加方便了他们的使用。

5结束语

便携式智能医疗数据设备组概念模型不但有庞大的用户群体，也有足够的实用价值，另外也具有这样的技术可以实现，后期云端系统的设计研发与后期维护可以协助合作，那么实体设备到云端系统再到各移动设备、PC终端将会很协调的连接成一个智能系统。便携式智能医疗数据设备组概念模型的初衷在于解决特殊人群因种种原因需急救却无人在身边而最终错过最佳急救时间困难情况。功能实现的保障在对于用户的全天候各项身体数据的检测和预警，收集到的后台数据通过云端传输至医护人员手中做到实时了解病人生命信号，做到最短时间内救治患者，为生命抢救争取时间。

参考文献

[1] 包忠永.中职学校信息技术运用的现状和探讨[J].现代职业教育，2018（21）：233.

[2] 孫宏健.热电偶动态响应特性分析[D].杭州：中国计量大学，2018.