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      一種醫(yī)學(xué)電子綜合試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):8499127閱讀:316來源:國知局
      一種醫(yī)學(xué)電子綜合試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種醫(yī)學(xué)電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]當(dāng)代醫(yī)療電子發(fā)展十分迅速,市場(chǎng)需求的刺激和國家的支持下,目前已有很多高校開設(shè)或正準(zhǔn)備開設(shè)有關(guān)生物醫(yī)學(xué)與儀器相結(jié)合的學(xué)科,并由幾年前的十幾家發(fā)展到如今的幾十家。目前,教學(xué)用單片機(jī)或電子電路實(shí)驗(yàn)儀器基本上都是一體化設(shè)計(jì),而且功能單一,不外乎傳統(tǒng)的模擬電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或者數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。即使有個(gè)別采用模塊化設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置,例如南京信息工程大學(xué)的模塊化單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),也只是作了結(jié)構(gòu)和連接方式上的改變,其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還是通用的模電或者數(shù)電,缺少專門針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)領(lǐng)域所開發(fā)的實(shí)驗(yàn)儀器??v觀目前教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器現(xiàn)狀,突出存在以下問題:1、實(shí)驗(yàn)功能不能擴(kuò)展;2、實(shí)驗(yàn)時(shí)需要連線太多,容易出錯(cuò);3、不能滿足生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)需要。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明目的是提供一種醫(yī)學(xué)電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
      [0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種醫(yī)學(xué)電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括MCU單片機(jī)模塊、液晶顯示模塊、溫度測(cè)試模塊、握力測(cè)試模塊、心血管參數(shù)測(cè)試模塊、脈搏波波速測(cè)試模塊、血氧飽和度測(cè)試模塊、心電測(cè)試模塊、肺功能參數(shù)測(cè)試模塊、PC信號(hào)處理存儲(chǔ)模塊、PC信號(hào)顯示模塊,所述MCU單片機(jī)模塊與液晶顯示模塊單向連接、與PC雙向連接,所述溫度測(cè)試模塊、握力測(cè)試模塊、心血管參數(shù)測(cè)試模塊、脈搏波波速測(cè)試模塊、血氧飽和度測(cè)試模塊、心電測(cè)試模塊和肺功能參數(shù)測(cè)試模塊與MCU單片機(jī)模塊單向連接,所述MCU單片機(jī)模塊、液晶顯示模塊、溫度測(cè)試模塊、握力測(cè)試模塊、
      [0005]心血管參數(shù)測(cè)試模塊、脈搏波波速測(cè)試模塊、血氧飽和度測(cè)試模塊、心電測(cè)試模塊、肺功能參數(shù)測(cè)試模塊作為生理信號(hào)采集前端,將采集到信號(hào)通過1 口發(fā)送給MCU單片機(jī)模塊,MCU單片機(jī)模塊經(jīng)過處理后在液晶顯示模塊上顯示,MCU單片機(jī)模塊將信號(hào)通過USB/串口傳輸?shù)絇C,PC經(jīng)過處理后,在PC的顯示屏上顯示和存儲(chǔ),通過PC上的操作界面將控制信息傳輸給MCU單片機(jī)模塊控制信號(hào)采集。
      [0006]進(jìn)一步,所述溫度測(cè)試模塊由溫度傳感器、基準(zhǔn)電源和溫度信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CHO信號(hào)端。
      [0007]進(jìn)一步,所述握力檢測(cè)模塊由握力傳感器、傳感器信號(hào)放大電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH5信號(hào)端。
      [0008]進(jìn)一步,所述心血管檢測(cè)模塊由心血管測(cè)量傳感器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH3信號(hào)端。
      [0009]進(jìn)一步,所述脈搏波波速檢測(cè)模塊由兩只脈搏波測(cè)量傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和比較電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)分別接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH6和CH7信號(hào)端。
      [0010]進(jìn)一步,所述血氧飽和度檢測(cè)模塊由血氧飽和度測(cè)量傳感器、傳感器激勵(lì)電路和信號(hào)放大調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH6和CH7信號(hào)端。
      [0011]進(jìn)一步,所述心電測(cè)試模塊由心電測(cè)量傳感器、心電導(dǎo)聯(lián)、導(dǎo)聯(lián)選擇器件⑶4052、濾波器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH2信號(hào)端。
      [0012]進(jìn)一步,所述肺功能測(cè)試模塊由肺功能測(cè)量傳感器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH4信號(hào)端。
      [0013]進(jìn)一步,所述PC信號(hào)顯示存儲(chǔ)模塊與MCU單片機(jī)模塊的USB 口和串口端口連接。
      [0014]進(jìn)一步,所述PC信號(hào)處理存儲(chǔ)模塊能處理MCU單片機(jī)模塊傳輸來的信號(hào),包括濾波、疊加、平均、特征點(diǎn)提取、數(shù)據(jù)計(jì)算,可以存儲(chǔ)MCU單片機(jī)模塊傳輸來的信號(hào)數(shù)據(jù)和處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)。
      [0015]本發(fā)明的有益效果是:該裝置電路簡(jiǎn)單,呈模塊化設(shè)計(jì),通過不同實(shí)驗(yàn)?zāi)K的組合實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)電路的模塊化,一臺(tái)儀器上可完成一個(gè)或者多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,大大提高了實(shí)驗(yàn)儀器的可靠性和方便性。
      【附圖說明】
      [0016]圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0017]圖2為本發(fā)明的液晶顯示模塊電路原理圖;
      [0018]圖3為本發(fā)明中溫度測(cè)試模塊電路原理圖;
      [0019]圖4為本發(fā)明中握力測(cè)試模塊電路原理圖;
      [0020]圖5為本發(fā)明中心血管參數(shù)測(cè)試模塊電路原理圖;
      [0021]圖6為本發(fā)明中脈搏波波速測(cè)試模塊電路原理圖;
      [0022]圖7為本發(fā)明中血氧飽和度測(cè)試模塊電路原理圖;
      [0023]圖8為本發(fā)明中心電測(cè)試模塊電路原理圖;
      [0024]圖9為本發(fā)明中肺功能參數(shù)測(cè)試模塊電路原理圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0025]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
      [0026]如圖1所示:一種醫(yī)學(xué)電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括MCU單片機(jī)模塊、液晶顯示模塊、溫度測(cè)試模塊、握力測(cè)試模塊、心血管參數(shù)測(cè)試模塊、脈搏波波速測(cè)試模塊、血氧飽和度測(cè)試模塊、心電測(cè)試模塊、肺功能參數(shù)測(cè)試模塊、PC信號(hào)處理存儲(chǔ)模塊、PC信號(hào)顯示模塊,所述MCU單片機(jī)模塊與液晶顯示模塊單向連接、與PC雙向連接,所述溫度測(cè)試模塊、握力測(cè)試模塊、心血管參數(shù)測(cè)試模塊、脈搏波波速測(cè)試模塊、血氧飽和度測(cè)試模塊、心電測(cè)試模塊和肺功能參數(shù)測(cè)試模塊與MCU單片機(jī)模塊單向連接,所述MCU單片機(jī)模塊、液晶顯示模塊、溫度測(cè)試模塊、握力測(cè)試模塊、心血管參數(shù)測(cè)試模塊、脈搏波波速測(cè)試模塊、血氧飽和度測(cè)試模塊、心電測(cè)試模塊、肺功能參數(shù)測(cè)試模塊作為生理信號(hào)采集前端,將采集到信號(hào)通過1 口發(fā)送給MCU單片機(jī)模塊,MCU單片機(jī)模塊經(jīng)過處理后在液晶顯示模塊上顯示,MCU單片機(jī)模塊將信號(hào)通過USB/串口傳輸?shù)絇C,PC經(jīng)過處理后,在PC的顯示屏上顯示和存儲(chǔ),通過PC上的操作界面將控制信息傳輸給MCU單片機(jī)模塊控制信號(hào)采集。
      [0027]上述溫度測(cè)試模塊由溫度傳感器、基準(zhǔn)電源和溫度信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CHO信號(hào)端,所述握力檢測(cè)模塊由握力傳感器、傳感器信號(hào)放大電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH5信號(hào)端,所述心血管檢測(cè)模塊由心血管測(cè)量傳感器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH3信號(hào)端,所述脈搏波波速檢測(cè)模塊由兩只脈搏波測(cè)量傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和比較電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)分別接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH6和CH7信號(hào)端,所述血氧飽和度檢測(cè)模塊由血氧飽和度測(cè)量傳感器、傳感器激勵(lì)電路和信號(hào)放大調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH6和CH7信號(hào)端,所述心電測(cè)試模塊由心電測(cè)量傳感器、心電導(dǎo)聯(lián)、導(dǎo)聯(lián)選擇器、濾波器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH2信號(hào)端,所述肺功能測(cè)試模塊由肺功能測(cè)量傳感器和信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成,檢測(cè)信號(hào)接入主電路板中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CH4信號(hào)端。
      [0028]上述PC信號(hào)顯示存儲(chǔ)模塊與MCU單片機(jī)模塊的USB 口和串口端口連接。所述PC信號(hào)處理存儲(chǔ)模塊能處理MCU單片機(jī)模塊傳輸來的信號(hào),包括濾波、疊加、平均、特征點(diǎn)提取、數(shù)據(jù)計(jì)算,可以存儲(chǔ)MCU單片機(jī)模塊傳輸來的信號(hào)數(shù)據(jù)和處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)。PC信號(hào)顯示存儲(chǔ)模塊能夠在PC顯示屏上顯示MCU單片機(jī)模塊傳輸來的信號(hào)波形和處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)。
      [0029]如圖2所示:為液晶顯示模塊,包括液晶JMl2864M-2模塊,液晶JMl2864M-2模塊的I腳接地,液晶JM12864M-2模塊的2腳接VCC電源,液晶JM12864M-2模塊的15腳連接液晶JM12864M-2模塊的16腳到VCC電源。
      [0030]如圖3所示:為溫度測(cè)試模板。包括圖3中G區(qū)的溫度信號(hào)放大調(diào)理電路、H區(qū)中的溫度傳感器信號(hào)模擬電路、I區(qū)的溫度測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接口。溫度信號(hào)放大調(diào)理電路用恒流源方法獲得溫度所對(duì)應(yīng)的電壓值。溫度傳感器信號(hào)模擬電路提供一組由精密電阻構(gòu)成的等效電路,來模擬不同的溫度傳感器信號(hào)。實(shí)驗(yàn)電路接口 J5與主電路板I的擴(kuò)展接口 8相連接。
      [0031]如圖4所示:為握力測(cè)試模塊。圖4中M區(qū)是握力模擬信號(hào)處理電路。包括基準(zhǔn)調(diào)整、放大等。N區(qū)是握力測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接口。
      [0032]如圖5所示:為心血管功能測(cè)試模塊,圖5所示的O區(qū)是心血管功能模擬信號(hào)處理電路。包括二次放大、濾波、電位抬高。P區(qū)是心血管功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接口。
      [0033]如圖6所示:為脈搏波速測(cè)試模塊,圖6中所示的Q區(qū)是脈搏波信號(hào)處理電路。包括放大電路,電位抬高電路。R區(qū)電路結(jié)構(gòu)與Q區(qū)完全相同。S區(qū)是脈搏波速測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接口。
      [0034]如圖7所示:為血氧飽和度測(cè)試模板,圖7所示的T區(qū)是血氧飽和度傳感器驅(qū)動(dòng)電路。提供電流給血氧飽和度傳感器內(nèi)的紅光發(fā)光二極管和近紅外發(fā)光二極管。U區(qū)包括放大電路,電位抬高電路,主要對(duì)血氧飽和度傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。V區(qū)是血氧飽和度測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接口。
      [0035]如圖8所示:為心電測(cè)試模塊,圖8中所示的a區(qū)是心電信號(hào)低通濾波電路,b區(qū)是導(dǎo)聯(lián)選擇電路,c區(qū)是差分放大電路,d區(qū)是信號(hào)調(diào)理電路,e區(qū)是心電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)電路接口。
      [0036]如圖9所示:為肺功能測(cè)試模塊。J區(qū)是肺功能模擬信號(hào)處理電路。包括放大、濾波、電位抬高。K區(qū)是J區(qū)信號(hào)處理電路中部分器件參數(shù)的組合選擇電路。L區(qū)是肺功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接口。
      [0037]工作原理:1、在作具體測(cè)溫實(shí)驗(yàn)時(shí):將溫度測(cè)試模板實(shí)驗(yàn)電路接口 J5通過電纜與MCU單片機(jī)模塊連接好,接通MCU單片機(jī)模塊的電源,此時(shí)+5VA、-5VA電源通過彼此連接的溫度測(cè)試模板實(shí)驗(yàn)電路接口 J5和MCU單片機(jī)模塊向溫度測(cè)試模板供電。同時(shí),MCU單片機(jī)模塊轉(zhuǎn)換電路與溫度測(cè)試模板的連接信號(hào)TWAD (CHO)接通,將溫度傳感器插入溫度測(cè)試模板的傳感器插座,根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)要求,在MCU單片機(jī)模塊的生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)儀器軟件環(huán)境下,點(diǎn)擊“溫度實(shí)驗(yàn)”按鈕進(jìn)入溫度測(cè)試,點(diǎn)擊“測(cè)試”按鈕,溫度測(cè)試開始,溫度測(cè)試模板所采集的信號(hào)TWAD
      當(dāng)前第1頁1 2 
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