模块化多参数监护仪图，多参数监护仪的发展历史及方向

一、多参数监护仪的发展历史及方向

那我就来谈谈监护仪的发展史，（参考了资料，希望能帮到你）

随着现代医学的不断发展，作为各级医院基本设备配置的监护仪正被广泛应用于医院的ICU、CCU、麻醉手术室及各临床科室，特别是它可向医护人员提供病人生命体征的重要信息。利用这些信息，临床医生能更好地分析患者的病情，从而采取适当的治疗措施，获得最佳的治疗效果，因此监护仪的作用越来越受到重视。

监护系统的发展，可追溯至1962年，北美建立第一批冠心病监护病房（CCU），以后，监护系统得到了迅速发展，随着计算机和信号处理技术的不断发展，以及临床对危重患者和潜在危险患者的监护要求的不断提高，对CCU/ICU监护系统功能要求也不断提高，目前，监护系统除具有以前的多参数生命体征监护的智能报警外，还要求在监护质量以及医院监护网络方面有进一步的提高，以更好地满足临床监护、药物评价和现代化医院管理的需要。

现有监护产品的分类：

1．按产品性能和使用功能分为多参数固化式监护仪、便携式监护仪、插件式监护仪和中央站监护仪。

2．按监测参数方法可分为无创生命参数监测，有创参数监测及特殊测试参数的监测（血气、生化分析监测、除颤及特殊麻醉气体的监测）。

一．ECG监测的发展历史：

最早，医务人员对ECG的监测和需求，是从危重病人抢救开始的。

1. 1933年：Hooker首次进行实验动物心脏复苏，通过密切观察心脏跳动状况，来总结和判断病人的危重抢救效果。

2. 1943年：Claude Beek首次在手术室内实施电除颤，开始ECG的监测和临床应用。

3. 1952年：Zoll首次推出心脏起搏术，通过对心脏功能未完全恢复的病人进行起搏、监护，使病人得以康复；

4. 1956年：体外除颤仪问世，提高了危重病人抢救的存活率；

5. 1960年：Kauwenhoven报道胸外心脏按摩有效，心脏复苏技术日渐成熟；

6. 1960s：持续床边ECG监测，能够适时不断地监护病人的ECG状况，使得心脏病人及危重病人得以密切和连续的观察，同时帮助医务人员能对病人的心电情况做出连续的分析和判断；

7. 1970s：Swan-Ganz肺动脉漂浮导管的出现及临床应用，将血流动力学监测（有创压、心排量等）引入临床，监测功能更加多，医务人员获取的客观监测信息更加丰富，从而大大促进医疗水平和科研；

8. 1970s：临床开始应用持续无创血压监测技术；

二、血氧饱和度（SPO2）的监测技术，也是在70年代发展起来的，直到80年代中期还没有广泛应用于临床。国内较早应用的是单纯SPO2的监护仪及单纯的心电的监护仪。由于微处理机和快速电子系统的广泛应用，监护参数ECG、SPO2、NIBP、TEMP等集于一体的监护仪越来越得到医护人员的认可应用与广泛的临床应用；

二代监护的发展

在随后的发展中，心输出量和EtCO2监护仪也作为床边监护仪在临床得以发展和使用，特别在ICU、CCU、麻醉科应用非常广泛。

1、显示与参数：

监护仪最初只是作为适时地监测病人的主要生命参数，ECG、NIBP和SPO2，由最早的数字显示，发展到数字和波形同屏显示。

在监护仪的屏幕显示方面，也在不断地更新和改进，由最初的LED显示，CRT显示，发展到液晶显示，直至目前更为先进的彩色TFT显示，即能保证很高的分辨率和清晰度，消除视角问题，在任何角度都能完整地观察病人监护参数和波形。在使用中，能够保证长期高清晰、高亮度的视觉效果。

2、分析联网功能：

随着电路的高度集成化，监护仪的体积越来越趋于小巧，功能也更加齐全，在可以监测ECG、NIBP、SPO2、TEMP等基本参数的同时，也可以连续监测有创血压、心输出量、特殊麻醉气体等参数。在此基础上，监护仪逐渐发展到有强大的软件分析功能，如心律失常分析、起搏分析、ST段分析等，并可根据临床需求进行监测信息回顾，包括趋势图、表的信息存储功能，存储时间长，信息量大。

随着通讯网络的快速发展，单台监护仪监测病人，已经不能满足大量病人信息的处理和监测，通过中央网络信息系统，将医院多台监护仪联网，可以提高工作效率。特别是在夜间，工作人员较少的情况下，也能同时监测多个病人，通过智能分析报警，使每个病人都能得到及时的监护和治疗。中央监护系统通过与医院网络系统联网，将医院其他科室病人的相关资料进行汇总存储，使得病人在医院的所有检查、病情等资料都能存储到中央信息系统，便于更好的对病人进行诊断和治疗。

3、操作方式：

为了能让更多的医务人员尽快地掌握仪器的使用，目前销往中国的监护仪操作菜单也由以往的纯英文发展成中/英文菜单可选。

最初医院应用的监护仪监测功能简单，但操作为按键方式，操作也比较繁琐，监护仪体积也比较大。随着技术的改进和提高，现在的操作方式已由原先的按键方式，发展到触摸式，及目前最为流行的旋转鼠标钮的操作方式，方便快捷，更加适合临床应用。

4、监护仪外型结构：

根据不同科室的需求，监护仪外型的选购也不同。一般在临床应用中，多选择固化式监护仪，监护的参数包括心电、呼吸、无创血压、血氧饱和度、体温等。插件式监护仪则主要应用ICU、CCU、麻醉科等，插件式监护仪的优点是，可根据不同病情的病人，选择相应的功能模块，对病人进行有选择地参数监测。这些科室所监护病人的病情复杂，病种多，对监测参数的需求也不同，模块化设计的插件式监护仪，可以灵活方便地组合监测参数，对于常用的监测功能模块，可以每台仪器配备，对于特殊的功能模块，可以根据使用情况有选择的配备。这种设计方式，既可满足临床监测各种特殊病例的需求，又能为医院减少不必要的资金投入，使各种功能模块均能得到充分、合理地使用。

先进的医疗仪器装备，同时也促进了医院业务项目的开展，如社区服务、现场紧急救护等，为了满足这方面的需求，便携式监护仪也应运而生，轻巧方便的设计，可以更好地满足急救以及危重病人的转运。

目前，监护仪的发展非常迅速，展望监护仪未来的发展趋势，监护仪本身的监护功能只是众多功能的一个方面，监护仪代表了高新技术在医疗电子产品的集中体现，通过远程会诊，可以将病人的信息资料快速传递，可以使专家的诊断和治疗建议，更快、更准确地反馈到疑难病人的治疗中，使病人尽快地康复。

其主要用于手术室、急诊室、复苏室和ICU/CCU病房等，主要监测范围可涉及心电（ECG）、呼吸（RESP）、血氧饱和度（SPO2）、无创血压（NIBP）、双通道体温（TEMP）、双通道有创血压（IBP）等，同时也可适用于成人、小儿和新生儿的床旁监护。

对于我国而言，我国的监护技术发展得较早，始于上世纪50年代末，但直到70年代中期才研制出用于临床的监护仪器，80年代各种医用监护仪纷纷问世。但从其发展速度来看，受近几年国内医疗器械产业的发展比较迅猛,市场规模以平均每年15%的速度递增的影响，我国的监护仪产业也保持着快速的增长速度，同时也涌现出了像深圳这样的高档医疗器械重要制造基地和深圳迈瑞、深圳金科这样的优势企业。

05年，国内的监护仪出口金额为4427万美元，同比增幅46.03%，深圳迈瑞和深圳金科包揽了前两位，所占比重高达67.21%，其中深圳迈瑞更是以56.79%的比重占据着半壁江山。

2006-2007年，国内的医疗器械市场继续保持着快速稳定的增长态势，良好的发展环境也使得监护仪的出口贸易继续大增，06年的出口额达到了7528万美元，同比高达70.04%，深圳迈瑞的出口比重有所下降，达到了47.29%，2007年，相比去年，医疗器械工业今年的增长仍然明显，总产值同比增长22.88%，截止到10月，我国病员监护仪出口数量为91860台，出口金额达到了9600万美元，同比增幅为68.90%，行业继续保持着稳定的增长。

从其未来两年发展的影响因素来看，目前医疗器械行业即将全面施行的两大强规将对行业的发展产生影响，一是卫生部门在今年6月份开始对医疗器械实施集中采购管理，相关的规定和实施办法可能很快就要出台；二是今年9月，国家食品药品监督管理局公布了《医疗器械监督管理条例（修订草案）》的修订意见，这个条例属于国务院强制性法规，正式实施以后将提高医疗器械的注册及生产门槛，医疗器械行业或将面临重新洗牌。

从其发展前景来看，监护仪作为数字化医疗设备的种类，随着我国数字化医疗设备产业的快速发展，其发展前景看好，另外虽然上述两大新规将影响医疗器械产业的生产流通和销售，加速产业洗牌，但目前国内的监护仪行业集中度和竞争和已相对较高，随着医疗环境的改革，行业发展增速将保持在10-15%左右的速度增长。

二、多参数监护仪简介

目录 1拼音 2工作原理 2.1 1.系统工作原理 2.2 2.系统结构 2.3 3.系统硬件设计 2.4 4.系统软件设计 1拼音

duō cān shù jiān hù yí

多参数重量监护仪能为医学临床诊断提供重要的病人信息，可实时检测人体的心电信号、心率、血氧饱和度、血压、呼吸频率和体温等重要参数，实现对各参数的监督报警。信息存储和传输，是一种监护病人的重要设备，但目前国内的监护仪一般功能单一，多为CRT显示，体积较大，移动不方便，存在着不足。

该便携式微电脑参数生理监护仪，检测参数多，设计紧凑，体积小巧，携带方便，既可用于病房，也可用于室外，可以定时、连续、长时间地检测病人的重要生命特征参数，它在保障病人的生命安全方面具有重要的临床使用价值。

2工作原理 2.1 1.系统工作原理

便携式微电脑多参数生理监护仪的主机由两个16位微控制器80C196组成。

系统通过信号检测与预处理模块将生物医学信号转换成电信号，并进行干扰抑制、信号滤波和放大等预处理。然后，通过数据提取与处理模块进行采样、量化，并对各参数进行计算分析，结果与设定阈值比较，进行监督报警，将结果数据实时存储到RAM，并可实时传送至PC机上，在PC机上可实时显示各参数值。

2.2 2.系统结构

系统原理框图如图1所示。该监护仪由两个单片机组成双CPU系统。

单片机1完成对体温、心电波形、脉搏脉形的信号检测、处理、数据存储，并通过LCD显示屏对各波形、参数进行定时显示、报警。

单片机2承担其中耗时较长的血压测量及血氧饱和度的检测，使之不影响整个系统的正常工作，同时还承担对心率、呼吸频率的测定。

两个单片机间的信息交换通过1个8位的并行口进行，由2根I/O口实现通信控制。具体是用P1口，配合两个高速输入、输出I/O口（HIS.0、HSO.0），用作两个单片机之间的数据传送。这种双机间的连续方式属于松耦合的多处理机系统（参考文献8），在硬件实现上较为简单，只需在软件编程时，为其通信方式设计必要的通信协议、数据传输方式等。

2.3 3.系统硬件设计

（1）系统采用EEPROM 28C64作为程序存储器；采用一片非易失性静态存储器（NASRAM）作为数据存储器。NASRAM具有静态存储器的优点，同时具有非易失性的特点。非易失性的特点是指存储芯片在掉电的情况下，能够正确无误地保存所有数据，保存时间长达10年。采用芯片的非易失性的特点可以不用为此芯片提供掉电备用电源，即可实现掉电数据保护。

（2）液晶显示模块

为了对心电波形、脉搏波形及其它生理参数进行显示，而且对波形显示具有足够的分辨率，为此系统采用图形液晶显示屏。为了减少仪器的体积，实现系统低成本，功耗小的要求，选用了特别适用于便携式监护仪的单色LCD显示屏。

该显示屏为日立LMG70520XNGR液晶显示屏，点阵数为640×200，点尺寸为0.22×0.30，其驱动电源为+5V和20～21V,耗电仅8mW，能满足本系统的要求。

为控制该显示屏的显示，我们选取了适用于该显示屏的显示控制器SED1330。该芯片是用于计算机的指令与数据，并产生相应的时序及数据控制液晶显示屏的显示。该控制器自带RAM，自行管理显示缓冲区，与CPU之间通过8位数据并行传输，与显示屏之间是4位数据并行传输。

（3）键盘输入模块

系统设计的功能键采用中断方式输入。当有任一功能键按下时，产生键盘中断，CPU执行中断程序，读取键码，执行相应操作；没有键按下时，不占用CPU的运行时间，提高了CPU的运行效率。

键盘采用两片74LS373构成矩阵软件编码键盘，键盘部分直接挂在单片机1的总线上。不占用单片机I/O口线，也不必为此扩展系统I/O口，可减少系统消耗功率。

通过为键盘分配相应的I/O地址，可采用读写该地址的方式获得键码。硬件实现简单，软件编程方便。

（4）电源系统

基于低功耗和便于携带使用的考虑，系统采用电池供电及外接ACDC变换器件供电的方式。设计采用三节1.5V电池供电。该电压通过稳压器件提供+5V的电压给系统工作。同时采用DCDC电压变换器+5V的电压变换至18～24V电压，以提供给LCD显示屏工作。

选择电池作为电源是基于如下考虑：具有高输出能力、小型结构、标准尺寸和低价格。

（5）外围器件控制

系统各外围器件的片选信号由74LS373锁存的地址信号，经芯片GAL16V8C译码产生。GAL芯片是可编程逻辑阵列，通过对其引脚的编程，将其作为译码器，依据P4口高字节8位地址进行片选，其编程方便，使用灵活。系统除用作译码器外，在单片机2中，还用作控制气泵和气阀的开关。

通过簇已分配给气泵或气阀I/O口地址，写上“0”或“1”，则输出引脚OUT1、OUT2为低或高电平。该电平将保持，直到再次往同一地址写“1”或“0”，如此，可定时控制气泵或气阀开关。

2.4 4.系统软件设计

系统软件的主要特点是，以实时数据为核心，以功能独立化、结构模块化为软件设计模式。系统开发采用了结构化的，从上到下的模块划分及从底到上的硬件功能封装的软件开发设计方法。本系统采用C96语言进行软件系统开发。

（1）数据采集程序

数据采集到整个系统最重要的问题。如何实现数据采集，保证数据采集的实时性，并且能高效率地进行数据采集，尽可能少的时间占用少的系统资源，对于多参数同时监护的情况下，是确保系统处理的实时性的重要因素。

在软件设计中，我们利用硬件定时器及软件定时器，进行定时中断，进行多通道、多采样点的数据采集流程设计。由于人体生理信号的变化较缓慢，采用此种方法已经可以确保高精度、实时性的数据采集。

（2）液晶显示控制

系统显示功能的实现，实际上是对显示控制器SED1330的编程控制。SED1330控制器具有系统控制、显示操作、绘制操作、存储操作等共15条指令。

在进行系统显示模块的编程时，我们利用C96语言对SED1330的指令功能进行分类组合、封装，编制了一个基本的显示控制图函数库。通过对子函数的调用，非常方便地实现了复杂的人机界面程序设计。

设计的子函数如下：

lnitCD();/*初始化SED1330*/

ClearDispBufffer();/*对显示缓存区清零*/

ChooseScreen(screen);/*选择显示缓存区*/

SetCsrAbsAddr(addr);/*设置光标绝对位置*/

SetCsrDir(dir);/*设置光标移动方向*/

PutChar16xy(x,y,data);/*显示点阵为16×16的字体*/

SetPutPixel(x,y)；/*在显示屏上显示一点*/

H_line(x1,x2,y,linestyle);/*画水平线*/

V_line(x1,y1,x2,y2);/*画垂直线*/

lnvert(x1,y1,x2,y2);/*对矩形区域反显*/

Clear(left,top,right,bottom);/*清除矩形区域*/

部分液晶显示子程序示例如下：

# include 80c196.h

# include“data.dat”

# include init.c

# define UP 0x4e

# define DOWN 0x4f

# define LEFT 0x4d

# define RIGHT 0x4c

# define AP 80

# define SA1 0

# define SAD2 0x3e80

# define Max_X 640

# define Max_Y 200

# define ECQ_Y 128

# define PLUSE_Y 50

# define NORMAL ox4f

# define DOT_1 0xaa

# define DOT_2 0x66

unsigned char* m_reg;

unsigned char* pram_reg;

unsigned int_sad;

/************************/

/* var screensvalue is:1 or 2.*/

ChooseScreen(screen)

Unsigned char screen;

{

switch(screen){

case 1:

_sadSAD1;break;

case 2:

_sadSAD2;break;

defaulf:

_sadSAD1;}

}

/*************************/

lnitl_CD()

{

* m_reg0x40;/*SYSTEM SET*/

* pram_reg0x34;/P1 CGRAM font dot array(now is:8x16)*/

* pram_reg0x87;/*P2*/

* pram_reg0x07;

* pram_reg80;

* pram_reg93;/*P5 93*/

* pram_reg200;

* pram_reg80;/*P7*/

* pram_reg0;/*P8*/

* m_reg0x44;/*SetSooll()*/

/*set SAD1*/

* pram_reg0x0;/*P1*/

* pram_reg200;/*P3*/

/* set SAD2*/

* pram_reg0x80;/*P4*/

* pram_reg0x3e;

* pram_reg200;/*P6*/

/*set SAD3*/

* pram_reg0x00;/*P7*/

* pram_reg0x7d;/*P8*/

/*set SAD4*/

┆

* m_reg0xf58;/*Set Display(OFF)*/

/**pram_reg0;*/

* m_reg0x5d;/*SetCsrForm()*/

* pram_reg6;

* pram_reg0x86;

* m_reg0x5a;/*set HDOT SCR*/

* pram_reg0;/*must be clear*/

* m_reg0x4c;/*set csr dis is:RIGHT*/

* m_reg0x5b;/*SetOvlay*/

* pram_reg0x1c;/*three graphics display zone*/

* m_reg0x5c;/*SetCGRAM(addr)*/

* pram_reg0xf0;/*turn off the CGAM*/

* pram_reg0;

* m_reg0x59;/*SetDisplay(ON)*/

* pram_reg0x16;

ClearDispBuffer();

}

………………

利用LCD显示屏进行显示时，需要解决的问题是清除图形间断现象。模拟波形是连续图形，但显示屏是以离散点加以显示的，这样会造成波形快速升降沿间断的现象。

为此，我们设计了一比较子程序。当相邻两列的点的幅值差大于2时，就将两点间的所有点“点亮”，使显示的图形连续。

（3）中断系统的应用

本系统功能的实现，主要由中断程序程序实现。如采用键盘输入中断、数据采集中断、双机通信、上下位机间的通信等中断服务。中断服务在整个系统软件中起著不可缺少的作用。