一種醫(yī)療電子實驗平臺的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種供教學(xué)使用的醫(yī)療電子實驗平臺。
【【背景技術(shù)】】
[0002]教學(xué)實驗平臺是高等院校教育實踐中經(jīng)常需要用到的器件。然而，由于高等院校的教學(xué)實驗平臺銷售面窄，競爭力弱，而且，研制和銷售一款優(yōu)秀的實驗平臺需要與高校教師反復(fù)進(jìn)行討論、修正，再討論再修正，過程復(fù)雜且增加了設(shè)備成本。目前，一些大眾性的專業(yè)，如電子類、計算機(jī)類，由于其使用的人數(shù)基數(shù)大，其實驗教學(xué)平臺還相對沒有那么落后。而一些專業(yè)性強(qiáng)的交叉學(xué)科，由于其涉及的知識面廣，而使用人數(shù)基數(shù)小，針對這些專業(yè)的實驗平臺本來就很少，而優(yōu)秀的實驗平臺就幾乎沒有。醫(yī)療器械專業(yè)是典型的交叉性學(xué)科，會涉及到醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、電子、計算機(jī)等專業(yè)的知識，因此，針對這方面的教學(xué)實驗平臺非常稀缺。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種醫(yī)療電子實驗平臺，可對醫(yī)療器械專業(yè)教學(xué)實踐中的信號進(jìn)行實時監(jiān)測處理，并基于一套實驗平臺提供多種技術(shù)的鍛煉學(xué)習(xí)。
[0004]本實用新型的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決:
[0005]—種醫(yī)療電子實驗平臺，包括擴(kuò)展板、串口觸摸屏、無線通訊模塊、FPGA核心板和電源模塊，所述擴(kuò)展板連接所述FPGA核心板，用于采集人體生理參數(shù)信號;所述串口觸摸屏連接所述FPGA核心板，用于顯示參數(shù)、接收外界輸入的信號；所述無線通訊模塊連接所述FPGA核心板，用于接收所述FPGA核心板輸出的信號，并通過無線通訊方式傳輸?shù)酵饨?所述FPGA核心板用于對所述擴(kuò)展板、串口觸摸屏、無線通訊模塊進(jìn)行控制;所述電源模塊用于對整個實驗平臺供電
[0006]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是:
[0007]本實用新型的醫(yī)療電子實驗平臺，以FPGA技術(shù)為核心，設(shè)計出基于FPGA的面向醫(yī)療器械專業(yè)的醫(yī)療電子自動化設(shè)計實驗平臺。通過擴(kuò)展板，該平臺可以對人體生理參數(shù)，諸如心電、血氧、體溫、呼吸和血壓進(jìn)行實時監(jiān)測。而通過FPGA技術(shù)的并行性特點(diǎn)，可對上述多種生理參數(shù)信號進(jìn)行實時監(jiān)測處理。實驗平臺中各模塊之間的協(xié)同工作，涉及到FPGA技術(shù)、模擬電路技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、生理參數(shù)檢測技術(shù)、信號處理技術(shù)、算法分析技術(shù)、液晶觸摸屏顯示技術(shù)，對于學(xué)生掌握這些技術(shù)有著非常積極的促進(jìn)作用。從而，可基于一套實驗平臺進(jìn)行多種專業(yè)技術(shù)的鍛煉學(xué)習(xí)，無需學(xué)生反復(fù)更換平臺。此外，除串口觸摸屏可作為實驗平臺的顯示器件外，實驗平臺可連接外部的計算機(jī)和手機(jī)作為顯示器件，這樣也極大地增加了實驗平臺系統(tǒng)的靈活性。
【【附圖說明】】
[0008]圖1是本實用新型【具體實施方式】的實驗平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實用新型【具體實施方式】的實驗平臺的具體實例分布示意圖；
[0010]圖3是本實用新型【具體實施方式】的實驗平臺的具體實例中各模塊分布示意圖。
【【具體實施方式】】
[0011 ]下面結(jié)合【具體實施方式】并對照附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]如圖1所示，為本【具體實施方式】的實驗平臺的結(jié)構(gòu)示意圖，實驗平臺包括擴(kuò)展板
100、串口觸摸屏200、無線通訊模塊300、FPGA核心板400、顯示模塊500和電源模塊(圖中未示出)。上述各模塊均集成在實驗平臺的底板(圖中未示出)上。
[0013]其中，F(xiàn)PGA核心板400用于對擴(kuò)展板100、串口觸摸屏200、無線通訊模塊300進(jìn)行控制。FPGA核心板作為整個實驗平臺的核心，連接著其他各個模塊，是整個系統(tǒng)的樞紐。FPGA核心板可通過串口與計算機(jī)相連，從而可有效將計算機(jī)與本實驗平臺有機(jī)結(jié)合。具體地，F(xiàn)PGA核心板基于FPGA芯片，核心板上有接口單元，例如JTAG接口、TTL接口和配置開關(guān)，以連接其它模塊。FPGA具有并行處理的特點(diǎn)，而醫(yī)療器械專業(yè)，處理的生理參數(shù)信號對于實時性要求很高。使用FPGA技術(shù)對生理參數(shù)進(jìn)行實時處理，可以滿足醫(yī)療器械的要求。
[0014]擴(kuò)展板100連接FPGA核心板400，用于采集人體生理參數(shù)信號。例如，心電信號、呼吸信號、血氧信號、體溫信號、血壓信號等。優(yōu)選地，擴(kuò)展板與底板之間通過標(biāo)準(zhǔn)接口可插拔連接。這樣，只要符合接口標(biāo)準(zhǔn)，就可以自行設(shè)計擴(kuò)展板，便于對實驗平臺的信號采集進(jìn)行升級，從而保證實驗平臺與時倶進(jìn)的特性。優(yōu)選地，擴(kuò)展板中包括心電信號采集單元，體溫信號采集單元，血氧信號采集單元中的一種或者多種。所述實驗平臺還包括心電接口、體溫接口、血氧接口中的一個或者多個，所述心電接口用于連接外界的心電線纜與所述心電信號采集單元;所述體溫接口用于連接外界的體溫傳感器與所述體溫信號采集單元，所述血氧傳感器用于連接外界的血氧傳感器與所述血氧信號采集單元。從而通過接口，擴(kuò)展板中僅設(shè)置采集部分，通過外界的線纜、傳感器等實現(xiàn)信號的探測，以減小實驗平臺的體積空間。
[0015]串口觸摸屏200連接FPGA核心板400，用于顯示參數(shù)、接收外界輸入的信號。串口觸摸屏200用于進(jìn)行嵌入式人機(jī)交互，既可以顯示一些參數(shù)如波形、數(shù)值，又可以用于各種參數(shù)的輸入。
[0016]無線通訊模塊300連接FPGA核心板400，用于接收FPGA核心板400輸出的信號，并通過無線通訊方式傳輸?shù)酵饨?。無線通訊模塊例如可為藍(lán)牙模塊，所述藍(lán)牙模塊通過串口與所述FPGA核心板相連，用于將所述FPGA核心板輸出的信號通過藍(lán)牙技術(shù)傳輸?shù)酵饨?。還可為WiFi模塊，則通過WiFi傳輸方式進(jìn)行信號的傳輸通訊。通過無線通訊模塊，F(xiàn)PGA核心板可與外界的手機(jī)進(jìn)行互聯(lián)，有效將手機(jī)系統(tǒng)與本實驗平臺有機(jī)結(jié)合。
[0017]電源模塊用于對整個實驗平臺供電。
[0018]如圖2和3所示，分別為實驗平臺的具體實例分布示意圖和其中各模塊的分布示意圖。實驗平臺由四部分組成:(I )FPGA核心板，該核心板基于FPGA芯片，核心板上有JTAG接口、TTL接口和配置開關(guān)；(2)基礎(chǔ)實驗?zāi)K，包括七段數(shù)碼管模塊、LED模塊、0LED12864顯示模塊、LCD1602顯示模塊、藍(lán)牙模塊、蜂鳴器模塊、矩陣鍵盤模塊、獨(dú)立按鍵模塊、撥位開關(guān)模塊、溫濕度傳感器模塊，主要可進(jìn)行一些基礎(chǔ)性實驗；(3)擴(kuò)展板，作為實驗平臺的信號采集部分，可以包括人體心電參數(shù)監(jiān)測板、人體血氧參數(shù)監(jiān)測板、人體體溫參數(shù)監(jiān)測板、人體呼吸參數(shù)監(jiān)測板、人體血壓參數(shù)監(jiān)測板等；(4)液晶觸摸串口顯示屏，用于進(jìn)行人機(jī)交互，既可以顯示一些參數(shù)如波形、數(shù)值，又可以用于參數(shù)輸入。
[0019]具體各個模塊如下:
[0020]1.7寸800*480液晶觸摸屏，觸摸屏為電阻式或電容式。該液晶觸摸屏與FPGA核心板的連接方式是通過串口連接。液晶觸摸屏通過串口與FPGA核心板進(jìn)行通訊，核心板上的參數(shù)可以通過串口上傳至液晶觸摸屏。通過觸控，可以將指令由液晶觸摸屏通過串口發(fā)送到核心板。
[0021]2.擴(kuò)展板包括心電信號參數(shù)板、血氧