在当今社会,随着经济和科技的迅速发展,人们对于身体健康越来越重视,对于医疗服务的要求也越来越高。然而,医生工作任务繁重,病人数量众多,难以对每位病人都进行细致的照顾,特别是在输液过程中,病人往往得不到及时的看护,这会引发医疗纠纷。基于STC15F2K60S2单片机的智能医疗助手的提出,可以有效解决这一问题,通过智能化手段提高医疗监护的效率和准确性。
智能医疗助手的核心是STC15F2K60S2单片机,它是一种高性能的8051内核的单片机,具有较高的处理速度和丰富的接口资源,适用于多种智能控制场合。为了实现输液监控,设计中采用了重力传感器和光电传感器来采集与输液相关的模拟信号。
重力传感器是一种基于特殊材料的传感器,能够将因重力产生的力转换为电信号。在输液监控系统中,重力传感器被用来感知吊瓶中药液的多少。当液体重量发生变化时,重力传感器的电介质会产生极化现象,产生一个电场。这个电场通过电路转换后,得到与外力(重力)相对应的电信号输出,从而反映液体重量的变化。
光电传感器则是利用光电效应的原理,可以灵敏地检测到外界光线的变化,并将其转换为电信号。本设计中的光电传感器主要由光源发生器、光学通路和光电检测器三部分组成。光源发生器采用红外发光二极管,照射到人体小拇指或耳垂等部位。光电检测器接收到经过这些部位的红外光后,将其转换成电信号。由于人体血液循环的周期性变化,使得通过动脉和静脉的血液量和血液半透明度也随之变化,从而在指尖或耳垂等部位引起可检测的光强变化,进一步转换成电信号反映脉搏跳动。
传感器采集到的模拟信号通过A/D转换器转换为数字信号,以便单片机处理。在本设计中,A/D转换模块主要采用TI公司的TLC2543 12位串行模数转换器,利用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。TLC2543具有串行输入结构,可以节省51系列单片机I/O资源,且具有较高的性价比和分辨率。
STC15F2K60S2单片机接收到A/D转换后的数字信号,通过异步串行通信口将信息发送给上位终端显示机。上位机接收信号后进行处理并以图形化方式显示药液量和脉搏次数,为医护人员提供直观的监控信息。
本设计中的控制系统包括传感器模块、A/D转换模块、单片机模块和上位机系统等。传感器模块负责采集输液和脉搏信号,A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号,单片机模块处理信号并通过通信口与上位机通信,上位机系统则负责显示处理结果。
文章还提到,整个系统的设计可以有效解决输液监护中的问题,使现代医学走向智能化成为可能。随着科技的不断进步,类似这样的智能医疗助手将会在医疗领域扮演越来越重要的角色,为提高医疗服务水平和保障患者安全做出贡献。
本研究得到广西可信软件重点实验室项目支持,文章作者宋玲玲为烟台职业学院电子工程系讲师,张会兵则是桂林电子科技大学计算机与信息安全学院的教师,两位作者于2016年10月14日投稿,该文发表于2016年11月的泰山学院学报第38卷第6期,文献编号为1672—2590(2016)06—0065—06。