中央医用监护系统网络通信设计

　　随着现代医疗技术的发展和相关学科的不断发展,监护仪已经成为医用电子仪器中不可缺少的一大类仪器,在医院中起着越来越重要的作用。监护仪主要用于测量人体生命特征参数,如心电、血压、血氧饱和度、体温、呼吸等,显示及记录各项采集数据,并和已知设定值比较,如果出现超差可发出报警。如果没有监护仪,医生需要不间断、不定时地进行测量,这样就不能及时发现在疾病急性发作时的病情变化,因此往往导致病人死亡。监护仪具有昼夜连续对病人监测的功能,以便医生发现情况及时抢救,使死亡率大幅度降低。中央监护系统则将多台监护仪通过网络联在一起,集多床病人生命参数监护和状态监护于一身,监视病人的行为状况,并将各床位病人的状态、监护波形和数据显示于大屏幕监视器上,便于集中监护和管理,因此中央监护系统不仅可以减轻医务人员的劳动,提高护理的工作效率,更重要的是使医生能随时了解各个床位的病况,当出现危急情况时及时进行处理,提高了护理质量,大大降低危重病人的死亡率。

　　1　网络总体结构

　　PC机上均配有RS2232C接口标准的异步通信适配器,但由于RS2232C接口标准的通信距离近,抗共模能力差等缺点,不适用于长距离、高速通信的要求。为了改善RS2232C标准的电气特性,同时又考虑与RS2232C兼容,美国电气工业协会公布了RS2422A标准接口。RS2422A比RS2232C传输信号距离长,速度快。传输率最大为10 Mb/s,在此速率下允许电缆长度达120 m,因此设计中,通信结构采用RS2422A标准结构,中央监护系统通信连接方式原理图如图1所示,电阻R1~R9起传输线阻抗匹配作用。

　　2　中央机(PC计算机)与各分机通信协议和传送数据格式

　　2. 1　通信协议

　　中央监护系统由一台中央机和多个分机构成,中央机采用PC计算机,分机(连接到系统中的监护仪)采用MCS296系列单片机。由于中央监护系统是一个多机工作系统,因此必须合理安排通信协议,避免发生通信冲突。MCS296系列单片机是支持4种通信工作方式的全双工串行口,其中方式2和方式3用于多机通信方式。工作在方式2的单片机只有接收的第9位数据为“1”时才会激活串行口中断,而工作在方式3单片机接收的第9位数据不管为“0”或“1”均会激活串行口中断[1]。

　　中央机监护系统PC计算机与4台或8台分机相连,每一个分机都要将采集处理的心电信号、脉搏信号及呼吸信号等数据在中央监护系统PC计算机监视器的固定区域显示,因此要求中央监护系统通信速度高,数据通信格式简洁。基于上述要求,将系统的通信协议定义为: