引言
在現代醫學中，使用多參數監護儀對危重病人進行實時監測，可以及時地了解其心肺功能、血壓以及氧合能力等綜合因素，對病人的治療起著非常重要的作用。多參數監護儀已經在病房護理和急救系統中得到了廣泛的應用。
基于傳統PC平臺的多參數監護儀成本高、體積大、操作復雜，使用范圍具有局限性。而采用單片機為核心的便攜式多參數監護儀運算能力低，功能單一，界面簡陋，只能進行簡單的信號顯示和存儲。本文以德州儀器公司(TI)ARM+DSP的雙核處理器OMAP3530為核心，擴展參數采集前端、觸摸屏、SD卡存儲電路和網絡接入電路等模塊，設計及實現了一個具有實時檢測、顯示、存儲和網絡傳輸等功能的新型多參數監護儀。基于雙核芯片的優異性能，系統可采用高效復雜的算法對各生命參數進行快速準確的檢測、除噪和優化等處理，而Google Android豐富的應用支持，則為監護儀提供了良好的監護界面、網絡功能以及應用擴展性。醫生可使用該監護儀實時或遠程掌握病人的信息，使用者也可以家中自行測量，這將是新一代“數字醫療社區/醫院”的重要發展方向。
系統架構
處理核心
OMAP3530處理器采用65nm低功耗工藝制造，內部集成了600MHz的Cortex-A8彈性內核以及430MHz的TMS320C64x+ DSP內核[1]。ARM+DSP的雙核結構使操作系統效率和代碼的執行更加優化，ARM端負責系統控制工作，DSP端則承擔繁重的實時信號處理任務，從而成功地解決了性能與功耗的最佳組合問題。具有雙核結構的OMAP3530非常適合新型多參數監護儀的設計。低功耗可以更好地實現監護儀的便攜性，滿足野外救護等特殊需要;ARM對多種操作系統的支持，可以保證系統的穩定和良好的監護界面;DSP強大的運算能力可以確保對各生命參數進行快速、準確和復雜的分析處理。
硬件架構
系統框圖如圖1所示，監護儀的設計采用經典C/S(Client/Server，客戶機/服務器)架構，既可以離線使用，也可以通過以太網或者Wi-Fi網絡傳送數據到遠程PC服務端。人體各個生命特征信號通過導聯電極、血氧探頭、袖套等傳感器獲得后，在參數采集前端進行除噪、放大和A/D轉換后，通過串行口送到OMAP3530進行檢測、顯示、存儲和網絡 傳送等處理。
軟件架構
Android是Google與開發手機聯盟(Open Handset Alliance，OHA)推出的以Linux為內核，真正意義上的開放性移動設備綜合平臺。從軟件結構的角度上，Android系統分成4個層次： Linux操作系統及驅動、本地代碼框架、Java框架和Java應用程序。圖2為本系統的軟件架構圖。多參數采集前端通過異步串行口與OMAP3530通信，由于Java本身未提供串口的類庫，必須使用JNI(Java Native Interface)實現應用層與串口硬件的數據傳送。數據采集、處理、顯示及網絡傳輸使用多線程和隊列緩沖機制來保證數據的實時性和完整性。網絡使用C/S架構，充分發揮服務器上的硬件優勢，完成更多監護信息的顯示和分析。
