DICE-LYEXC3S250E

医疗电子自动化设计实验平台

1.平台简介

医疗电子自动化设计实验平台基于Xilinx的Spartan3E-XC3S250E的实验教学平台，该产品主要面向在校生物医学工程、电子、计算机等专业高年级本科生和研究生。

该实验平台可以完成常规的人体生理参数监测，如心电、血氧、体温、呼吸、无创血压和有创血压。除此之外，该实验平台还包括丰富的外设，包括7寸800*480分辨率触摸屏、OLED12864显示模块、LCD1602显示模块、七段数码管、独立按键、LED、矩阵键盘、拨位开关等。

由于平台上集成了蓝牙模块，学生就可以基于Android手机开发一些APP，与平台上的各种模块进行交互，便于进行家用和便携式的医疗设备开发。

图 1 医疗电子自动化设计实验平台实物图

医疗电子自动化设计实验平台配套的人体生理参数监测系统，可以用于监测心电、血氧、体温、血压和呼吸五大人体生理参数，如图2所示，该监测系统通过扩展板与医疗电子自动化设计实验平台连接，由于扩展板是开放的，因此后续还可以制作更多的扩展板。

图2 人体生理参数监测系统实物图

2.主要特点

Ø 扩展接口，通过扩展板与人体生理参数监测系统相连接，学生可以实现五大人体生理参数监测实验，如心电监测实验、血氧监测实验、血压测量实验、体温测量实验和呼吸监测实验，与生物医学工程专业紧密结合

Ø 蓝牙模块，轻松与Android手机进行交互，进行家用和便携式的医疗设备开发

Ø 7寸液晶触摸屏，分辨率为800*480，实现复杂功能，诸如波形显示

Ø 丰富的基础模块，诸如OLED12864、LCD1602、矩阵键盘，可以实现非常丰富的实验

3.实验平台规格

Ø 7寸屏幕分辨率：800*480，电容触摸屏；

Ø 心电信号测量范围：30~350BPM，精度为±2BPM；

Ø 血氧信号测量范围：0~100%，分辨率1%，精度2%（70%-100%），3%（40-69%），脉搏次数：20-250次/分；

Ø 温度信号测温范围：-25℃~+45℃，精度为±0.1℃；

Ø 呼吸率范围：0-60BPM

Ø 收缩压范围：60mmHg-240mmHg、平均压范围：40mmHg-210mmHg、舒张压范围：30mmHg-190mmHg

Ø 实验箱整体使用年限：5-10年。

4.平台适用

Ø 基于FPGA的算法分析与研究，尤其是人体生理参数（如心电、血氧、体温、血压、呼吸等）相关算法，且本实验平台提供了丰富的HDL源码

Ø 便携式监护类医疗器械开发，诸如心电监护仪、血氧监护仪、呼吸监护仪和血压测量仪等，且本实验平台提供了丰富的基于Android平台的APP源码

5.实验效果展示

基于该实验平台可以完成人体生理参数采集、处理与显示的实验，且可在实验平台上的7寸液晶屏上进行参数显示，通过串口在PC上进行数据处理和参数显示，还可以通过蓝牙模块在Android手机上进行数据处理和参数显示。以下是基于7寸液晶屏和Android手机的心电、血氧和体温参数的采集、处理与显示演示实验。

图 3心电监测实验演示

图 4 血氧监测实验演示

图 5 体温监测实验演示