婴儿培养箱信号采集控制系统技术领域
本发明涉及婴儿培养箱，尤其是涉及婴儿培养箱信号采集控制系统。
背景技术
婴儿培养箱是医院新生儿科常用的医疗、保育设备。新生儿在培养箱内培养、早产
儿在培养箱内进行治疗，箱内温度、箱内湿度、婴儿皮肤温度等参数指标极为重要，医护人
员隔一定的时间将这些数据手动记录在患儿病历上，与其它数据一起，作为患儿目前症状
的表征。
目前，对培养箱内上述参数的采集无论是手动采集或通过计算机自动采集，都只
是少量数据的存储，只能作为实时监护的一些参考数据，且存在信息项目少、采集不便、需
要医护人员手动整理的不足，给医护人员带来诸多麻烦。随着人们生活水平的不断提高，需
要病患儿的信息越来越多，医护人员对婴儿培养箱内信息的统计、整理工作也随之增多，归
纳整理的工作非常繁重。婴儿培养箱是新生患儿培养、治疗的载体，围绕婴儿培养箱自动进
行相关数据的采集、归类、分析、上传就显得极其重要。
发明内容
本发明目的在于提供一种婴儿培养箱信号采集控制系统。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述婴儿培养箱信号采集控制系统，包括用于对病患婴儿常规信号采集与处理
的基本单元、特殊单元、快速数据采集处理模块、系统操作平台、发送接收单元、监护设备扩
展接口；
所述基本单元由温度处理单元、箱内湿度检测模块、箱内氧浓度检测模块、报警单元组
成；所述温度处理单元的信号输入端分别与设置在箱体内的温度检测传感器、肤温检测传
感器、辅助肤温1检测传感器、辅助肤温2检测传感器、超温检测传感器的信号输出端连接；
所述箱内湿度检测模块、箱内氧浓度检测模块和温度处理单元的信号输出端分别与所述快
速信号采集处理模块的信号输入端和所述系统操作平台信号输入端连接，快速信号采集处
理模块的通信接口与上位计算机PC1通讯连接；系统操作平台的输出控制端分别与快速信
号采集处理模块、报警单元、箱内的加热系统、箱内的加湿系统、箱内的输氧系统的输入控
制端连接，系统操作平台与发送接收单元连接和监护设备扩展接口通讯连接；所述特殊单
元由设置在箱内的血氧饱和度测量模块、脉率测量模块、体重测量模块和摄像系统组成，所
述血氧饱和度测量模块、脉率测量模块、体重测量模块和摄像系统的信号输出端分别与系
统操作平台通讯连接。
所述报警单元由报警信号处理器、音频发生器、灯光指示控制器组成；所述报警信
号处理器按照设定的报警紧急等级、优先报警级别驱动所述音频发生器、灯光指示控制器
执行相应的报警响应。
所述发送接收单元通过无线路由器或网线和互联网与医护工作站的管理计算机
PC2通讯连接。
本发明优点主要体现为：
1、婴儿培养箱信号采集控制系统集成了多种信号采集模块，满足了围绕婴儿培养箱对
病患儿所需要的信号采集，解决了传统婴儿培养箱信号采集种类少的不足；
2、婴儿培养箱信号采集控制系统设有多个外设监护设备扩展接口，能够方便并入外设
的治疗、抢救、监护等设备，并能够将这些设备的数据信号一并处理、分析、发送输出；
3、利用无线网络通讯技术，使采集到的婴儿培养箱内多种信号直接无线传输到医护工
作站，直接与电子病历对接，解决了限于有线网络传输条件不能自动传输信号的问题；
4、在大数据时代，大量的病患信息需要采集、记录、分析；本发明多种信号的自动采集、
处理、并入电子病历，极大地减轻了医护人员的工作量；
5、本发明所述的快速信号采集处理模块，能有效地判断早产儿、危重患儿的病况及发
展趋势；在基础医学研究中，对新生儿各种信息之间相互关联的分析、和各类数据与患儿病
状之间的隐含相关性研究提供了测试平台，给研究人员带来很大的便利。
附图说明
图1是本发明所述的系统结构框图。
图2是本发明的工作流程框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述所述婴儿培养箱信号采集控制系统，包括用于对病患婴儿
常规信号采集与处理的基本单元、特殊单元、快速信号采集处理模块、系统操作平台、发送
接收单元、监护设备扩展接口；
所述基本单元由温度处理单元、箱内湿度检测模块、箱内氧浓度检测模块、报警单元组
成；所述温度处理单元的信号输入端分别与设置在箱体内的温度检测传感器、肤温检测传
感器、辅助肤温1检测传感器、辅助肤温2检测传感器、超温检测传感器的信号输出端连接；
所述箱内湿度检测模块、箱内氧浓度检测模块和温度处理单元的信号输出端分别与所述快
速信号采集处理模块的信号输入端和所述系统操作平台信号输入端连接，快速信号采集处
理模块的通信接口与上位计算机PC1通讯连接；系统操作平台的输出控制端分别与快速信
号采集处理模块、报警单元、箱内加热系统、箱内加湿系统、箱内输氧系统的输入控制端连
接，系统操作平台与发送接收单元和监护设备扩展接口通讯连接；所述发送接收单元通过
无线路由器或网线和互联网与医护工作站的管理计算机PC2通讯连接；所述特殊单元由设
置在箱内的血氧饱和度测量模块、脉率测量模块、体重测量模块和摄像系统组成，所述血氧
饱和度测量模块、脉率测量模块、体重测量模块和摄像系统的信号输出端分别与系统操作
平台通讯连接。
所述报警单元由报警信号处理器、音频发生器、灯光指示控制器组成；所述报警信
号处理器按照设定的报警紧急等级驱动所述音频发生器、灯光指示控制器执行相应的报警
响应，用于箱内温度超限报警、箱内湿度超限报警、箱内氧气超限报警、婴儿血氧饱和度超
限报警、婴儿脉率超限报警、婴儿体温超限报警、传感器故障报警、风机停转报警、电源中断
报警。
本发明工作原理简述如下:
如图1、2所示，系统初始化后，首先根据新生儿病况的需要，确定在培养箱内采集哪些
信号。所有需要采集的信号确定后，在默认（或上次预设）参数的基础上，需要对相关的传感
器进行参数设置，以满足不同患儿的需求，例如培养箱内温度、温度控制模式、湿度、氧浓
度、信号采集速率、信号输出形式（数据或曲线或两者兼）等。
然后判断有无外部监护设备（例如：心电监护仪、呼吸机等）并入，若有，进行外部
设备并入处理，使培养箱信号采集控制系统接收外部设备的信号。
婴儿培养箱信号采集控制系统采集的项目较多，可针对不同的患儿重点选择采集
项目，不需要的采集项目可以不选，以提高设备的采集速度。
若早产儿或危重患儿以及医学基础研究需要快速采集数据，操作系统根据指令开
通快速信号采集处理模块，七种模拟信号在快速信号采集模块中进行模数转换、顺序输出，
直接与上位机连接，实时处理分析；
在治疗或抢救过程中需要改变参数设置（例如需要增加氧浓度），则可返回到参数设置
选项，进行参数设置修改，设备按设置新参数运行。
模拟信号的采集，是将培养箱的温度处理单元（由箱内温度检测传感器、肤温检测
传感器、辅助肤温1检测传感器、辅助肤温2检测传感器、超温检测传感器构成），处理过的模
拟电压信号和箱内湿度检测模块、箱内氧浓度检测模块输出的模拟电压信号（共七种），一
并送入操作系统平台和快速信号采集单元。
操作系统平台将接收到的这些信号进行模数转换、标定处理后，根据预设值或上
次预设值调控加热系统、加湿系统和输氧系统，使培养箱内的温度、湿度、氧浓度达到病患
儿所需要的值，并且一直维持到新的预设值到来。
在此期间，操作系统平台将分时处理：将上述七种模拟信号模数转换；接收特殊单
元通讯过来的血氧饱和度、心率、体重和摄像信号；接收监护设备扩展口传输过来的外设监
护、抢救设备的通讯信号，将这些信号进行处理，统一排序，顺序输出。
在此期间，若有预设异常情况出现，操作系统平台将按照报警的等级、优先报警级
别，控制报警单元发出相应的声光报警。
操作系统平台输出的信号，进入到发射接收模块，以无线传输和有线传输两种方
式向外输出。