[发明专利]一种麻醉和意识深度监测系统

摘要

本发明涉及一种麻醉和意识深度监测系统，包括分别与心率传感器、血压传感器、呼吸气体监测传感器、脑电波监测传感器、镇痛/伤害性刺激指数传感器、肌松监测仪有线连接，用于对监测信号进行分析和处理的单片机；用于对监测数据进行分析的数据分析模块；用于对监测数据进行进一步处理的数据处理模块；用于消除干扰杂讯的滤波器；用于对监测信号进行显示和操作的操作显示屏；用于接收和发送无线网络信号的无线射频收发模块；与无线射频收发模块通过GPRS无线网络无线连接，用于进行数据传输与交换的云服务器。该麻醉和意识深度监测系统监测全面，数据分析精准，存储安全。

主权项

一种麻醉和意识深度监测系统，其特征以及监测系统内容包括：用于对人体心率进行监测的心率传感器；用于对人体血压进行监测的血压传感器；用于对人体呼吸频率、吸入氧浓度、呼气末二氧化碳、吸入麻醉气体进行监测的呼吸气体监测传感器；用于对人体脑电波进行监测的脑电波监测传感器；用于对人体疼痛刺激进行监测的镇痛/伤害性刺激指数传感器；用于对人体骨骼肌松弛程度进行监测的肌松监测仪；分别与心率传感器、血压传感器、呼吸气体监测传感器、脑电波监测传感器、镇痛/伤害性刺激指数传感器、肌松监测仪有线连接，用于对监测信号进行分析和处理的单片机；所述单片机设置有数据压缩单元，所述数据压缩单元的数据压缩方法的步骤为：步骤一、在编码时，首先根据E1n+1＝E1n+dn+1式计算出E1值，再根据和式计算出拟合残差，计算这两步时，均需要对结果进行越限判断，判断E1是否越限是为了避免其超过传感器数据总线上限而造成溢出；判断残差是否越限是为了实现分段拟合；步骤二、当一段输入数据的拟合残差全部计算完后，构造出{dn,E1n,DFR3,DFR4,…DFRn}所示的数据包，通过S‑Huffman编码方法对其进行熵编码，然后发送出去，接收端解码时，先将接收到的一组数据解码，还原出{dn,E1n,DFR3,DFR4,…DFRn}式所示的数据包，然后根据式计算并还原出所有原始数据；与单片机通过输入模块有线连接，用于输入患者基本信息的输入键盘；与单片机有线连接，用于对监测数据进行保存的存储器；与单片机有线连接，用于对监测数据进行比对、采样和查询的RAM存储器和MRAM存储器；与单片机有线连接，用于提供电源的电源模块；与单片机有线连接，用于对监测数据进行分析的数据分析模块；与数据分析模块有线连接，用于对监测数据进行进一步处理的数据处理模块；与单片机有线连接，用于对时间进行记录的计时模块；与单片机有线连接，用于消除干扰杂讯的滤波器；与单片机有线连接，用于将数据进行导出的数据导出模块；与单片机有线连接，用于对监测信号进行显示和操作的操作显示屏；与单片机有线连接，用于接收和发送无线网络信号的无线射频收发模块；所述无线射频收发模块设置有安全接入单元，所述安全接入单元的安全接入的方法设置两种交互模式：单播模式和组播模式，单播模式和组播模式分别设有网络协调器发起握手和传感器节点发起握手两种发起方式，网络协调器和传感器节点进行增强型4‑Way Handshake，得到最新的成对临时密钥，用于信息加密及认证；单播模式是无线体域网中单个传感器节点接入网络协调器；组播模式是无线体域网中多个传感器节点接入网络协调器，以实现心率、血压、呼吸监测参数、脑电波、疼痛、骨骼肌松弛程度突然变化时，即某个或某些传感器节点的测量指标超过相应指标限制时，相应传感器节点主动发起握手过程；远距离接入时，采用多跳方式，并采用传感器节点与网络协调器之间的距离门限值，控制单跳和多跳方式之间的切换；所述组播模式包括：主动发起方式和被动发起模式；组播模式是无线体域网中多个传感器节点接入网络协调器；主动发起方式，是网络协调器发起握手具体实现步骤如下：步骤一，网络协调器组播经过密钥ki加密的信息Msg1，启动改进型4‑Way Handshake；步骤二，等待接入的第i个传感器节点接收到组播信息Msg1，根据得到信息的前缀地址从维护的密钥列表里找到相应的密钥ki，从而得到BNC生成的随机数及ID_i，验证身份ID_i，若验证成功，则生成随机数Nonce_i，并将经过密钥ki加密的信息Msg2发送给网络协调器，否则丢弃该信息；步骤三，网络协调器收到Msg2，验证BNC生成的随机数，若验证成功，则用PRF函数结合随机数生成并装入成对临时密钥PTK_i，然后在AES‑CBC‑MAC模式下使用密钥ki计算出{Nonce_i，ID_i}的消息完整性认证码KMACi，并将KMACi作为Msg3发送给传感器节点BN_i，否则丢弃该信息；步骤四，第i个传感器节点BN_i收到Msg3之后，在AES‑CBC‑MAC模式下使用自己的密钥ki根据相应信息计算出KMACi'，将接收到的KMACi与计算出的KMACi'进行比对，若一致，则传感器节点BN_i用PRF函数结合随机数生成并装入成对临时密钥PTK_i，改进型的4‑Way Handshake完成，否则丢弃该信息；组播模式下被动发起方式的具体实现步骤如下：步骤一，N个传感器节点给网络协调器发送经过密钥ki加密的信息Msg1，启动改进型4‑Way Handshake；步骤二，网络协调器接收到信息Msg1，根据得到信息的前缀地址从维护的密钥列表里找到相应的密钥ki，从而得到Nonce_i及ID_i，并验证身份ID_i，若验证成功，则生成随机数Nonce_BNC，并将经过密钥ki加密的信息Msg2发送给等待接入的第i个传感器节点，否则丢弃该信息；步骤三，传感器节点_i收到Msg2，验证Nonce_i，若验证成功，则用PRF函数结合随机数生成并装入成对临时密钥PTK_i，然后在AES‑CBC‑MAC模式下使用密钥ki计算出{Nonce_i，ID_i}的消息完整性认证码KMACi，并将KMACi作为Msg3发送给传感器节点BN_i，否则丢弃该信息；步骤四，网络协调器收到Msg3之后，验证BNC生成的随机数，如验证成功，则用PRF函数结合随机数生成并装入成对临时密钥PTK_i，然后在AES‑CBC‑MAC模式下使用密钥ki根据相应信息计算出KMACi'，将接收到的KMACi与计算出的KMACi'进行比对，若一致，则网络协调器用PRF函数结合随机数生成并装入成对临时密钥PTK_i，改进型的4‑Way Handshake完成，否则丢弃该信息；与无线射频收发模块通过GPRS无线网络无线连接，用于进行数据传输与交换的云服务器；所述操作显示屏具体为多点触控的电容式触摸屏；所述操作显示屏上安装有语音播报装置，语音播报装置通过数据线与单片机相连接；所述操作显示屏上安装有打印装置，打印装置均通过数据线与单片机相连接；所述操作显示屏上安装有多个指示灯，指示灯通过数据线与单片机相连接。