本发明涉及一种便携式的监视器，尤其是涉及有关适合用于收集、分析、贮存和显示维持生命所必需的生理标记的便携式监视器。 现有技术中也有用于收集和记录维持生命所必需的生理标记的装置。可是这些装置往往是为一种生理标记而设计的专用装置，并且这些装置大多数也不是真正的便携式的。
因此，实际上，特别是在医院里，为了获得有关病人生理状况的资料需要用很多仪器，这些仪器中有一些仪器要连到单独的固定的设备并需要用电缆把病人的身体和单独的固定设备互相连接起来。
已知的现有技术包括美国的US4606352（Geddes等发明的），这本说明书中公开了一种“配套的小型心动电流图监视器，该监视器具有点阵方式液晶显示”。该装置只能传感和显示心动电流图（ECG）信号。虽然这种能力是有用的，可是ECG波形只是从人的身体上所得到的维持生命所必需地生理标记之一。而为了彻底了解病人的情况，医务人员平常需要用监视器得到多个维持生命所必需的标记才行。
英国的GB2142727（Turner等发明）公开了和上述美国专利的类似的装置，该装置同样因有限的信息显示具有相同的缺点。
美国的US3848582（Milain等发明的）和美国US3858576（Dehnert等发明的）公开的装置是相似的，但是这些装置是比较粗糙的。
美国的US4250889（Levin发明的），美国US4230127（Larson发明的），美国的US3792700（Sarnoff发明的）和美国US4083366（Gombrich发明的）等都是公开了用于监视ECG的专用装置，该装置适合使用者长时间的带在身上或者半永久性地带在使用者的身上。
现有技术中很多有关ECG信号的处理和显示的详细描述，有代表性的如美国US3809071（Davolos等发明的）US4，346，378（Shanks发明的）美国的US4250503（也是Shank发明的）
在现有技术中，按照使用者的观点不论是有意还是无意的，通常不考虑造成ECG信号的波形失真。
传送信息到使用者的方式也很重要。例如，医务人员已多年使用听诊器并受到训练而习惯于根据常规的听诊器判断声音。同样，医师们受到过训练并且擅长理解从病人那里直接得到的并在高分辨力的显视器上显示的“未加工的”ECG信号，尽管获得信息的ECG技术改化了，但是还是按医师们在现有的那些仪器上已经取得的经验来显示信息，这是很重要的。
本发明的第一个目的是提供一个监视装置，该监视装置是手提式的并且适用于在同一时间内测量和显示维持生命所心需的多种标记。
本发明的第二个目的是提供一种监视装置，虽然用电子数据采集（acquistition）装置，可是能利用对熟练地用在先发明的仪器取得经验的使用者适用的方法显示信息。
本发明的第三个目的是提供一种手提式的监视器，该监视器能监视多个维持生命所必需的生理标记，该监视器基本上克服了或改善了上述现有技术的缺点。
本发明主要是提供一种便携式的配套的生理监视器，该监视器包括在仪器的第一面上安装在一个平面里的几个多功能电极，该监视器也包括由数据处理装置，对来自所说多功能电极的信号进行接收和分析。该监视器还包括输出装置，以便将由所说数据处理装置分析的信息传送给使用者。该监视器适用于在同一时间实时地传感并显示多种维持生命所必需的标记。
所说的多功能电极最好包含安装在一个平面上的呈三角形结构排列的第一第二和第三电极。
所说的第一个电极最好包括一种声音传感器，以及所说的第二个电极包括一种热量传感器
最好，所说平面上的三角形结构排列的各边都不超过10cm。
最好，所说的各电极在接触病人皮肤的表面的直径范围在1.5cm～3.5cm之间。
所说的输出装置最好包括一个能显示ECG波形和数字数据的视频显示器。
最好所说各电极是由不锈钢制作的。最好在接触病人皮肤表面上的电极外面涂一层铂。
为了提供100HZ带宽的诊断信息采集，最好信息的抽样频率至少为200HZ。
最好，所说的视频显示器包括一种具有近似等于50HZ的有效带宽的液晶显示器（LCD）。
本发明又进一步提出了一个能显示一个活人的生命所必需的标记的方法，这个方法包括应用一个手提式的生物监视器，放在病人胸部。所说的监视器包括一种手提式的，配套的生理监视器，该监视器包括在该监视器第一面上安装在同一平面内的几个多功能电极。该监视器也包括数据处理装置，以接收和分析来自几个多功能电极的信号。该监视器还包括输出装置，以便将由所说数据处理装置分析的输出信号传送给使用者。该监视器适用于在同一时间实时地传感并显示多种维持生命所必需的标记。
依照本发明进一步的见解，这里提供一种手提式的生理监视器，它包括在一个平面里的呈三角形排列的三个电极，该电极和数据处理装置一起分析来自各电极的信号。该监视器还包括输出装置，向使用者输出给处理的信息。该监视器在同一时间实时地传感并显示多种维持生命所必需的标记。
所说的三角形结构最好的一种形式是一个等边三角形。用一个参考电极形成所说的等边三角形的一个顶点。
所说装置最好也包括声音传感器和/或热量传感器的附加生理传感器。
所说附加生理传感器最好夹在所说述一个电极或多个电极与皮肤接触面之间。
最好，所说的三角形的各边小于10Cm，
最好，所说的各电极接触病人皮肤的表面的直径的范围在1.5～3.5Cm，
最好，该输出装置包括一种能显示ECG波形和数字数据的视频显示器，
现在，将参照下面的若干附图来描述本发明的实施例：
图1.公开了一种理想的ECG波形，
图2.公开了一种最佳实施例的功能方块图，
图3公开了第一个最佳实施例的外部特征，以及
图4表示了在第一个最佳实施例的视频输出装置上的典型输出。
图5公开了第二最佳实施例的外部特征。
图6图2表示在第二个最佳实施例的视频输出装置上的典型输出。
图7表示的第二个实施例的一个硬件基本方框图。
图8表示的适合利用第一或第二个中的任一个实施例的输入缓冲器线路的方块原理图。
图9表示用于显示ECG信号和心跳率的一个软件逻辑流程图。
图10表示用于显示呼吸的一个软件逻辑流程图。
图11表示适合用于第一或第二个中任一实施例的程序的用于温度显示的软件逻辑流程图。
为了确立本发明的前后关系，图1表示了一个理想的ECG波形。显性特征点P，Q，R，S，T和它们之间的关系通过ECG监视设备和擅长理解的医务人员来熟悉病人心脏搏动状态。根据已有技术规则，本发明第一和第二个最佳实施例分析这个波形的特征，此外还提供在形成第一或第二实施例的部分单元的显示器上所感受到的特殊病人的波形。另外，第一或第二个最佳实施例中同时能传感出其他的维持生命所必需的标记，这些其他的维持生命的必需的标记也能实时地显示在视频显示器装置上。
为了按前后关系安排最佳实施例，应该指明，虽然在过去ECG传感系统一直使用着的，但是它们通常要求将分离的电极连到人体。本发明的装置允许将一个单元放在人体上而在这同一单元上将显示出定向的ECG波形和其他波形。这部分地是由于这个装置部分的电极结构紧凑且便于位移。这些多功能电极也能同时实时地显示和得到多个生理标记，因此本发明提供了一个强有力的诊断工具。
参考附图2，就第一和第二个最佳实施例中一个装置1作如下功能性描述：
生理传感器部件（2）
这装置经过传感器/缓冲器线路22（没表示出）从活人身体上获得各种生理标记，这些信号被实时地显示和分析。连接到人体上的传感器收集由放置在靠胸腔壁外部皮肤的包括三个多功能传感器传来的信号，这些传感器结合ECG多个电极功能检测心脏的电信号，一个微音器检测心脏声音，热量传感器测量温度，一个阻抗测量器检测呼吸，
信号整形部件（3）
为了转换成后面测量和显示用的数字信息，从传感器来的各种电信号将需要放大和滤波，这个部件也将消除任何外来的信号或噪声。处理过的信号提供给外部输出部件21用于传送给例如：听诊器，打印机，记录媒体，计算机等外部装置。
模拟-数字转换部件（4）
模拟电信号转换成数字信息，然后这个信息可以更迅速地进行处理。
测量和计算部件（5）
从原始生理信号得到的数字信息，需要加以处理，以便显示出对使用者有用的参数。心跳率是通过测量ECG的平均周期来计算的。呼吸率是通过测量呼吸信号的平均周期来计算的。温度必须适当地加以定标，这样温度能用度数显示出来。
显示部件〔6〕
对使用者而言，波形和计算值都需要得到，该部件的功能是把它们显示在同一个荧屏上（最好使用一个高分辨力的点阵液晶显示器）。在一个荧光屏上显示各种模拟波形轨迹，在同一荧光屏上显示计算的数字。此外，荧屏可以用来向使用者予告故障、问题和目前的工作状态。以前贮存的信息也可以重现荧屏上供给使用者作进一步的分析。液晶显示屏幕有一个安置在对角线为2英吋的显示器上的240像素×220像素的矩形排列。合适的显示器装置可从例如EPSOM、CASIO和TOSHIBA制造商得到。
存贮器部件（7）
波形和计算值贮存在存贮器中，以供使用者以后检索。或者通过外部输出连接打印机形成硬考贝。或者为了进一步分析，在荧屏上重新把它们显示出来。
控制部件（8）
各个其他部分的综合操作是通过这部分来控制的。使用者通过控制开关9来控制这个装置的操作。这个开关9准确地指示并控制微处理器需要获得、处理和显示什么信号。
参考图3，它公开了装置的第一个实施例的主要外部特征。包括从机壳18伸出的电极11，12和13。这三个电极接触皮肤的部分处在一个平面上。电极11包括一个微音器19，微音接收面与电极11接触病人皮肤的面是齐平的。微音器拾取人体上的声音包括心脏和肺的声音。
电极13包括一个热量传感器20，例如一个热敏元件。热量传感器传感面和电极13与皮肤接触面也是齐平的。因此，当电极12和病人皮肤接触时，热量传感器20可以提供皮肤/人体温度的指示。
最好电极12是一个参考电极，但是任何一个电极可作为参考电极，以便为ECG读数提供电信号方向灵敏性。
当电极11在皮肤接触面上有一个接近3.2cm的直径时，那末电极12和13就有一个接近1.8cm的直径。当电极11到13之间的中心距离是8.5cm时，电极11到12以及12到13之间的中心距离是6cm。
机壳18还装有一个扬声器16和一个视频显示器17。最好视频显示器有高的分辨率，以适合于描绘图表输出，同时具有一个面积大约有6cm见方的荧屏面。
附加控制表示在图3上。
表示在图3上的附加控制/功能包括外部输入端50，亮度控制显示器51，耳机输出端（用作听诊器）52，听诊器接通/断开控制53，电源接通/断开开关54，至记录器/监视器的外部输出端55，电池再充电接点56和视频显示器17操作控制用的包括记录旋钮57，校准旋钮58，扫描旋钮59，固定按钮60和清除按钮61。
在使用时，这个装置一般地放在病人胸部的皮肤表面上，找出正确的取向，使用者将能在监视ECG波形的同时监视心跳率，呼吸，温度及心和肺的声音。除心脏和肺部的声音外，其余所有参数可以输出到显示器装置17上，而心脏和肺部声音可以直接输到扬声器16上或输到一个外部的音频输出端上。
由这个装置得到的信息可贮存在一个内部的记录介质上和/或输出到外部监视器上。
可得到的功能包括校准，扫描，固定和记录，一般地均放在存贮显示系统中
装置的电源可以由外部装置或内部电池（可再充电）来提供。该装置还将接受来自听诊器的音频的或电的输入。该装置也还将接受12根ECG线输入用于更复杂的信号处理和显示。
可选择的外部装置包括温度传感器，打印机，电池充电器，血压传感器，记录器/计算机和中央病人监视系统。
图4表示一最佳实施例的视频显示器17上的典型输出。该显示器表示了一个ECG波形23，在它上面用数字显示出心跳率24和体温25，这样使用者一眼就能实时地得到多个病人的维持生命所必需的标记。因此在仪器的该部位上能迅速地查定病人的状态。
参考图5，它表示监视器装置1的第二个实施例。在该图上的以及在图3上的相同数字者视为相同的部件。第一个和第二个最佳实施例之间的主要区别在于电极11，12和13的配置不同。在第二个最佳实施例中，约束在机壳里的电极11和12之间的最大距离如图所示。
参考图6，第二个实施例装置在显示器17上实时地显示了一模拟形式的ECG波形23和以数字形式显示的心跳率24，温度25和呼吸率26。
参考图7，它表示第二个实施例的电子部件的方框图。组成略图的部件是微处理机30，可擦可编程只读存贮器（EPROM）31，随机存贮器（RAM）32，显示控制器23，地址解码器34，电源35和液晶显示器36。部件30到33是由数据总线37和地址总线38联系起来的。微处理器单元30接收模拟输入信号和数字输入信号。模拟输入信号包括呼吸、温度和ECG信号，而数字输入来自控制开关。一个串行I/O链路39用于打印机或计算机连接。事实上，微处理机30是在板上的包括模数转换的一个Motorala MC68HC11微处理机芯片，兼备低功率要求的其他功能，特别适合提供给要求紧凑的装置中使用。在该实施例中，液晶显示器36是以每秒12.5cm的扫描率驱动的一个240象素×220象素的显示器，这样提供了约50HZ的有效荧屏带宽。当诊断质量要求不高的时候，能满足临床使用。
微处理机30的模数转换板上的数据采集是用每秒200次左右的取样频率取得的，因而提供了接近100HZ带宽诊断质量的数据采集。
在正常操作条件下，荧屏使获得的ECG波形水平地从荧屏一边跨到另一边，在对角线为2英吋的荧屏上输出波形大约需要占据3秒钟。如果需要的话，固定按钮60（图3和图5）可以使波形稳住。
随机存取存储器RAM32包含近32K的存贮容量，其中该存贮器保留接近16K用于以数字方式获得的ECG波形。因此在正常情况下存贮器代表了一个ECG波形的接近80秒的移动缓冲器。如果该单元长于80秒，那末信息将按先进先出（FIFO）原则重写。该存贮器的容量可以通过用串行I/O口39转储到打印机/个人计算机。如果仍旧希望把该监视器1用于临床，最好该端口包括一个能转储信息的红外链路。作为可供选择的方案，RAM32或至少一部分可以用来存贮特殊的固定帧。
参考图8，它提供了一些适用于第一或第二实施例的典型的输入线路。这些电路包括一个接收嵌入电极13中的热敏元件20的信号的皮肤温度传感线路。该信号在供给微处理器30之前送到放大器40。该温度计可以是一个供给Taka a的MB型温度计。图中还给出一个微音器线路，它是一个能从嵌入电报11中的微音器19那里获得信号的线路，该信号送到缓冲放大器41中去，然后送到带通滤波器42。再送到微处理器单元30，并可有选择地送到能驱动耳机440的缓冲放大器线路43。如果利用耳机，将有效地提供一个电子听诊器。
典型的电极由不锈钢做成的。在该实施例中，用金属铂涂覆不锈钢以防止DC漂移问题。
为了保证迅速和可靠地响应人体温度的变化，在电极13中的温度计20必须和周围的电极结构有电和热的隔离。为了测量口或直肠的温度，热敏元件装在连接到外部输入端口50的探针中。
如图8所示，含有电子微音器的听诊器部件覆盖一层薄膜49。像常见的听诊器那样，把在上述听诊器的接触皮肤的薄膜和微音器19的接收喇叭之间定义为传音室。
表示在图8中的还有用于ECG信号的一个缓冲输入线路。三个电极11，12和13，由电极11提供正的“ECG1”信号，而由电极13提供负的“ECG2”信号，同时还向缓冲电路输入端提供参考信号。缓冲线路本身包括一个400MHZ的恒流源44，一个馈送信号到带通泸波器46的测量放大器45，以及包括在输送给微处理器单元30之前的一个末级缓冲放大器47。一个RMS电压检测器48向微处理单元提供一个ECG波形的直接的RMS信号。
图9、10和11表示了用于微处理器单元30编程的软件的逻辑流程图。图9具体地表示了ECG和心跳率显示驱动器软件逻辑。图10表示呼吸显示 逻辑。图11表示温度显示软件逻辑。该软件包含在EPROM31中，它和其他软件一起用于控制微处理器单元39。
有关呼吸的测量，具体的是电极ECG1（电极11）用于给人体引入一个400HZ的近1MA的正弦电流，由于氧气含量变化导致人体阻抗变化，这将在参考电极上出现电压波动。RMS电压检测器48对微处理器单元30提供上述电压波动的RMS读数。按图10程序使用软件。
病人的呼吸率可以输出到显示器上-在图6中的26。
第二个实施例的功能类似于第一个实施例。此外，如图6所示，也提供呼吸率读数26。
前面所述及的仅仅描述本发明及其改进型的一些实施例，显而易见的是，对熟悉技术的人而言，只要不离开本发明的范围和精神是可以做到的。
在实际上，应该指出的是，可以使用其他可能的电极结构。重要的是监视器装置1的结构和取向是这样配置的，即显示的ECG波形被显示在一个熟悉的“标准”取向上。