[發明專利]一種同時監測脈搏波波形和血壓測量的裝置

在審

• 申請號: 201410487572.7
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104287699A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 喬愛科;杜國偉;崔少飛;宋曉瑞
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;A61B5/0225
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

技術領域

本發明屬于醫療裝置的試驗驗證領域，涉及一種信號處理裝置，特別是一種同時監測脈搏波波形和血壓測量的裝置。

背景技術

心血管疾病(Cardiovascular?disease，CVD)是當今發達國家死亡率占第一位的重要疾病，在我國也是死亡率最高的一類疾病，世界衛生組織已將其列為21世紀危害人類健康的頭號殺手，它已經成為中國和世界的主要公共衛生問題。嚴重的影響人們的健康和生活質量，因此，對心血管疾病的早期預測和中期診斷治療，有著及其重要的意義。

動脈脈搏波是由心臟的周期性收縮和舒張產生的，因此脈搏波是一個天然的“信息源”。已有研究表明，心血管的血流參數可以通過脈搏波反映出來，正常人和非正常人的脈搏波可能有不同的表現形態。從理論上講，如果可以定性或定量地研究出脈搏波的傳播特性與血液流動規律的關系，就可以通過測量脈搏波來診斷人體心血管參數。因此根據這種情況，我們就可以根據脈搏波的不同表現，及早的診斷出心血管疾病的潛在的威脅因素，為預防和早期治療心血管疾病爭取寶貴時間。但是現有的脈搏波分析系統大部分屬于專業醫療設備，需要專業人士進行操作，并且價格昂貴，不便于移動，從而限制了它的普遍使用性。所以研究一種易于操作，方便移動和具有無線數據傳輸功能的脈搏分析儀具有很大的理論和實用價值。這種儀器操作簡單、低成本、無危險、無禁忌、智能化程度高，即使普通人士在家里面都可以自我進行操作，完全不需要專業醫護人員的幫助。在這種無創檢測儀的研究中，脈搏信號的分析與血壓的檢測研究是關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種同時監測脈搏波波形和血壓測量裝置。具體技術方案如下：

一種同時監測脈搏波波形和血壓測量的裝置，包括脈搏波的波形數據采集模塊、模擬信號調理電路、A/D轉換電路、單片機C8051F330及附屬電路、CP2102的接口電路，接口電路中的信號通過USB接口傳輸到計算機；血壓模塊通過微型氣泵控制袖帶充氣，電磁氣閥來控制袖帶放氣，壓力傳感器采集到的信號依次傳輸到差分放大電路、高通濾波器、放大器、低通濾波器，然后傳到單片機C8051F330處理電路進行示波法的舒張壓與收縮壓的計算，并且通過CP2012接口電路的USB接口傳輸到計算機；最后在計算機上完成數據的采集，接收脈搏波模塊的波形中各個點的數值和血壓模塊的收縮壓、舒張壓以及脈率的數值，進行脈搏波波形和高壓、低壓和脈率的顯示，調節脈搏波波形的采樣頻率、放大倍數、基線位置，在測量過程中實時顯示監測信息。

脈搏波傳感器放在人體肱動脈位置處，采用HK2000C傳感器，該傳感器采用力敏元件PVDF壓電膜。

在血壓傳感器傳出的信號中，采用三運放儀表放大器電路來改變信號幅值，獲得差動信號，提高信號幅值，以供單片機對采集到的數據進行分析和研究。

單片機C8051F330將所采集的數據存儲，采用一串控制字進行封裝，使所采集到的脈搏波和血壓數據通過通信協議被電腦訪問。

在計算機上完成數據的采集和處理，使計算機上同時顯示脈搏波波形、高壓、低壓、脈率，并且進行以調節脈搏波波形的采樣頻率、放大倍數、基線位置的測量。

有益效果：

本發明提供的硬件模塊的脈搏波模塊和血壓模塊通過電腦軟件的觸發，進行數據的采集，通過USB的傳輸可以傳輸到電腦上，并且通過電腦對數據的采集，集成顯示脈搏波的波形，并且可以對脈搏波波形進行采樣頻率、放大倍數、基線位置的調整；另外對于袖帶充氣放氣過程中能夠對袖帶內壓力值進行實時監測，能夠在放氣完成時候，采集人體的收縮壓、舒張壓、脈率的數值，并且在操作錯誤時候能夠系統報錯。

附圖說明

圖1血壓脈搏測量系統框圖

圖2脈搏波測量系統框圖

圖3電壓抬升電路

圖4二階低通濾波電路

圖55V轉換-5V電路

圖65V轉換3.3V電路

圖7脈搏波模塊單片機程序流程圖

圖8CP2102接口電路

圖9血壓測量系統框圖

圖10基于TL431的穩定參考電壓源

圖11三運放儀表放大器電路

圖12低通濾波電路

圖13脈搏波信號高通濾波器電路

圖14脈搏波信號低通濾波器電路

圖15脈搏波信號放大電路

圖16血壓模塊單片機程序流程圖

圖17集成脈搏波和血壓顯示的界面設計

具體實施方式