CN100577093C

CN100577093C - 电子血压计及其显示方法

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Publication number: CN100577093C
Application number: CN200510063602A
Authority: CN
Inventors: 潘卫江
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: CN1839752A

Abstract

本发明公开了一种电子血压计及其显示方法，其是利用传感器感测气囊压力信号并经运算处理得出压力值，并输出至显示装置显示在模拟水银柱标尺中，其中，依照预先设定的程序，将模拟水银柱标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果至少显示该压力值所在的模拟水银柱标尺段，并以模拟水银柱指示到与压力值相对应的标尺段刻度上。这样，电子血压计不需要将一个水银柱标尺以完整、连贯的长柱形态显示出来，而是以分段方式显示，借此可有效解决液晶显示屏尺寸过大、成本高的问题，并有足够的分辨率来保证模拟水银柱标尺的刻度单位达到高精度要求。

Description

电子血压计及其显示方法

【技术领域】

本发明涉及一种电子血压计及其显示方法，尤其是指一种借助液晶显示装置模拟水银柱显示血压数值变化状态，以供测量者配合使用听诊器准确读取血压数值的电子血压计及其显示方法。

【背景技术】

传统上进行人体血压测量时最常使用的是台式水银血压计，其使用方法是，将袖带缠绑在被测量者的上臂处，将听诊器的胸件放在肘部肱动脉上，通过橡胶球给袖带充气，使水银柱上升，当水银柱高度超过收缩压(例如柱高超过收缩压20～30mmHg)时，袖带压力阻断上臂动脉血流，脉搏声消失。此时停止充气，打开排气阀门放气，水银柱下降，当袖带内气体压力下降至与收缩压相等时，血液即可在心脏收缩力作用下通过被压迫的上臂血管。因此从听诊器中听到第一声搏动声时，水银柱所指刻度即为收缩压。随后搏动声继续存在并增大，当袖带内压力逐渐降至与收缩压相等时，搏动音突然变弱或消失，此时汞柱所指刻度为舒张压。这种水银血压计具有度量精确、稳定耐用的优点，是长期以来应用最为广泛的一种血压测量装置。然而，由于水银是一种具有严重污染性和毒害性的重金属，对人体及环境均具有相当大的危害，目前在许多国家和地区已被禁用。

另一种常用的血压测量装置是电子数字血压计，包括半自动电子数字测量仪和全自动数字血压测量仪，其中半自动电子数字血压测量仪需要操作者用手挤压橡胶球以对袖带进行充气，而全自动电子数字血压测量仪则通过电路控制气泵向袖带充气，通过电路控制电磁阀放气。这种电子血压计是利用压力传感器检测袖带内的气体压力振荡波及压力，根据袖带内压力变化相应产生不同的振荡波，通过一定的方法由中央处理器经过运算来间接求取收缩压和舒张压，并通过液晶屏显示血压值及脉搏值。如中国实用新型专利第99236693.3及00240652.7号所公开的电子数字血压测量装置，借助压力传感器检测到被测者血压变化信号并经中央处理器运算处理，将测量结果以数值的方式直接显示在液晶显示屏上。而在中国实用新型专利第00218510.5号以及美国专利第6,168,567及6,699,196号等专利文献中，揭示了几种利用液晶(或发光二极管)显示屏模拟传统水银血压计的水银柱来指示血压数值、并辅以数值显示的电子数字血压测量装置。

对于不需要借助听诊器而采用直接数值显示的电子血压计来说，其数值一般是经过一定的数学方法运算后间接求出，例如使用拟合法、比例法或其他方法，对不同个体具有差异性，因此并不能确保获得精确的血压数值。且在价格上，电子血压计约为普通台式水银血压计的十倍。而采用液晶显示屏模拟水银柱指示血压数值的电子血压计，可同时配合听诊器的使用而获得精确的血压数值，且在习惯上亦更容易为医护人员及普通消费者所接受。但前述模拟水银柱指示血压数值的电子血压计的设计方案中，虚拟水银柱的刻度是仿照现有水银血压计的水银柱刻度进行设计的，一般设计为0～300mmHg，如果以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位，则虚拟水银柱的整体长度达到30cm，需要采用尺寸在30cm以上的液晶显示屏才能显示，这必然造成此类电子血压计的液晶显示屏尺寸过大，由于超长或超宽的液晶屏与常规尺寸的液晶屏相比其价格相差很大，从而导致血压计的高成本及高价格，外观亦过于笨重，难以实现产业化。即便以1mm代表2mmHg作为一个刻度单位，液晶显示屏的尺寸也至少在15cm以上，而且此时刻度的分辩率较差，使用者不易看清刻度。而如中国实用新型专利第00218510.5号及美国专利第6,168,567号中所采用的更大刻度单位(1mm代表5mmHg)的方式，虽然可以达到小型化和降低成本的效果，但却是以降低血压测量精确度为代价的，显然，这种方式并不是最佳方式。

【发明内容】

本发明的目的在于解决前述现有电子数字血压测量装置存在的测量数值不够精确、尺寸过大及成本和价格过高的问题，提供一种符合传统血压测量操作习惯而且可获得精确的血压测量数值，并且外形小巧、成本和价格更具竞争力的模拟式电子血压计及其显示方法。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种电子血压计，其包括充气装置、气囊及测控装置，其中充气装置与气囊相连通而可对气囊进行充气及放气，测控装置包含有中央处理器、与中央处理器电连接的压力传感器及显示装置，其中压力传感器是与气囊相连通而可感测到气囊中气体的压力信号并将信号输入中央处理器，中央处理器对压力信号进行运算处理得到压力值并输出至显示装置显示在模拟压力标尺中，其中，中央处理器依照预先设定的程序，将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制显示装置至少显示该压力值所在的模拟压力标尺段，并用显示标识把压力值指示到标尺上对应的刻度。

本发明还提供一种模拟式电子血压计的显示方法，其包括如下步骤：

(a)启动液晶显示装置，显示模拟压力标尺，初始标尺段为0-X₁mmHg；

(b)利用充气装置对血压计的气囊进行充/放气，通过传感器感测气囊内气体压力信号并将压力信号输入中央处理器进行运算处理，得出压力值P；

(c)对压力值P进行比较判断并控制模拟压力标尺段的显示：

如果X₀＝0mmHg＜P＜X₁mmHg，则至少显示模拟压力标尺段0-X₁mmHg；

如果X₁mmHg＜P＜X₂mmHg，则至少显示模拟压力标尺段X₁-X₂mmHg；

如果X₂mmHg＜P＜X₃mmHg，则至少显示模拟压力标尺段X₂-X₃mmHg；

如果X_i-1 mmHg＜P＜X_immHg，则至少显示模拟压力标尺段X_i-1-X_immHg；其中

当P＝X_i(i＝1，2，3...，n)时，P可以在X_i相临的任何一个标尺段中显示；

(d)在所显示的模拟压力标尺段中，用显示标识把压力值P显示到对应的刻度。

与已知技术相比，本发明的电子血压计是将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制显示装置至少显示该压力值所在的模拟压力标尺段，并用显示标识把压力指示到对应的刻度。如以模拟水银柱标尺为例，将300mmHg的标准水银柱标尺划分为以100mmHg为一个区段长度的三个标尺段，如果压力值在0-100mmHg之间，则显示第一标尺段0-100mmHg，并依据压力值显示模拟水银柱并指示到相应的刻度，如果压力值增加到100-200mmHg之间，则显示第二标尺段100-200mmHg，并依据压力值显示模拟水银柱并指示到相应的刻度。这样，采用本发明技术方案的电子血压计不需要将整个水银柱标尺(0-300mmHg)以完整、连贯的长柱形态显示出来，而是以分段显示的方式显示，从而可以有效解决前述现有技术中液晶显示屏尺寸过大而导致的高成本问题，而且由于采用分段显示的方案，也可以有足够的分辨率来保证模拟水银柱标尺的刻度单位达到高精度的要求。与传统的水银血压计一样，本发明可供医护人员配合听诊器的使用来测试被测量者的脉搏信号，进而从液晶显示屏所显示的模拟水银柱标尺中准确读取血压数值。

【附图说明】

图1是本发明模拟式电子血压计的结构示意图。

图2是本发明模拟式电子血压计的功能方块图。

图3是本发明模拟式电子血压计充气过程分段显示的流程图。

图4是本发明模拟式电子血压计的显示屏示意图，显示了模拟水银柱的第一标尺段。

图5是本发明模拟式电子血压计的显示屏示意图，显示了模拟水银柱的第二标尺段。

图6是本发明模拟式电子血压计的显示屏示意图，显示了模拟水银柱的第三标尺段。

图7是本发明模拟式电子血压计放气过程分段显示的流程图。

图8是本发明模拟式电子血压计标尺段选择功能的流程图。

图9是本发明模拟式电子血压计放气速率计算过程的流程图。

图10是本发明模拟式电子血压计第二实施例的显示屏示意图。

图11是本发明模拟式电子血压计第三实施例的显示屏示意图。

图12是本发明模拟式电子血压计第四实施例的显示屏示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1及图2所示，本发明提供的电子血压计包括作为充气装置的橡胶球1、作为压力装置的气囊2及测控装置3等构件，其中橡胶球1与气囊2之间通过进气管12相连通，并在进气管12上设置有排气阀门11以控制气囊2内气体的排放。气囊2设置有一通气管21接入测控装置3内部并与测控装置3内部的压力传感器31相连通，从而可借由压力传感器31感测气囊内气体压力的变化。容易理解，压力传感器31也可以设置在气囊2中，并通过导线与测控装置3内部的电路相连接。测控装置3内部设置有中央处理器30、压力传感器31、放大电路32、A/D转换电路33以及液晶驱动电路34、电源35和稳压电路36，如图2所示，而其外部则设有液晶显示屏4及按键5。由压力传感器31感测到的气囊2内的气体压力信号经放大电路32放大和A/D转换电路33转换为数字信号输入中央处理器30进行运算处理，并将运算结果输出至液晶驱动电路34，从而将血压数值在液晶显示屏4以模拟水银柱标尺的型态显示出来。容易理解的是，液晶显示电路34可以是独立的，也可以整合在中央处理器30中。另外，测控装置3外部所设按键5包括开关键51、标尺选择键52、背光显示键53及校准键54，其中标尺选择键52可供使用者选择标尺段长度，背光显示键53可供使用者在外部光线影响液晶显示屏显示内容清晰度时使用，校准键54则用于对电子血压计进行校正。容易理解，在具体实施时还可依据条件需要增减相关的功能键。

本发明电子血压计的显示方法主要是根据预先设定的程序，将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制显示装置至少显示该压力值所在的模拟压力标尺段，并以显示标识指示到对应的压力刻度。其大体包括如下步骤：启动液晶显示装置，显示模拟压力标尺，初始标尺段为0-X₁mmHg；利用充气装置对血压计的气囊进行充/放气，通过传感器感测气囊内气体压力信号并将压力信号输入中央处理器进行运算处理，得出压力值P；对压力值P进行比较判断并控制模拟压力标尺区段的显示：如果X₀＝0mmHg＜P＜X₁mmHg，则至少显示模拟压力标尺段0-X₁mmHg；如果X₁mmHg＜P＜X₂mmHg，则至少显示模拟压力标尺段X₁-X₂mmHg；如果X₂mmHg＜P＜X₃mmHg，则至少显示模拟压力标尺段X₂-X₃mmHg；......如果压力值P超出设定的模拟压力标尺最大值，则发出警报信号；在所显示的模拟压力标尺段中，用显示标识把压力值P指示到相应的刻度。本实施例中用的压力单位是mmHg，相应的也可以用KPa等单位来进行压力判断并显示在模拟压力标尺上。

图3以100mmHg为一个标尺段长度和以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位为例，并以模拟水银柱标尺作为模拟压力标尺，显示了本发明电子血压计的充气过程分段显示原理。启动开关键51后，通过橡胶球1对气囊2进行充气，如图4所示，此时液晶显示屏4显示出模拟水银柱标尺的第一标尺段421(0-100mmHg)，压力传感器31将感测到的压力信号经放大和A/D转换后输入中央处理器30进行运算处理，得出压力值P，并将压力值P进行比较判断，如果压力值P在0-100mmHg之间，例如P为92mmHg，则持续显示第一标尺段421，并以模拟水银柱41作为显示标识指示到该标尺段421的相应刻度上以显示压力值。如果压力值P大于100mmHg，则比较判断该压力值P是否介于100-200mmHg之间，如果判断结果是，例如P值为188mmHg，则显示第二标尺段422(100mmHg-200mmHg)，并以模拟水银柱41指示到该标尺段422的相应刻度上以显示压力值，如图5所示。如果压力值P大于200mmHg，则比较判断该压力值P是否介于200-300mmHg之间，如果判断结果是，例如P值为233mmHg，则显示第三标尺段423(200mmHg-300mmHg)，并以模拟水银柱41指示到该标尺段423的相应刻度上以显示压力值，如图6所示。由于现有水银血压计的标尺通常设计为0-300mmHg，因此在一般实施过程中将模拟式电子血压的模拟水银柱标尺最大值设定为300mmHg是符合标准的，如果压力值P超出模拟水银柱标尺的最大值300mmHg，则血压计将发出超压警报信号，例如模拟水银柱41以一定频率闪烁示警，或者在测控装置3增设语音装置以发出语音警报。

在上述实施例中，是以模拟水银柱作为显示标识的形态，容易理解，在具体实施中也可以采用其他形态的显示标识，例如方块形游标、箭头形指针等标识形态。

图7仍以100mmHg为一个标尺段长度和以1mm表示1mmHg作为一个刻度单位为例，显示了本发明电子血压计放气过程的分段显示原理。随着气体从排气阀门11处匀速排出，压力值P逐渐下降，与图3所示过程相似的是，对压力值P进行比较判断，确定压力值P落在200-300mmHg、100-200mmHg、0-100mmHg中的哪一个数值范围内，从而相应地通过液晶驱动电路34控制液晶显示屏4显示相应的第三标尺段423、第二标尺段422或第一标尺段421，分别如图6、图5和图4所示，并使模拟水银柱41随压力值下降到相应的刻度。在这个过程中，与传统水银血压计的使用方式一样，操作者可以使用听诊器测试被测量者的脉搏信号并根据从听诊器中听到的柯氏音从液晶显示屏中读取收缩压与舒张压。

为方便使用者在使用时依据具体情况选择模拟水银柱标尺段长度，例如，以200mmHg为一个标尺段长度，本发明设置有标尺选择键52供使用者操作，如图1所示。请参阅图8所示是本发明电子血压计标尺段选择功能的流程图，进入开始后，程序判断该标尺选择键52是否有被按下，如果判断结果为否，则表明使用者没有改变标尺段长度的意图，程序结束；如果判断结果是，表明使用者意图改变标尺段长度，则进一步确定目前设定的标尺段长度是否为100mmHg，如果是，则将标尺段长度设定为另一个数值，例如200mmHg或者300mmHg，并结束程序；如果否，则将目前其他数值的标尺段长度改设为100mmHg，并结束程序。容易理解，以上仅是举例说明其功能选择原理，在具体实施中还可以设置更多种标尺段数值供使用者选择，而不限于上述两种。事实上，如果以200mmHg为一个标尺段长度，以1mm代表2mmHg作为一个刻度单位，测量结果也是符合国际通用标准的，而且大多数人的收缩压在200mmHg以内，这样测量时绝大多数情况下液晶显示屏上的模拟水银柱标尺保持在0-200mmHg标尺段，也符合使用者特别是长期习惯于使用传统水银血压计的医护人员读取血压值的习惯。

为了进一步方便使用者掌握放气速率以确保能够准确读取血压数值，本发明还可以设置放气速率显示功能，如图9所示，放气开始，进入放气速率计算程序，读取初始压力值P0和初始时刻T0，随着气体排放，压力下降，系统判断压力是否小于30mmHg，如果判断结果否，则不断更新压力值并继续比较判断；如果判断结果是，则停止计时，读取计时停止时刻Tn，计算Tn与T0之间的时间差值T，以及初始压力值P0与30mmHg之间的差值P，并依据“放气速率＝P/T”计算得到放气速率，结束程序。系统将计算结果直接以数字形式显示在液晶显示屏4上，供使用者参考和掌握，如图10所示。事实上放气速率还可以进一步细分，即不同时间段可以有不同的放气速率。

图10中更进一步显示了本发明除模拟水银柱之外的其他显示内容，例如脉搏跳动提示信号、脉率及放气速率。由于在测量过程中，当袖带压力超过被测量者的收缩压时，袖带压力会阻断上臂动脉血流，脉搏声消失；停止充气并打开排气阀门放气后，袖带压力下降，当袖带压力下降至与收缩压相等时，血液可在心脏收缩力作用下重新通过被压迫的上臂血管，此时重新出现脉搏信号。借助压力传感器连续感测袖带压力的变化状况而获得包含脉搏波的压力变化曲线，在脉搏波开始出现时，系统在显示屏4上显示一个脉搏跳动提示信号，例如一个闪烁跳动的心形符号，或者也可以通过增设语音装置而使其直接发出语音提示信号，提示使用者注意读取血压数值。还可以用柱状指示条来表示脉搏跳动的频率及幅度。其中幅度与指示条的柱高有关，如果以≥4mmHg表示100％脉搏强度，并设有10格的指示条显示，则当脉搏强度为2mmHg时有5格指示条显示。通过对脉搏波频率进行统计运算可得到被测量者的脉搏频率，并直接以数字形式显示在液晶显示屏4上。另外，在监测脉搏频率和强度过程中如果发现被测量者的脉搏频率或强度有异常情况，还可以直接发出“心律失常”等提示信号显示在液晶屏上。

图11和图12分别显示了本发明的第三和第四种实施方式，主要是基于某些使用者希望能够更直观地观测和读取血压数值的要求，将0-300mmHg模拟水银柱标尺划分为以100mmHg为一个标尺段长度、以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位的三个标尺段，并同时显示在液晶显示屏4上。测量时，以模拟水银柱显示压力值，例如当压力值为192mmHg时，模拟水银柱同时出现在0-100mmHg和100-200mmHg两个标尺段中，并到达相应的刻度位置。在图11中，随着压力值的升高，模拟水银柱在三个标尺段中的增进方向是一致的；而在图12中，随着压力值的升高，模拟水银柱在第一标尺段(0-100mmHg)和第三标尺段(200-300mmHg)中的增进方向与在第二标尺段(100-200mmHg)中的增进方向是相反的。事实上，无论是哪一个方向，当压力值变化时，模拟水银柱的增进或者缩退都是具有连贯性的，可以让使用者能够更直观地观测压力的变化过程并准确读取压力值。

Claims

1.一种电子血压计，包括有充气装置、气囊及测控装置，其中充气装置与气囊相连通而可对气囊进行充气及放气，测控装置包含有中央处理器、与中央处理器电连接的压力传感器及显示装置，其中压力传感器与气囊相连通而可感测到气囊中气体的压力信号并将信号输入中央处理器，中央处理器对压力信号进行运算处理得到压力值，并输出至显示装置显示在模拟压力标尺中，其特征在于：中央处理器依照预先设定的程序，将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制显示装置显示出所述压力值所在的模拟压力标尺段，并用显示标识指示到标尺上相应的刻度。

2.如权利要求1所述的电子血压计，其特征在于：所述模拟压力标尺被划分为若干标尺段，所述若干标尺段至少包括第一标尺段X₀-X₁mmHg和第二标尺段X₁-X₂mmHg。

3.如权利要求2所述的电子血压计，其特征在于：中央处理器将运算得到的压力值与所述标尺段进行比较判断，而确定显示所述若干标尺段中包含该压力值的标尺段，并用显示标识指示到标尺上相应的刻度。

4.如权利要求3所述的电子血压计，其特征在于：当压力值超出所设定的模拟压力标尺的最大值时，测控装置发出超压警报信号。

5.如权利要求4所述的电子血压计，其特征在于：所述超压警报信号是模拟水银柱以一定频率闪烁示警，或是在测控装置中增设语音装置而发出语音警报。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电子血压计，其特征在于：显示装置所显示的内容还包括放气速率。

7.如权利要求1至5中任一项所述的电子血压计，其特征在于：显示装置所显示的内容还包括脉率。

8.如权利要求1至5中任一项所述的电子血压计，其特征在于：显示装置所显示的内容还包括心律失常提示。

9.如权利要求1至5中任一项所述的电子血压计，其特征在于：显示装置所显示的内容还包括脉搏跳动提示信号。

10.如权利要求1所述的电子血压计，其特征在于：所述模拟压力标尺为模拟水银柱标尺。

11.如权利要求10所述的电子血压计，其特征在于：所述显示标识为模拟水银柱。

12.如权利要求10所述的电子血压计，其特征在于：所述显示标识为模拟方块形游标。

13.一种电子血压计的显示方法，其包括如下步骤：

(b)充气装置对血压计的气囊进行充/放气，通过压力传感器感测气囊内气体压力信号并将压力信号输入中央处理器进行运算处理，得出压力值P；

(c)对压力值P进行比较判断并控制模拟压力标尺段的显示：

如果X₀＝0mmHg＜P＜X₁mmHg，则显示模拟压力标尺段0-X₁mmHg；

如果X₁mmHg＜P＜X₂mmHg，则显示模拟压力标尺段X₁-X₂mmHg；

如果X₂mmHg＜P＜X₃mmHg，则显示模拟压力标尺段X₂-X₃mmHg；

如果X_i-1mmHg＜P＜X_immHg，则显示模拟压力标尺段X_i-1-X_immHg；其中i＝1，2，3，...n；

当P＝X_i时，P可以在X_i相临的任何一个标尺段中显示；

14.如权利要求13所述的电子血压计的显示方法，其特征在于：在对压力值P进行比较判断时，如果压力值P超出设定的模拟压力标尺最大值，则发出警报信号。

15.如权利要求13所述的电子血压计的显示方法，其特征在于：所述模拟压力标尺是模拟水银柱标尺或其他形态的压力标尺。

16.如权利要求15所述的电子血压计的显示方法，其特征在于：所述显示标识是模拟水银柱或是其他形态的显示标识。

17.如权利要求13所述的电子血压计的显示方法，其特征在于：所述方法还包括压力传感器连续感测气囊压力的变化状况而获得包含脉搏波的压力变化曲线，并在脉搏波开始出现时，驱动和控制显示装置显示出脉搏跳动提示信号及脉搏频率和强度信号。

18.如权利要求13所述的电子血压计的显示方法，其特征在于：所述方法进一步包括通过读取初始时刻的初始压力值与放气过程特定时刻的特定压力值，并计算压力差值与时间差值之间的比值而获得并显示放气速率。