CN102379690A

CN102379690A - 一种新型电子血压计

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Publication number: CN102379690A
Application number: CN2010102691928A
Authority: CN
Inventors: 陈哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-21

Abstract

本发明公开了一种具有血压测量、脉搏测量、血压值修正、射频识别和无线数据通信等功能的医用电子血压测量装置。该血压测量装置可自动读取被测对象的电子识别码，并可以在测量血压的同时，完成脉搏的测量。在完成血压和脉搏的测量后，该装置可将血压数据、脉搏数据和电子条码以无线传输的方式发送至数据接收系统。该测量装置还具备血压值修正功能，当血压显示值与实际值不一致时，可通过修正使显示值与实际值达到一致。此外，该装置还具备较强的人机交互功能，操作者可通过键盘参与血压测量并对测量结果进行修改、存储和数据发送等操作。

Description

一种新型电子血压计

技术领域本发明涉及一种利用柯氏音法测量人体血压的血压测量装置，特别涉及一种具有血压测量、脉搏测量、血压值修正、射频识别和无线数据通信等多种功能的医用电子血压测量装置。

背景技术目前，医院病房中的日常血压测量仍然采用传统的水银血压计。医护人员为患者逐一测量血压后，将测量结果填写到患者的纸质病例或电子病例中。这种工作模式的主要缺点是工作量较大，且使用过程中容易导致水银外泄，造成汞污染。

市场上所销售的电子血压计绝大多数采用示波法原理测量人体血压，其测量结果误差较大，因此无法用于临床。采用柯氏音法测量血压的电子血压计虽已在市场上出现，但由于不具备数据通信功能，因此无法在使用中减轻医护人员的工作量。

目前无线通信技术在医疗领域得到长足的发展。现有的技术已可将无线数据通信技术与电子血压测量技术相结合，实现将所测得的血压和脉搏数据通过无线传输的方式发送到带有无线接收模块的接收设备。

在申请号为200910195053.2的中国发明专利申请中公开了名为“一种电子血压计数据传输和管理装置及方法”的技术方案。该方案采用传统电子血压计与全球移动通信系统的短信服务模块相连接，实现将测量结果通过短信方式发送至接收终端的通信功能。

在申请号为201010103834.7的中国发明专利申请中公开了名为“一种便携式多功能电子血压计”的技术方案，该方案中电子血压计可通过有线或无线方式将数据发送至接收设备，且每台设备有一个独一无二的设备识别码，便于接收设备对于数据的识别。

以上发明存在的一个共同的不足是：1、不具备测量结果的修正功能，虽然有初始压力的自动校零功能，但在整个测量范围内的系统误差仍然无法克服；2、系统不具备电子标签的自动识别功能，不能在临床使用中自动识别被测患者的电子识别码；3、人机交互功能不强，操作者不能对测量结果进行人工干预。因此，在临床中的推广使用受到一定程度的限制。

发明内容本发明克服现有技术的不足，提供了一种具有血压测量、脉搏测量、血压值修正、射频识别和无线数据通信等功能的医用电子血压测量装置。该血压测量装置可自动读取被测对象的电子识别码，并可以在测量血压的同时，完成脉搏的测量。在完成血压和脉搏的测量后，该装置可将血压数据、脉搏数据和电子条码以无线传输的方式发送至数据接收系统。该测量装置还具备血压值修正功能，当血压显示值与实际值不一致时，可通过修正使显示值与实际值达到一致。此外，该装置还具备较强的人机交互功能，操作者通过键盘参与血压测量并对测量结果进行修改、存储和数据发送等操作。

为实现上述功能，本发明采用以下技术方案：

该血压测量装置由一个压力测量模块1、一个液晶屏2、一个微控制器3、一个无线通信模块4和一个键盘5、一个Flash存储器6组成。压力测量模块1在微控制器3的控制下完成压力的实时测量，并将测量结果送至微控制器3。微控制器3对测量结果进行修正后，驱动液晶屏2显示压力的实际值。无线通信模块4具有射频识别和无线数据收发功能，可识别患者的电子身份码并将血压和脉搏数据发送至外部接收设备。键盘5用于实现人机对话功能，操作者可通过键盘实现对血压测量过程的参与和对血压测量装置的控制。Flash存储器6存储测量结果和压力的修正量表。由于系统误差的存在，压力测量值需要进行必要的修正。在测量过程中，每得到一个压力测量值，我们都可以在修正量表中找到与其对应的修正量，再将压力值测量值与修正量相加后得到压力的实际值。

压力测量模块1包括一个可充气袖带7、一个充气装置8、一个放气装置9、一个压力传感器10、一个放大器11、一个滤波器12和一个模数转换电路13等部件。压力测量模块1在微控制器3的控制下完成对压力的实时测量。在血压测量开始时，微控制器3(或人工)控制充气装置8对可充气袖带7充气，当袖带的压力超过收缩压时，充气过程停止。然后微控制器3(或人工)控制放气装置9开始缓慢放气。在放气过程中，压力传感器10采集袖带内部的压力，并将压力信号转化为电信号。该电信号经放大器11和滤波器12后送至模数转换电路13，被转换为数字量。微控制器3读入上述数字量，计算出压力测量值，再根据测量值在修正量表中找到对应的修正量，并将压力值测量值与修正量相加得到压力的实际值。与此同时，微控制器3驱动液晶屏2，将压力的实际值实时地显示在液晶屏上。医生通过听诊器监听柯氏音，以确定收缩压和舒张压。当收缩压(或舒张压)出现时，医生可通过按压键盘5上的收缩压(或舒张压)确认键记录该时刻的压力值，该压力值即为收缩压(或舒张压)，同时系统在液晶屏的特定区域内显示该压力值。系统还设有“数值加”和“数值减”按键，医生可以通过按压这两个按键，修改操作过程中测得的收缩压(或舒张压)值。修改完成后，通过按压“存储”键可将数值存储至Flash存储器6中。在舒张压测量完成后，微控制器3可对采集的全部压力信号进行分析处理，得到被测者的脉搏数据，并存储至Flash存储器6中。在舒张测量完成后，微控制器(或人工)控制放气装置加快放气的速度，迅速将可充气袖带内气压降至标准大气压。

Flash存储器6中的修正量表是通过静态压力校准实验得到的，我们通过测量得到系统在不同压力值下的误差量，再将这些误差量以修正量表的形式存储至Flash存储器6中。该修正量表可通过血压计按键和液晶屏2上的人机交互界面，由人工输入至微控制器3的存储器中，再由微控制器3将数据写入Flash存储器6中，也可以通过无线传输的方式，由外部的发射装置发送，再由内部的无线通信模块4接收，最终由微控制器3的控制程序自动将数据写入Flash存储器6中。Flash存储器6也可以由微控制器3内部的Flash存储器来代替。

无线通信模块4主要包括一个无线数据收发模块14、一个射频天线15、一个射频识别阅读器16、一个耦合线圈17。它具有射频识别和无线数据收发功能，在每次测量前，无线通信模块4可在微控制器3的控制下通过射频识别阅读器16读取患者的电子识别码。在血压和脉搏测量完成后，微控制器3根据外部命令控制无线数据收发模块14与外部接收设备通信，发送血压、脉搏数据和电子识别码。

键盘5用于实现人机对话功能，操作者可通过键盘实现对测量装置的控制。键盘5设有收缩压和舒张压确认键、数值加键、数值减键、数据存储键、射频识别键、数据发送键等，当收缩压和舒张压出现时操作者可通过按压相应的确认按键将压力数值锁定并显示在液晶屏的特定区域上，并可通过按压“数值加”或“数值减”按键修改上述的显示值，操作者确认数值后，按压“存储”键将数据传送给微控制器，并存储到Flash存储器6中。当需要数据传输时，可按压“数据发送”键将数据发送给外部接收装置。此外按压“射频识别”键可以启动射频识别阅读器16读取患者的电子识别码。

与目前已公开的专利技术相比，本产品具有脉搏测量、血压值修正、射频识别功能和电子识别码存储功能，适合在医院中推广使用。例如，在病房中为每个患者预先配发一个电子标签，标签上存有患者的电子识别码。在使用本装置为患者测量血压时，首先用本装置中的射频识别阅读器读取患者的电子识别码，并将该电子识别码存入装置内的Flash中。该装置在测量血压的同时可以完成脉搏的测量，并可对血压数据进行修正，使结果更加准确。当血压和脉搏的测量完成后，无线通信模块将血压、脉搏数据和电子识别码一同发送至外部接收装置。外部接收装置接收到数据后可将数据发送至医院信息系统(HIS)，由于数据中含有电子识别码，因此HIS系统可自动通过电子识别码将血压数据与患者的姓名一一对应起来，存入患者的电子病例。此外，还可以通过带有无线数据通信功能的网关直接发送到局域网中，再通过局域网传送至护士工作站。这种新装置的采用，可以减轻医护人员的劳动强度，同时可以替代目前在病房中大量使用的水银血压计，以减轻环境污染。

附图说明

图1是本发明系统总体构成框图；

图2是图1中采用自动充放气装置的压力测量模块与微控制器连接的原理框图；

图3是图1中采用手动充放气装置的压力测量模块与微控制器连接的原理框图；

图4是图1中微控制器及周边元件电路图；

图5是图1中无线通信模块与控制器连接原理框图；

图6是图5中无线数据收发模块电路图；

图7是图5中射频识别阅读器电路图；

具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

附图1描述的血压测量装置由一个压力测量模块1、一个液晶屏2、一个微控制器3、一个无线通信模块4和一个键盘5、一个Flash存储器6组成。压力测量模块1在微控制器3的控制下完成压力的实时测量，并将测量结果送至微控制器3。微控制器3对测量结果进行修正后，驱动液晶屏2显示压力的实际值。无线通信模块4具有射频识别和无线数据收发功能，可识别患者的电子身份码并将血压和脉搏数据发送至外部接收设备。键盘5用于实现人机对话功能，操作者可通过键盘实现对血压测量过程的参与和对血压测量装置的控制。Flash存储器6存储测量结果和压力的修正量表。由于系统误差的存在，压力测量值需要进行必要的修正。在测量过程中，每得到一个压力测量值，我们都可以在修正量表中找到与其对应的修正量，再将压力值测量值与修正量相加后得到压力的实际值。

图2是图1中采用自动充放气装置的压力测量模块与微控制器连接的原理框图。图中压力测量模块1包括一个可充气袖带7、一个充气装置8、一个放气装置9、一个压力传感器10、一个放大器11、一个滤波器12和一个模数转换电路13等部件。压力测量模块1在微控制器3的控制下完成对压力的实时测量。在血压测量开始时，微控制器3(或人工)控制充气装置8对可充气袖带7充气，当袖带的压力超过收缩压时，充气过程停止。然后微控制器3(或人工)控制放气装置9开始缓慢放气。在放气过程中，压力传感器10采集袖带内部的压力，并将压力信号转化为电信号。该电信号经放大器11和滤波器12后送至模数转换电路13，被转换为数字量。微控制器3读入上述数字量，计算出压力测量值，再根据测量值在修正量表中找到对应的修正量，并将压力值测量值与修正量相加得到压力的实际值。与此同时，微控制器3驱动液晶屏2，将压力的实际值实时地显示在液晶屏上。医生通过听诊器监听柯氏音，以确定收缩压和舒张压。当收缩压(或舒张压)出现时，医生可通过按压键盘5上的收缩压(或舒张压)确认键记录该时刻的压力值，该压力值即为收缩压(或舒张压)，同时系统在液晶屏的特定区域内显示该压力值。系统还设有“数值加”和“数值减”按键，医生可以通过按压这两个按键，修改操作过程中测得的收缩压(或舒张压)值。修改完成后，通过按压“存储”键可将数值存储至Flash存储器6中。在舒张压测量完成后，微控制器3可对采集的全部压力信号进行分析处理，得到被测者的脉搏数据，并存储至Flash存储器6中。在舒张测量完成后，微控制器(或人工)控制放气装置加快放气的速度，迅速将可充气袖带内气压降至标准大气压。

图3是图1中采用手动充放气装置的压力测量模块与微控制器连接的原理框图。该实施方案的原理与图2中所述方案的原理基本相同，所不同的是，充放气装置均由人工控制。

图4是图1中微控制器及周边元件电路图。图中U3是微控制器。在本实施例中，我们选用德州仪器(TI)公司的MSP430F435作为微控制器，该芯片共有80个管脚。其中管脚12、管脚13、管脚14、管脚15、管脚16、管脚17、管脚18、管脚19、管脚20、管脚21、管脚22、管脚23、管脚24、管脚25、管脚26和管脚44、管脚45、管脚46、管脚47与液晶屏2连接，用于驱动液晶屏；管脚50和管脚51与射频识别阅读器相连接，完成与该模块的数据通信功能；管脚54、管脚55与无线数据收发模块相连接，主要完成数据的传输功能；管脚56、管脚57、管脚58、管脚59、管脚60与A/D转换器13相连接用于控制并读入A/D转换器的输出数据；管脚62、管脚63、管脚64、管脚65、管脚66、管脚67与键盘相连，用于接收外部命令。

图5是图1中无线通信模块与控制器连接的技术实现方案。微控制器3控制无线通信模块4工作。无线通信模块4由一个无线数据收发模块14、一个射频天线15、一个射频识别阅读器16和一个耦合线圈17构成。在每次测量前，血压计中的射频识别阅读器通过非接触的方式读取被测者电子标签中的电子识别码，并将此识别码存入微控制器3的Flash存储器6中；当血压和脉搏的测量完成后，微控制器3先将数据存储至Flash存储器6中，然后根据外部命令或外设请求，将该血压、脉搏数据和电子识别码发送至无线数据收发模块14。无线数据收发模块14收到数据后，立即通过天线15将该数据发送出去。天线15与无线数据收发模块14相连接，用于提高本装置的数据传输距离。

图6是图5中无线数据收发模块电路图。在本实施例中，我们采用蓝牙技术实现无线数据通信功能。图中U4为蓝牙模块。我们选用台湾DELTA公司生产的DFBM-CS120模块作为蓝牙模块来实现通信功能，该模块以美国CSR公司的bleucore3.0作为内核，并将此内核与外围电路封装在一个芯片内。该模块的管脚17(UART_RX)和管脚2(UART_TX)分别与微控制器3的管脚54和管脚55相连接。

图7是图5中射频识别阅读器电路图。电路的核心元器件U5采用的是MF RC522。MFRC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高度集成度读写卡系列芯片中的一员。MF RC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。它支持ISO14443A的多层应用。其内部发送器部分可驱动读写器天线与ISO14443A/MIFARE卡或应答机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于处理与ISO14443A兼容的应答器信号。数字部分可处理ISO14443A帧和错误检测(奇偶&CRC)。MFRC522支持MIFARE更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。电路中，元器件R12、R13、C35、C36与芯片的管脚16、管脚17组成接收电路。元器件L11、C25、L12、C26和芯片的管脚11、管脚13连接组成发射电路。元器件C23、C24、C27、C28、R14、R15为天线L的匹配电路。MF RC522芯片支持三种串行接口：SPI、UART、I²C，本电路中我们采用的是I²C串行接口，该接口的外接引脚少。U5的管脚1为I²C使能端，置为高电平。U5的管脚24和管脚31分别为数据线和时钟线与U3的管脚50和管脚51相连接。

Claims

1.一种利用柯氏音法测量人体血压的医用电子血压计，包括压力测量模块[1]、液晶屏[2]、微控制器[3]，其特征在于还包一个无线通信模块[4]和一个键盘[5]、一个Flash存储器[6]。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，压力测量模块[1]由一个可充气袖带[7]、一个充气装置[8]、一个放气装置[9]、一个压力传感器[10]、一个放大器[11]、一个滤波器[12]、一个模数转换电路[13]等组成。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，该装置具有测量脉搏的功能。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征是，Flash存储器[6]可用于存储血压的修正量表、血压和脉搏的测量结果等信息。

5.根据权利要求1、2和4所述的系统，其特征是，血压的修正量表可通过血压计键盘存入系统或进行改写，也可通过有线或无线数据通信的方式传入系统，系统收到数据后，由内部程序对血压修正量表进行存储或改写。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述无线通信模块[4]主要包括一个无线数据收发模块[14]、一个射频天线[15]、一个射频识别阅读器[16]、一个耦合线圈[17]。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征是，所述无线数据收发模块[14]主要由一个射频收发芯片、及外围元器件构成。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征是，所述射频识别阅读器[16]主要由专用芯片及外围元器件构成。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述键盘[5]设有收缩压和舒张压确认键、数值加键、数值减键、数据存储键、射频识别键、数据发送键等，当操作者通过听诊器监听到收缩压和舒张压出现时，可通过按压相应按键锁定压力值，并使该压力值显示在液晶屏[2]上，然后操作者可通过按压“数值加”或“数值减”按键修改显示在液晶屏[2]上的压力值，待操作者确认数值后，可通过按压“存储”键将数据传送给微控制器。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征是，微控制器[3]收到压力测量模块[1]采集的压力数据后，将该数据与修正量表中所对应的修正值数据相加得到压力的实际值，然后实时驱动液晶屏[2]显示压力的实际值。