CN104983410A - 一种用于体外循环设备中的电子血压计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于体外循环设备中的电子血压计，包括CPU核心模块、以及与其电连接的电源模块、AD转换模块、显示模块和通信模块，以及分别与电源模块、AD转换模块电连接血压采集模块，还包括有管路接口模块，所述管路接口模块串联在体外循环的管路中，管路接口模块的气压感测通道与血压采集模块的输入通道相连通，所述血压采集模块直接感测管路接口模块中的空气压，并且输出感测信号到AD转换模块和CPU核心模块。采用本发明技术方案，具有精度高，非接触无污染隔离测量等优点，达到了血压在线实时监测的目的，并为体外循环医疗设备系统的集成提供了技术基础。

Description

一种用于体外循环设备中的电子血压计
技术领域
本发明涉及一种电子血压计，具体涉及一种用于体外循环设备中的电子血压计。
背景技术
体外循环生命支持系统是指通过机电装置建立血液的体外循环，在血液循环路径上加入过滤、吸附、气体交换、热交换等装置。从而模拟人体器官，如心、肺、肝、肾的部分功能，达到治疗疾病和维持生命的作用。在体外循环设备运行过程中，需要对体外循环管路内的血压进行测量，实时监测人体的生理状态，防止循环管路堵塞或者流通不畅，如果发生意外情况，立即报警并采取相应急救措施。更进一步的研究血压大小与血液透析效果或者是氧合效果的深层次关系，可以提高体外循环类设备的救治效率。
目前大部分电子血压计发明都是采用袖带式，如专利号为CN200510096991.9的发明，都是对手臂肱动脉血压的间接测量方式，只能离线间歇式测量，且由于测量模型的改变，该种方式并不适用体外循环管路中血液压力的测量。在专利号为CN200780013707.4的发明中，提出的适用于体外循环回路的压力传感器存在结构复杂，传感信号提取复杂，使用成本过高等问题，而且并没有给出系统性的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种用于体外循环设备中的电子血压计。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于体外循环设备中的电子血压计，包括CPU核心模块、以及与其电连接的电源模块、AD转换模块、显示模块和通信模块，以及分别与电源模块、AD转换模块电连接血压采集模块，还包括有管路接口模块，所述管路接口模块串联在体外循环的管路中，管路接口模块的气压感测通道与血压采集模块的输入通道相连通，所述血压采集模块直接感测管路接口模块中的空气压，并且输出感测信号到AD转换模块和CPU核心模块，CPU核心模块判断感测信号并且发送实时信号到显示模块显示，CPU核心模块同时通过通信模块将信号发送给上位机。
进一步的，所述管路接口模块为三通结构的静脉壶，其壶内腔体为圆柱状，上端设有两个通道，一个为血液输入通道，一个为气压感测通道，下端设有一个通道，其为血液输出通道。
进一步的，所述血压采集模块由基准激励、集成运放和气压传感器组成，基准激励的正输出与集成运放的第3正端输入引脚连接，集成运放的负输入端与气压传感器的第2引脚连接，通过负反馈形成驱动能力更强的稳定的激励电压施加到气压传感器内部的惠斯通电桥上，最终在气压传感器的1、3两个引脚输出与压力对应的电压信号。
进一步的，所述的CPU核心模块采用TI公司的MSP430F449单片机。
进一步的，所述血压采集模块采用NPC1220-015G-3L型气压传感器。
进一步的，所述AD转换模块采用AD7714转换器，AD7714直接从传感器接收电信号并输出串行数字量。
进一步的，所述显示模块采用一款基于HT1621的段式LCD显示模块0173。
进一步的，所述电源模块采用12V变压器供电输入，模数转换芯片的ＤＣ５Ｖ模拟供电电压由ＤＣ-ＤＣ模块CC10-1205得到，MSP430F449单片机和模数转换芯片芯片供电所需的3.3V电压通过使用LDO线性电压稳压器LM1117-3.3得到，模数转换芯片芯片所需的2.5Ｖ基准电压由AD780BN得到，血压采集模块所需的1.2V基准激励电源由LM285-1.2提供。
本发明的有益效果是:
本发明技术方案，具有精度高，非接触无污染隔离测量等优点，达到了血压在线实时监测的目的，并为体外循环医疗设备系统的集成提供了技术基础。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为血压采集模块的电路结构图。
图中标号说明：1.CPU核心模块，2.电源模块，3.血压采集模块，4.AD转换模块，5.显示模块，6.通信模块，7.管路接口模块，71.血液输入通道，72.气压感测通道，73.血液输出通道，8.基准激励，9.集成运放，10.气压传感器。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参见图1所示，一种用于体外循环设备中的电子血压计，具体包括CPU核心模块1、电源模块2、血压采集模块3、AD转换模块4、显示模块5、通信模块6和管路接口模块7。电源模块2的输入为DC12V，AD7714（AD转换模块4）的DC5V模拟供电电压由DC-DC模块CC10-1205得到单片机和电路其他芯片供电所需的3.3V和AD芯片所需的2.5V基准电压分别由DC12V作为输入，经过LM1117-3.3和AD780得到，LM1117-3.3的输出3.3V作为LM285-1.2的输入得到1.235V作为血压采集模块3的激励电压输入，在正常工作使用时，将管路接口模块7，实际上是一个三通结构的静脉壶串联到体外循环的管路中，并将管路接口模块7的气压感测通道72与血压采集模块3的输入通道连接，在稳定状态下，管路接口模块7静脉壶中的血压与空气压形成平衡，通过对空气压的测量即可间接得到血压值，血压采集模块3直接感测来自管路接口模块7的空气压，输出一个０～50mV信号接到AD7714的第一差分输入通道，在AD7714内部完成信号的放大和带通的滤波，并进行转换。单片机MSP430F449的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4分别与AD7714的DREADY、DOUT、DIN、SCLK和RESET引脚连接，来完成转换通道、转换频率、滤波带宽等参数的设置，完成压力值的读取。单片机MSP430F449的P2.4和P2.5引脚的复用UART串口0功能与显示模块5的RXD和TXD连接，按照指定的数据格式将压力实测结果传输给显示模块5，显示模块5自动进行数据更新，完成结果显示。通信模块6是通过单片机MSP430F449的P4.0和P4.1引脚的复用UART串口1功能实现，将血压采集结果上传给上位机。
如图2所示，说明了本发明中血压采集模块3具体的工作原理，血压采集模块3由基准激励8、集成运放9和气压传感器10构成，气压传感器10型号为NPC1220，基准激励8采用LM285-1.2得到1.235V电压，集成运放9采用ICL7650芯片，LM285-1.2的输出电压1.235V与集成运放9的第3正端输入引脚连接，集成运放9的负输入端与气压传感器NPC1220的第2引脚连接，通过负反馈形成驱动能力更强的稳定的激励电压施加到气压传感器NPC1220内部的惠斯通电桥上，最终在NPC1220的1、3两个引脚输出与压力对应的电压信号。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于体外循环设备中的电子血压计，包括CPU核心模块（1）、以及与其电连接的电源模块（2）、AD转换模块（4）、显示模块（5）和通信模块（6），以及分别与电源模块（2）、AD转换模块（4）电连接血压采集模块（3），其特征在于，还包括有管路接口模块（7），所述管路接口模块（7）串联在体外循环的管路中，管路接口模块（7）的气压感测通道与血压采集模块（3）的输入通道相连通，所述血压采集模块（3）直接感测管路接口模块（7）中的空气压，并且输出感测信号到AD转换模块（4）和CPU核心模块（1），CPU核心模块（1）判断感测信号并且发送实时信号到显示模块（5）显示，CPU核心模块（1）同时通过通信模块（6）将信号发送给上位机。
2.根据权利要求1所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述管路接口模块（7）为三通结构的静脉壶，其壶内腔体为圆柱状，上端设有两个通道，一个为血液输入通道（71），一个为气压感测通道（72），下端设有一个通道，其为血液输出通道（73）。
3.根据权利要求1所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述血压采集模块（3）由基准激励（8）、集成运放（9）和气压传感器（10）组成，基准激励（8）的正输出与集成运放（9）的第3正端输入引脚连接，集成运放（9）的负输入端与气压传感器（10）的第2引脚连接，通过负反馈形成驱动能力更强的稳定的激励电压施加到气压传感器（10）内部的惠斯通电桥上，最终在气压传感器（10）的1、3两个引脚输出与压力对应的电压信号。
4.根据权利要求1所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述CPU核心模块（1）采用TI公司的MSP430F449单片机。
5.根据权利要求1或2所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述血压采集模块（3）采用NPC1220-015G-3L型气压传感器。
6.根据权利要求1所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述AD转换模块（4）采用AD7714转换器，AD7714直接从传感器接收电信号并输出串行数字量。
7.根据权利要求1所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述显示模块（5）采用一款基于HT1621的段式LCD显示模块0173。
8.根据权利要求1所述的用于体外循环设备中的电子血压计，其特征在于，所述电源模块（2）采用12V变压器供电输入，模数转换芯片的ＤＣ５Ｖ模拟供电电压由ＤＣ-ＤＣ模块CC10-1205得到，MSP430F449单片机和模数转换芯片芯片供电所需的3.3V电压通过使用LDO线性电压稳压器LM1117-3.3得到，模数转换芯片芯片所需的2.5Ｖ基准电压由AD780BN得到，血压采集模块（3）所需的1.2V基准激励电源由LM285-1.2提供。
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