CN105125196B - 一种电子血压计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子血压计，包括袖带/腕带(1)和主机(2)；所述袖带/腕带(1)上设有内置定量气体的气囊(11)；所述主机(2)包括传感所述气囊(11)压力的压力传感器(21)、通过挤压所述气囊(11)以改变所述气囊(11)体积的旋转机构(22)和用于控制所述旋转机构(22)运行以及接收并处理所述压力传感器(21)采集的压力信号的CPU控制模块(23)；相比传统的电子血压计，本发明的电子血压计可直接通过改变气囊体积实现压力变化，无需气泵和电磁阀，且气路结构简单，使用更加方便，更易于携带，适用于穿戴式医疗观念。

Description

一种电子血压计
技术领域
本发明涉及医疗检测技术领域，特别是涉及一种电子血压计。
背景技术
高血压是最常见的慢性病，也是心脑血管病最主要的危险因素，脑卒中、心肌梗死、心力衰竭及慢性肾脏病是其主要并发症。国内外的实践证明，高血压是可以预防和控制的疾病，降低高血压患者的血压水平，可明显减少脑卒中及心脏病事件，显著改善患者的生存质量，有效降低疾病负担。所以，对于日常对血压的监控显得尤为重要。
目前血压计都是使用无创测量方法，无创测量法可分为听诊法和示波法，但由于听诊法测量方法需要较强的专业知识，一般由医生、护士使用，不适合家庭、个人进行血压测量。示波法是90年代发展起来的一种比较先进的电子测量方法，其使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血管，使动脉血管处于全开-半闭-完全闭阻状态，测量完成后，使用电磁阀进行泄气。
现有的电子血压计，其袖带/腕带内的压力变化往往是通过气泵和电磁阀对袖带/腕带充放气实现，结构复杂；此外，由于电子血压计，尤其是升压测量的电子血压计对气泵的稳定性要求比较高，所以气泵的质量直接影响电子血压计测量的准确性和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可直接通过改变气囊体积实现压力变化而无需气泵和电磁阀的电子血压计，解决目前市场上电子血压计测量不稳定以及结构复杂等问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电子血压计，包括袖带/腕带和主机；所述袖带/腕带上设有内置定量气体的气囊；所述主机包括传感所述气囊压力的压力传感器、通过挤压所述气囊以改变所述气囊体积的旋转机构和用于控制所述旋转机构运行以及接收并处理所述压力传感器采集的压力信号的CPU控制模块。
其中，所述气囊上设有气嘴；所述压力传感器通过所述气嘴传感气囊压力。
其中，所述旋转机构包括用于相对施压于所述气囊的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴彼此平行。
其中，所述主机还包括壳体；所述气囊包括固定端和活动端，所述固定端固定于所述壳体上，所述活动端夹置于所述第一转轴和所述第二转轴之间；可通过电机或机械方式驱动所述第一转轴和所述第二转轴旋转以挤压或放松所述气囊。
其中，所述主机还包括按键控制电路，所述按键控制电路与所述CPU控制模块电性连接，用于向所述CPU控制模块发送控制信号。
其中，所述主机还包括显示模块，所述显示模块与所述CPU控制模块电性连接，用于显示人体血压测量数据。
其中，所述主机还包括与所述CPU控制模块电性连接的通信模块，用于发送人体血压测量数据。
其中，所述CPU控制模块包括信号输入端和信号输出端；所述信号输入端与所述压力传感器电性连接，所述信号输出端与所述旋转机构电性连接，所述压力传感器采集压力信号并发送至所述CPU控制模块，所述CPU控制模块对所采集压力信号进行处理以获得人体的舒张压、收缩压及平均压的测量值，实现人体血压的测量；测量完成后，通过所述旋转机构增大所述气囊的体积使之恢复到被挤压前的状态。
其中，所述主机还包括电源模块，所述电源模块与所述CPU控制模块电性连接并为所述CPU控制模块提供电源。
其中，所述主机还包括电源适配器，所述电源适配器与所述CPU控制模块电性连接并为所述CPU控制模块提供电源。
本发明的电子血压计具有以下有益效果：相比传统的电子血压计，本发明的电子血压计可直接通过改变气囊体积实现压力变化，无需气泵和电磁阀，且气路结构简单，使用更加方便，更易于携带，适用于穿戴式医疗观念。
附图说明
图1为本发明的电子血压计实施例中的传统的电子血压计的原理框图；
图2为本发明的电子血压计实施例的电子血压计原理框图；
图3为本发明的电子血压计实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。
传统的电子血压计的原理框图如图1所示，传统的电子血压计包括袖带/腕带、气泵、压力传感器、放气阀、电源模块、按键控制电路、显示模块、CPU控制模块和信号输入输出端等。传统的电子血压计通过气泵对袖带/腕带进行充气加压，利用充气后的袖带/腕带压迫人体的动脉血管，随着袖带/腕带内的压力变化，压力传感器采集袖带/腕带内的压力变化并将其转化为数字信号发送至CPU控制模块，使用嵌入式软件分析，获得人体的舒张压、收缩压和平均压的测量值，实现人体血压的测量，测量完毕后，打开电磁阀对袖带/腕带进行泄气以使袖带/腕带内的压力归零。传统的电子血压计，其袖带/腕带内的压力变化是通过气泵和电磁阀对袖带/腕带充放气实现，结构复杂，使用不便。
本发明提供的电子血压计依据波义耳定律，取消了气泵和电磁阀，直接通过机械结构改变气囊的体积以改变作用于人体的压力，实现血压的测量，结构简单，使用方便。
玻义耳定律：在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强成反比。玻义耳定律是由英国化学家罗伯特·波义耳(Robert Boyle，1627—1691)在1662年根据实验结果提出。罗伯特·波义耳实验时发现：在向一定体积的空气施加2倍的压力时，空气的体积会减小至原来的体积的1/2；在向一定体积的空气施加3倍的压力时，空气的体积会减小至原来的体积的1/3；在一定体积的空气受到挤压时，空气的体积的变化与压强的变化总是成比例。罗伯特·波义耳创建了一个简单的数学等式，即玻义耳定律公式，以表示这一比例关系：
V：气体的体积，P：压强，C：常数。
在1、2两种状态的温度相同时，1、2两种状态下的气体关系式可表示成：
P1V1＝P2V2
这是人类历史上第一个描述气体运动的数量公式，为气体的量化研究和化学分析奠定了基础。
参照图2、图3，本发明提供的一种电子血压计的实施例中，包括袖带/腕带1和主机2；袖带/腕带1上设有内置定量气体的气囊11；主机2包括连接并传感气囊11压力的压力传感器21、通过挤压或放松气囊11以改变气囊11体积的旋转机构22和用于控制旋转机构22运行以及接收并处理压力传感器21采集的压力信号的CPU控制模块23，CPU控制模块23还负责根据测量程序，依据压力传感器的数据计算出参考的血压数据，并将数据显示或发送给用户。
袖带/腕带1可以是柔软的纺织物，可以卷绕在人体手臂/手腕上贴近皮肤表面的血管，气囊11可以通过纽扣-纽扣眼、硅胶吸附等方式置于袖带/腕带1的外部，也可通过缝合等方式置于袖带/腕带1的内部；气囊11上可设有气嘴12，气嘴12固定在气囊11上，气嘴12与压力传感器21连接且用于封闭气囊11以防止气囊12内部的气体外泄、在气囊11使用一段时间后气囊11内的气体外泄时，可通过气嘴12向气囊11充气，此外，气嘴12还可以用于向压力传感器21发送气囊11内的压力信号；气囊11的材质不限，以密闭性良好的材质为主，如橡胶等。
压力传感器21用于采集气囊11内的压力信号并传送至CPU控制模块23，压力传感器21可通过气囊11上的气嘴12采集气囊11内的压力信号，也可直接设于气囊11上通过气囊11的形变采集气囊11内的压力信号。
在本发明的电子血压计中，旋转机构22用于通过挤压气囊11以改变气囊11体积，优选的，旋转机构22包括用于相对施压于气囊11的第一转轴221和第二转轴222，且第一转轴221和第二转轴222彼此平行，气囊11的一端夹置于第一转轴221和第二转轴222之间，CPU控制模块23控制电机运行以使电机驱动旋转机构22的第一转轴221和第二转轴222以相反反向旋转以挤压气囊11，使得气囊11的体积减小，气囊11内的压力增大，压力传感器21采集气囊11内的压力信号并发送至CPU控制模块23。本实施例通过旋转机构22的第一转轴221和第二转轴222挤压气囊11以减小气囊11的体积，当电机反向旋转时，可以增大气囊11的体积。其中，不仅可通过电机或机械等方式以驱动第一转轴221和第二转轴222旋转以挤压气囊11使得气囊11的体积发生改变，在其他实施例中可能采取其他方式挤压气囊11以使气囊11的体积发生改变。其中，可正反转的电机驱动转轴的方式，包括同时驱动两个转轴，或只驱动其中一个转轴，另以转轴随动。
主机2还包括按键控制电路27、通信模块或/和显示模块28；其中，按键控制电路27与CPU控制模块23电性连接，用于向CPU控制模块23发送控制信号，通信模块与CPU控制模块23电性连接，用于发送人体血压测量值，显示模块28与CPU控制模块23电性连接，用于将人体的血压测量值显示在显示板上。其中，通信模块可以是蓝牙模块，用于将计算出的血压数据以蓝牙方式传送给附件的蓝牙手机，支持实现血压测量数据的云端处理。如果只安装显示模块，则有线下测量存储功能，如同时设置通信模块，则支持线下测量存储和线上存储管理功能，如只安装通信模块，则只支持线上存储管理功能，可根据不同需要进行选择。
CPU控制模块23包括信号输入端231和信号输出端232；信号输入端231与压力传感器21电性连接，信号输出端232与旋转机构22电性连接；袖带/腕带1上的气囊11的内置气体始终保持定量，在气囊11未被挤压前，气囊11的体积为初始体积，气囊11内的压力为初始压力；按键控制电路27发送控制信号至CPU控制模块23，此时CPU控制模块23将信号进行处理之后通过电机或机械等方式驱动旋转机构22开始工作，依据波义耳定律，在旋转机构22挤压气囊11以减小气囊11的体积时，作用于人体动脉血管的压力相应增大，在压力增大的过程中，压力传感器21采集压力变化并将其转化为数字信号发送至CPU控制模块23，通过嵌入式软件分析获得人体的舒张压、收缩压及平均压的测量值，显示模块28将所得的电压测试值显示于显示板上，实现人体血压的测量；测量完成后，按键控制电路27发送控制信号至CPU控制模块23，CPU控制模块23将信号进行处理之后通过电机或机械等方式驱动旋转机构22工作，通过旋转机构22增大气囊11的体积使之恢复到被挤压前的状态，整个工作过程中无需气泵和电磁阀，结构简单，使用方便。
主机2还包括电源模块25或电源适配器26，电源模块25或电源适配器26与CPU控制模块23电性连接并为CPU控制模块23提供电源。其中，电源模块25可包括锂电池。
具体地，如图3所示是本发明的电子血压计实施例的结构示意图；如图所示的内置定量气体的气囊11上设有气嘴12；压力传感器21通过气嘴12传感气囊压力。旋转机构22包括用于相对施压于气囊11的第一转轴221和第二转轴222，且第一转轴221和第二转轴222彼此平行。主机2还包括壳体24；气囊11包括固定端和活动端，气囊11的固定端固定于壳体24上，气囊11的活动端夹置于第一转轴221和第二转轴222之间。
在内置定量气体的气囊11未被挤压时，气囊11的体积为初始体积V1，气囊11的压力为初始压力P1；在袖带/腕带1卷绕在人体手臂/手腕上时，气囊11位于手臂/手腕与袖带/腕带1的外层布之间，此时气囊11被第一次挤压，气囊11的体积由初始体积V1缩小至V2，依据波义耳定律P1V1＝P2V2，气囊11内的压力相应地由初始压力P1增大至P2；通过按键控制电路27发送控制信号至CPU控制模块23，CPU控制模块23将信号进行处理之后控制电机运行以使电机驱动旋转机构22工作，旋转机构22的第一转轴221顺时针旋转的同时第二转轴222逆时针旋转，气囊11被进一步挤压，气囊11内的气体向气囊11的固定端移动，随着旋转机构22的第一转轴221和第二转轴222的不断旋转，气囊11不断被挤压，气囊11的体积由V2不断减小至V3，依据波义耳定律P2V2＝P3V3，气囊11内的压力相应地由P2不断增大至P3，作用于人体动脉血管的压力也相应增大，在压力由P2不断增大至P3的过程中，压力传感器21采集压力变化并将其转化为数字信号发送至CPU控制模块23，通过嵌入式软件分析获得人体的舒张压、收缩压及平均压的测量值，显示模块28将所得的电压测试值显示于显示板上，实现人体血压的测量；测量完成后，通过按键控制电路27发送控制信号至CPU控制模块23，CPU控制模块23将信号进行处理之后控制电机运行以使电机驱动旋转机构22工作，旋转机构22的第一转轴221和第二转轴222分别反方向旋转，即第一转轴221逆时针旋转的同时第二转轴222顺时针旋转，气囊11的体积逐渐增大至挤压前的初始体积V1，气囊11内的压力也相应地恢复到初始压力P1，作用于手臂/手腕的压力逐渐减少，从而实现气囊11的泄压，电子血压计恢复到工作前状态，可进行下一次的血压测试。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子血压计，其特征在于，包括袖带/腕带(1)和主机(2)；所述袖带/腕带(1)上设有内置定量气体的气囊(11)；所述主机(2)包括传感所述气囊(11)压力的压力传感器(21)、通过挤压所述气囊(11)以改变所述气囊(11)体积的旋转机构(22)和用于控制所述旋转机构(22)运行以及接收并处理所述压力传感器(21)采集的压力信号的CPU控制模块(23)；所述旋转机构(22)包括用于相对施压于所述气囊(11)的第一转轴(221)和第二转轴(222)，所述第一转轴(221)和所述第二转轴(222)彼此平行；所述气囊(11)上设有气嘴(12)；所述压力传感器(21)通过所述气嘴(12)传感气囊压力；所述主机(2)还包括壳体(24)；所述气囊(11)包括固定端和活动端，所述固定端固定于所述壳体(24)上，所述活动端夹置于所述第一转轴(221)和所述第二转轴(222)之间；可通过电机方式驱动所述第一转轴(221)和所述第二转轴(222)旋转以挤压或放松所述气囊(11)。
2.根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述主机(2)还包括按键控制电路(27)，所述按键控制电路(27)与所述CPU控制模块(23)电性连接，用于向所述CPU控制模块(23)发送控制信号。
3.根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述主机(2)还包括显示模块(28)，所述显示模块(28)与所述CPU控制模块(23)电性连接，用于显示人体血压测量数据。
4.根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述主机(2)还包括与所述CPU控制模块(23)电性连接的通信模块，用于发送人体血压测量数据。
5.根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述CPU控制模块(23)包括信号输入端(231)和信号输出端(232)；所述信号输入端(231)与所述压力传感器(21)电性连接，所述信号输出端(232)与所述旋转机构(22)电性连接，所述压力传感器(21)采集压力信号并发送至所述CPU控制模块(23)，所述CPU控制模块(23)对所采集压力信号进行处理以获得人体的舒张压、收缩压及平均压的测量值，实现人体血压的测量；测量完成后，通过所述旋转机构(22)增大所述气囊(11)的体积使之恢复到被挤压前的状态。
6.根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述主机(2)还包括电源模块(25)，所述电源模块(25)与所述CPU控制模块(23)电性连接并为所述CPU控制模块(23)提供电源。
7.根据权利要求1所述的电子血压计，其特征在于，所述主机(2)还包括电源适配器(26)，所述电源适配器(26)与所述CPU控制模块(23)电性连接并为所述CPU控制模块(23)提供电源。
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