CN106073735A - 一种用于连续检测人体血压的集成电路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于连续检测人体血压的集成电路结构，其包括有光电检测单元、光电容积脉搏波采集电路、第一模数转换电路、心电信号采集电路、第二模数转换电路、数字信号处理器及I2C电路，其中：发光二极管产生的光线经过透射或者反射进入人体皮肤后，由光电二极管接收并转换为电流信号，再通过光电容积脉搏波采集电路得到人体的脉搏波信号；同时利用心电信号采集电路采集人体的心电信号；所述数字信号处理器通过预设算法处理后，得到可表征人体连续血压的数字值，最后经由I2C总线传输出去。相比现有技术而言，本发明能够连续检测人体血压、简化测量过程和实现测量设备小型化。
Description
技术领域
本发明涉及人体血压信号检测技术领域，尤其涉及一种用于连续检测人体血压的集成电路结构。
背景技术
血压是人体重要的生理参数，能够反应出人体心脏和血管的功能状况，是临床上诊断疾病、观察治疗效果、进行预后判断的重要依据。人体血压是指心脏收缩时血液流经血管对管壁产生的侧压力，是心室射血和外周阻力共同作用的结果。人体血压随着生理周期、个人情绪、外界和内在的各种刺激而产生变化，具有明显的波动性。由于血压参数受身体状况、环境条件及生理韵律等诸多因素的影响，单次测量或断续测量的结果存在较大差别，而连续测量方法可在每个心动周期测量血压，在临床和医学研究中具有更重要的意义。
目前市场上主流的人体血压检测技术有动脉插管法、柯氏音听诊法、示波法；动脉插管法能够连续准确地测量每搏动脉血压，但是这种测量方法准备时间很长，除危重患者及大手术的血压测量等特殊需求外，一般不采用。柯氏音听诊法对袖带加气、放气用气泵来完成测量，该方法一致性较好，不存在不同听诊者之间产生的差异性，但是易受外界干扰。不论是人工柯氏音法还是电子柯氏音法，因为都有充气一放气过程，所以不能够连续测量人体动脉血压。同时由于血管被压迫对人体所造成的不适性，在长时间连续血压观测中也不适宜采用柯氏音法。示波法仍采用充气袖带来阻断动脉血流，相对于柯氏音法，示波法具有干扰小，重复性好，测量误差小等优点，但示波法的收缩压和舒张压的计算间无通用的统一标准，各个厂家均是在大量临床实验的基础上推算出各自的经验算法，因此精度不高。同时由于存在充气一放气过程，只能用于间歇性血压测量。
其中，动脉插管法能够连续准确地测量每搏动脉血压，但是这种测量方法有创伤，准备时间很长，对施术者要求较高，施术人体容易引发并发症；柯氏音法和示波法由于存在充气一放气过程，不能够连续测量人体动脉血压，测量需要袖带和气泵，测量过程不方便，同时由于血管被压迫还会对人体造成不适。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种采用无创、无袖带的测量方式，能够连续检测人体血压、简化测量过程、实现测量设备小型化、便携化的集成电路结构。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种用于连续检测人体血压的集成电路结构，其包括有集成芯片，所述集成芯片内封装有：一光电检测单元，包括有发光二极管和光电二极管，所述光电二极管用于接收由所述发光二极管发出并且透射或者反射过人体的光线而产生电信号；一光电容积脉搏波采集电路，其连接于光电二极管，所述光电容积脉搏波采集电路用于对光电二极管的输出信号进行采集而得到人体脉搏波信号；一第一模数转换电路，其连接于光电容积脉搏波采集电路的输出端，用于将所述人体脉搏波信号转换为数字信号；一心电信号采集电路，用于采集人体心电信号；一第二模数转换电路，其连接于心电信号采集电路的输出端，所述第二模数转换电路用于将所述人体心电信号转换为数字信号；一数字信号处理器，用于接收由所述第一模数转换电路和第二模数转换电路输出的两路数字信号，并对该两路数字信号进行处理得出能表征人体连续血压的数据；一I2C电路，连接于数字信号处理器，所述I2C电路用于将数字信号处理器得出的数据通过I2C总线发出。
优选地，还包括有一发光二极管驱动电路，所述发光二极管驱动电路用于控制发光二极管的点亮状态。
优选地，还包括有一时钟电路，所述时钟电路用于为数字信号处理器提供时基信号。
优选地，还包括有一电源模块，所述电源模块用于提供电能。
优选地，所述心电信号采集电路连接有一用于提高共模抑制比的右腿驱动电路。
本发明公开的用于连续检测人体血压的集成电路结构中，发光二极管产生的光线经过透射或者反射进入人体皮肤后，由光电二极管接收并转换为电流信号，再通过光电容积脉搏波采集电路得到人体的脉搏波信号，该脉搏波信号经过模数转换后形成数字信号并发送至数字信号处理器；同时利用心电信号采集电路采集人体的心电信号，该心电信号经过模数转换后形成数字信号并发送至数字信号处理器；所述数字信号处理器将采集到的脉搏波信号和心电信号通过预设算法处理后，得到可表征人体连续血压的数字值，最后经由I2C总线传输出去。相比现有技术而言，本发明采用了无创、无袖带的测量方式，并且在能够连续检测人体血压的基础上，简化了测量过程，实现了测量设备小型化、便携化，适合应用于人体血压信号检测设备中。
附图说明
图1为本发明集成电路结构的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种用于连续检测人体血压的集成电路结构，如图1所示，其包括有集成芯片100，所述集成芯片100包括有一光电检测单元1、一光电容积脉搏波采集电路2、一第一模数转换电路3、一心电信号采集电路4、一第二模数转换电路5、一数字信号处理器6、一I2C电路7、一发光二极管驱动电路8、一时钟电路9及一电源模块10，上述模块可以封装在一个芯片状的机构中，其中：
所述光电检测单元1包括有发光二极管D1和光电二极管D2，所述光电二极管D2用于接收由所述发光二极管D1发出并且透射或者反射过人体的光线而产生电信号；其中，关于透射和反射，可以将发光二极管D1和光电二极管D2设置于人体两侧，进而实现对透射光线的采集，或者将发光二极管D1和光电二极管D2设置于人体同一侧，借助反射装置将光线反射后由光电二极管D2接收。
所述光电容积脉搏波采集电路连接于光电二极管D2，所述光电容积脉搏波采集电路2用于对光电二极管D2的输出信号进行采集而得到人体脉搏波信号；
所述第一模数转换电路3连接于光电容积脉搏波采集电路2的输出端，用于将所述人体脉搏波信号转换为数字信号；
所述心电信号采集电路4用于采集人体心电信号；
所述第二模数转换电路5连接于心电信号采集电路4的输出端，所述第二模数转换电路5用于将所述人体心电信号转换为数字信号；
所述数字信号处理器6用于接收由所述第一模数转换电路3和第二模数转换电路5输出的两路数字信号，并对该两路数字信号进行处理得出能表征人体连续血压的数据；
所述I2C电路7连接于数字信号处理器6，所述I2C电路7用于将数字信号处理器6得出的数据通过I2C总线发出；
所述发光二极管驱动电路8用于控制发光二极管D1的点亮状态；
所述时钟电路9用于为数字信号处理器6提供时基信号；
所述电源模块10用于提供电能；
所述心电信号采集电路4连接有一用于提高共模抑制比的右腿驱动电路11。
上述集成电路中，发光二极管D1产生的光线经过透射或者反射进入人体皮肤后，由光电二极管D2接收并转换为电流信号，再通过光电容积脉搏波采集电路2得到人体的脉搏波信号，该脉搏波信号经过模数转换后形成数字信号并发送至数字信号处理器6；同时利用心电信号采集电路4采集人体的心电信号，该心电信号经过模数转换后形成数字信号并发送至数字信号处理器6；所述数字信号处理器6将采集到的脉搏波信号和心电信号通过预设算法处理后，得到可表征人体连续血压的数字值，最后经由I2C总线传输出去。相比现有技术而言，本发明采用了无创、无袖带的测量方式，并且在能够连续检测人体血压的基础上，简化了测量过程，实现了测量设备小型化、便携化，适合应用于人体血压信号检测设备中。
作为一种扩展说明，在实际应用中，还包括如下优选实施例：a、心电信号采集电路中，可以设置放大电路和滤波电路，也可以只设置放大电路；b、心电信号采集电路可用两电极方式，即无右腿驱动电路，或者采用三电极方式，即配合右腿驱动电路；c、光电二极管可集成在芯片上，也可外置在芯片外围电路中；d、光电容积脉搏波信号采集电路中，可以做放大电路和滤波电路，也可只做放大电路；e、容积脉搏波信号和心电信号也可通过时分复用方式采用相同数模转换电路进行信号转换；f、可不采用IIC数字接口，换用SPI接口或者UART接口；g、数字信号处理模块中集成的相关血压计算算法，也可以外置在和芯片配合工作的主机处理单元中。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
Claims (5)
1.一种用于连续检测人体血压的集成电路结构，其特征在于，包括有：
一光电检测单元，包括有发光二极管和光电二极管，所述光电二极管用于接收由所述发光二极管发出并且透射或者反射过人体的光线而产生电信号；
一光电容积脉搏波采集电路，其连接于光电二极管，所述光电容积脉搏波采集电路用于对光电二极管的输出信号进行采集而得到人体脉搏波信号；
一第一模数转换电路，其连接于光电容积脉搏波采集电路的输出端，用于将所述人体脉搏波信号转换为数字信号；
一心电信号采集电路，用于采集人体心电信号；
一第二模数转换电路，其连接于心电信号采集电路的输出端，所述第二模数转换电路用于将所述人体心电信号转换为数字信号；
一数字信号处理器，用于接收由所述第一模数转换电路和第二模数转换电路输出的两路数字信号，并对该两路数字信号进行处理得出能表征人体连续血压的数据；
一I2C电路，连接于数字信号处理器，所述I2C电路用于将数字信号处理器得出的数据通过I2C总线发出。
2.如权利要求1所述的用于连续检测人体血压的集成电路结构，其特征在于，还包括有一发光二极管驱动电路，所述发光二极管驱动电路用于控制发光二极管的点亮状态。
3.如权利要求1所述的用于连续检测人体血压的集成电路结构，其特征在于，还包括有一时钟电路，所述时钟电路用于为数字信号处理器提供时基信号。
4.如权利要求1所述的用于连续检测人体血压的集成电路结构，其特征在于，还包括有一电源模块，所述电源模块用于提供电能。
5.如权利要求1所述的用于连续检测人体血压的集成电路结构，其特征在于，所述心电信号采集电路连接有一用于提高共模抑制比的右腿驱动电路。
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