CN109330578A - 高精度血压测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度血压测量装置，包括第一半圆柱形壳体和第二半圆柱形壳体，多个囊袋，多个拾音器，柯氏音检测电路，放大滤波器，中心处理器等。本发明通过采用多个囊袋的设计，同时充气，提高了检测效率，金属导音箔带与多个拾音器连接，降低了外界杂音对柯氏音提取的干扰，采用多点测量代替单点测量提高了血压检测的精度，符合统计学规律。

Description

高精度血压测量装置

技术领域

本发明涉及一种血压测量装置领域。更具体地说，本发明涉及一种高精度血压测量装置。

背景技术

传统的血压测量方法是采用水银柱的柯氏听声法进行测量，先用一连接水银柱的袖带将被测者的臂膀扎住，关闭阀门，用手挤压橡胶球向臂带中的橡胶带充气、用手旋开放气阀放气，通过医者听到的柯氏音的起始音与消失音来读取水银柱的读数，得到相应的收缩压和舒张压，但是根据不同人的听力和分辨力以及熟练度的不同，得到的结果的精准度也不同，而且水银是一种高毒性的重金属，不符合环保的发展理念。

现在也有电子血压测量装置，其使用压力传感器和拾音器对压力信号和音频信号进行处理得到可输出的电信号，确定产生柯氏音的起始和终止时间，然后对应相应时间轴的压力值，得到舒张压和收缩压，但是这些电子设备存在柯氏音的振动信号提取不清楚，容易混入外界的杂音的问题，得到的柯氏音的产生和消失的时间存在误差等，导致得到的收缩压和舒张压不准确。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术的缺陷，提供一种高精度血压测量装置，通过采用金属传导，多点测量，函数分析的方法，解决了现有技术中存在的柯氏音提取不准确的技术缺陷，得到的数据有效可靠，并且装置采用自动测量读数的方式，减少了因为人的听力和视觉的误差导致的测量不准确的影响，且整个装置无汞，符合环保的技术要求。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高精度血压测量装置，包括：

第一半圆柱形壳体和第二半圆柱形壳体，两半圆柱形壳体的材质为弹性塑料，两半圆柱形壳体水平放置，第一半圆柱形壳体的凸面与一长方体固定台固定连接，第一半圆柱形壳体沿母线的一端设置有一个旋转轴，旋转轴与第二半圆柱形壳体的沿母线的一端铰接，使得两半圆柱形壳体可以拼接成一整个圆筒，第一半圆柱形壳体沿母线的另一端中部固接有一长方形板体，且所述板体与第一半圆柱形壳体的凸壁形成一个锐角，形成一个弯钩的形状；第二半圆柱形壳体可以覆盖在第一半圆柱形壳体的外壁上，且第二半圆柱形壳体上与所述弯钩相对应的位置的圆周面上沿周向均匀设有多个长方形卡孔，所述卡孔的大小略大于弯钩，使得弯钩可以卡在卡孔内，通过弯钩卡到不同的卡孔内调节圆筒的内径；

多个囊袋，其均匀分布于第一半圆柱形壳体和第二半圆柱形壳体所拼接成的圆筒的内侧，所述囊袋为长方体的形状，其长度与第一半圆柱形壳体或第二半圆柱形壳体的侧面长度相同，所述囊袋沿圆筒的内表面沿圆周方向设置，囊袋的一面与所述圆筒内壁固定连接，每个囊袋均连有一个分通气管，每一分通气管均与总通气管一端相连，总通气管另一端连有一个三通阀，所述三通阀与分别与气泵和气阀相连接，在所述总通气管上还设有一压力传感器，所述压力传感器的压力耦合端位于总通气管内，压力传感器的信号输出端位于总通气管外；

多个拾音器，其均匀分布于所述囊袋未与半圆柱形壳体接触的一侧的表面与囊袋固定连接；金属导音箔带，其位于所述囊袋未与半圆柱形壳体接触的一侧的外表面，所述金属导音箔带与所述多个拾音器固定传导连接；

其中，每一拾音器的信号输出端都与一个A/D转换器连接，每一A/D转换器的输出端连接到同一单片机上，所述单片机将多个拾音器采集到的多组柯氏音数字信号的峰点值进行平均处理，得到一组经过处理的柯氏音数字信号，经过处理的柯氏音数字信号再经过D/A转换器转换成柯氏音电信号输出；

柯氏音检测电路，其与所述D/A转换器的输出端相连接，将得到的柯氏音的电信号进行筛选处理；

第一放大滤波器，其与所述压力传感器的输出端相连，对得到的压力信号进行过滤和放大处理；

第二放大滤波器，其与所述柯氏音检测电路的输出端相连接，对得到的柯氏音电波进行过滤和放大处理；

中心处理器，其与所述第一放大滤波器和所述第二放大滤波器的输出端相连接，采集并处理得到的柯氏音电信号，得到起始音和终止音对应的时间点，采集压力信号并按照时间轴进行储存，将得到的所述柯氏音的起始音和终止音对应的时间点的压力值电信号大小进行读取，并将电信号通过数字模块转化为对应的压力数字通过输出端输出，所述中心处理器通过检测到的压力信号对气泵和气阀的开关进行控制，起到充气和匀速放气的效果；

显示器，其与中心处理器的输出端相连，用于显示检测到的数据。

优选的是，所述的第二放大滤波器采用的是MAX267滤波器，放大器采用的是MAX4471放大器。

优选的是，所述拾音器的个数不少于3个。

优选的是，所述的压力传感器的型号为40PC015G2A。

优选的是，所述金属导音箔带的材质为铁、铝、铜中的一种。

优选的是，所述中心处理器的型号为MSP430混合信号处理器。

优选的是，所述中心处理器外接有一个可以进行充电调压的锂电池模块。

本发明至少包括以下有益效果：

1、采用多个囊袋同时充气减少了测试时间，提高了测试效率。

2、采用多个拾音器并且连接一个属导音箔带使得得到的柯氏音更准确，减少了外界杂音对柯氏音检测产生的影响。

3、产生的多组柯氏音电信号通过单片机进行函数处理得到的柯氏音的电信号更加准确，多点测量代替单点测量，相当于同时进行了多次血压的测量，然后对数据进行分析处理，得到的舒张压和收缩压的数据更为可靠。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明所述中心处理器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-2所示，本发明提供一种高精度血压测量装置，其包括：

第一半圆柱形壳体1和第二半圆柱形壳体2，两半圆柱形壳体的材质为弹性塑料，两半圆柱形壳体水平放置，第一半圆柱形壳体1的凸面与一长方体固定台固定连接，第一半圆柱形壳体1沿母线的一端设置有一个旋转轴，旋转轴与第二半圆柱形壳体2的沿母线的一端铰接，使得两半圆柱形壳体可以拼接成一整个圆筒，第一半圆柱形壳体1沿母线的另一端中部固接有一长方形板体，且所述板体与第一半圆柱形壳体1的凸壁形成一个锐角，形成一个弯钩的形状；第二半圆柱形壳体2可以覆盖在第一半圆柱形壳体1的外壁上，且第二半圆柱形壳体2上与所述弯钩相对应的位置的圆周面上沿周向均匀设有多个长方形卡孔，所述卡孔的大小略大于弯钩，使得弯钩可以卡在卡孔内，通过弯钩卡到不同的卡孔内调节圆筒的内径；

多个囊袋，其均匀分布于第一半圆柱形壳体1和第二半圆柱形壳体2所拼接成的圆筒的内侧，所述囊袋为长方体的形状，其长度与第一半圆柱形壳体1或第二半圆柱形壳体2的侧面长度相同，所述囊袋沿圆筒的内表面沿圆周方向设置，囊袋的一面与所述圆筒内壁固定连接，每个囊袋均连有一个分通气管，每一分通气管均与总通气管一端相连，总通气管另一端连有一个三通阀，所述三通阀与分别与气泵和气阀相连接，在所述总通气管上还设有一压力传感器，所述压力传感器的压力耦合端位于总通气管内，压力传感器的信号输出端位于总通气管外；

多个拾音器4，其均匀分布于所述囊袋未与半圆柱形壳体接触的一侧的表面与囊袋固定连接；金属导音箔带5，其位于所述囊袋未与半圆柱形壳体接触的一侧的外表面，所述金属导音箔带5与所述多个拾音器4固定传导连接；

每一拾音器4的信号输出端都与一个A/D转换器6连接，每一A/D转换器6的输出端连接到同一单片机7上，所述单片机7将多个拾音器4采集到的多组柯氏音数字信号的峰点值进行平均处理，得到一组经过处理的柯氏音数字信号，经过处理的柯氏音数字信号再经过D/A转换器转换成柯氏音电信号输出；

柯氏音检测电路，其与所述D/A转换器的输出端相连接，将得到的柯氏音的电信号进行筛选处理；

第一放大滤波器，其与所述压力传感器的输出端相连，对得到的压力信号进行过滤和放大处理；

第二放大滤波器，其与所述柯氏音检测电路的输出端相连接，对得到的柯氏音电波进行过滤和放大处理；

中心处理器，其与所述第一放大滤波器和所述第二放大滤波器的输出端相连接，采集并处理得到的柯氏音电信号，得到起始音和终止音对应的时间点，采集压力信号并按照时间轴进行储存，将得到的所述柯氏音的起始音和终止音对应的时间点的压力值电信号大小进行读取，并将电信号通过数字模块转化为对应的压力数字通过输出端输出，所述中心处理器通过检测到的压力信号对气泵和气阀的开关进行控制，起到充气和匀速放气的效果；

显示器，其与中心处理器的输出端相连，用于显示检测到的数据；

上述实施例的使用方法为，打开电源按键，待测者将上臂置入装置的测量部位，调整圆筒形壳体的内径大小以适应待测者的上臂宽度，金属导音箔带5紧贴皮肤，按下装置的开始键，进行自动测量，待机器运转后显示器上显示得到的数据，即得到待测者的舒张压和收缩压，关闭电源键，测量完毕。

血压计工作原理，按下开始键后，气泵开关打开，开始向气囊3充气，当压力增大到拾音器4检测不到振动音时，此时肱动脉的血液被阻断，当气囊3内的压力升到250mmHg时，中心处理器控制气泵关闭，停止充气，然后气阀打开，囊袋内的压力以3mmHg/s的速度逐渐下降，此时脉搏的振动幅度逐渐增大，当血管内的压力冲开气囊3带的阻力时，此时产生有一个湍流，血管壁振动产生柯氏音的起始音，当气囊3的压力降低到使血管可以完全打开的状态时，脉搏振动平稳，血流冲击血管壁的压力减小直至消失，此时气囊3内的压力为血管的舒张压，产生的柯氏音通过位于检测装置内的金属导音箔带5传导至是拾音器4内，拾音器4将产生的柯氏音转化成电信号输入A/D转换器，A/D转换器的输出端与单片机7连通，单片机7通过写入其中的函数程序将多组柯氏音数字信号的峰值进行平均整合处理，得到一组经过处理的柯氏音数字信号，处理过的柯氏音数字信号再通过D/A转换器转换成柯氏音电信号输出；输出的柯氏音点信号通过柯氏音检测电路进行检测，所述柯氏音检测电路与专利CN202801595U中的柯氏音检测电路相同；

将检测到的压力电信号通过第一放大滤波器，柯氏音电信号通过第二放大滤波器进行过滤和放大，所述第二放大滤波器采用的是带通滤波器，所述带通滤波器根据工程手册《有源滤波器精确设计手册》按照柯氏音振动的阈值范围确定对应的元件；放大装置可以采用专利CN202568230U中的信号放大电路进行放大；

过滤和放大后的对应的压力电信号和柯氏音电信号传输到中心处理器，中心处理器通过振动电信号的峰值对产生的柯氏音的起始音和终止音的时间点进行判断，通过对照时间节点得到相对应时间的压力信号值，压力信号值转化为压力读数通过显示屏输出；

中心处理器还能够通过检测到的压力电信号的大小，控制气泵和气阀的开关，对气囊3进行充和定量放气；

在上述实施例中，本发明采用多个气囊3同时充气，提高了气囊3的充气效率，减少了气囊3的充气时间，通过在每个气囊3上设置多个拾音器4，并且拾音与待测者之间通过金属导音箔带5固定传导连接，产生的柯氏音通过金属导音箔带5进行传导，提高了柯氏音的提取精度，有效阻止了外界杂音的干扰，通过采用多点测量的方式代替传统的单点测量，提高了测得的收缩压和舒张压的精度；本发明未采用金属汞作为血压计，有效的降低了对环境的污染；采用自动读数的方式，降低了人为误差。

在另一实施例中，所述的第二放大滤波器采用的是MAX267滤波器，放大器采用的是MAX4471放大器；

在上述实施例中，MAX267包含2个独立外接开关电容带通滤波器，它有12个可编程输入端，其中5个用来设置滤波器的中心频率，另外7个用来设置滤波器的品质因数Q，因此，仅需要设置一个外部时钟就可以实现带通滤波功能，不需要其它的外加元件，其大小合适，操作简单，适合小型的仪器使用；

采用MAX4471放大器是用来配合MAX267搭配使用的，具有功耗低的效果。

在另一实施例中，所述拾音器4的个数不少于3个；

在上述实施例中，通过设置多个拾音器4，在不同的位置对柯氏音进行捕捉，然后对数据进行处理，相比传统的单点测量，提高了测量的准确度，符合统计学原理。

在另一实施例中，所述的压力传感器的型号为40PC015G2A；

在上述实施例中，40PC015G2A是霍尼韦尔公司生产的一种压力传感器，它属于全信号调整的压敏电阻微结构压力传感器，它体积小，压力检测明显，精密度高，使得测得的压力结果更加准确。

在另一实施例中，所述金属导音箔带5的材质为铁、铝、铜中的一种；

在上述实施例中，声音在不同的材质中的传播速度不同，通过改变金属导音箔带5的材质能使产生的柯氏音快速传导到拾音器4中，避免了其它外界杂音的影响，提高了柯氏音检测的准确率。

在另一实施例中，所述中心处理器的型号为MSP430混合信号处理器；

在上述实施例中，MSP430处理器能够针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，并且其处理能力强，运算速度快，能耗也非常低，符合家用医疗器械的条件。

在另一实施例中，所述中心处理器外接有一个可以进行充电调压的锂电池模块；

在上述实施例中，通过采用外接锂电池的方式使得本发明便于携带，且能够循环使用，经济环保。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.高精度血压测量装置，其特征在于，包括：

第一半圆柱形壳体和第二半圆柱形壳体，两半圆柱形壳体的材质为弹性塑料，两半圆柱形壳体水平放置，第一半圆柱形壳体的凸面与一长方体固定台固定连接，第一半圆柱形壳体沿母线的一端设置有一个旋转轴，旋转轴与第二半圆柱形壳体的沿母线的一端铰接，使得两半圆柱形壳体可以拼接成一整个圆筒，第一半圆柱形壳体沿母线的另一端中部固接有一长方形板体，且所述板体与第一半圆柱形壳体的凸壁形成一个锐角，形成一个弯钩的形状；第二半圆柱形壳体可以覆盖在第一半圆柱形壳体的外壁上，且第二半圆柱形壳体上与所述弯钩相对应的位置的圆周面上沿周向均匀设有多个长方形卡孔，所述卡孔的大小略大于弯钩，使得弯钩可以卡在卡孔内，通过弯钩卡到不同的卡孔内调节圆筒的内径；

多个囊袋，其均匀分布于第一半圆柱形壳体和第二半圆柱形壳体所拼接成的圆筒的内侧，所述囊袋为长方体的形状，其长度与第一半圆柱形壳体或第二半圆柱形壳体的侧面长度相同，所述囊袋沿圆筒的内表面沿圆周方向设置，囊袋的一面与所述圆筒内壁固定连接，每个囊袋均连有一个分通气管，每一分通气管均与总通气管一端相连，总通气管另一端连有一个三通阀，所述三通阀与分别与气泵和气阀相连接，在所述总通气管上还设有一压力传感器，所述压力传感器的压力耦合端位于总通气管内，压力传感器的信号输出端位于总通气管外；

多个囊袋，其均匀分布于所述囊袋未与半圆柱形壳体接触的一侧的表面与囊袋固定连接；金属导音箔带，其位于所述囊袋未与半圆柱形壳体接触的一侧的外表面，所述金属导音箔带与所述多个拾音器固定传导连接；

每一拾音器的信号输出端都与一个A/D转换器连接，每一A/D转换器的输出端连接到同一单片机上，所述单片机将多个拾音器采集到的多组柯氏音数字信号的峰点值进行平均处理，得到一组经过处理的柯氏音数字信号，经过处理的柯氏音数字信号再经过D/A转换器转换成柯氏音电信号输出；

柯氏音检测电路，其与所述D/A转换器的输出端相连接，将得到的柯氏音的电信号进行筛选处理；

第一放大滤波器，其与所述压力传感器的输出端相连，对得到的压力信号进行过滤和放大处理；

第二放大滤波器，其与所述柯氏音检测电路的输出端相连接，对得到的柯氏音电波进行过滤和放大处理；

中心处理器，其与所述第一放大滤波器和所述第二放大滤波器的输出端相连接，采集并处理得到的柯氏音电信号，得到起始音和终止音对应的时间点，采集压力信号并按照时间轴进行储存，将得到的所述柯氏音的起始音和终止音对应的时间点的压力值电信号大小进行读取，并将电信号通过数字模块转化为对应的压力数字通过输出端输出，所述中心处理器通过检测到的压力信号对气泵和气阀的开关进行控制，起到充气和匀速放气的效果；

显示器，其与中心处理器的输出端相连，用于显示检测到的数据。

2.根据权利要求1所述的高精度血压测量装置，其特征在于，所述第二放大滤波器采用的是MAX267滤波器，放大器采用的是MAX4471放大器。

3.根据权利要求1所述的高精度血压测量装置，其特征在于，所述拾音器的个数不少于3个。

4.根据权利要求1所述的高精度血压测量装置，其特征在于，所述的压力传感器的型号为40PC015G2A。

5.根据权利要求1所述的高精度血压测量装置，其特征在于，所述金属导音箔带的材质为铁、铝、铜中的一种。

6.根据权利要求1所述的高精度血压测量装置，其特征在于，所述中心处理器的型号为MSP430混合信号处理器。

7.根据权利要求1所述的高精度血压测量装置，其特征在于，所述中心处理器外接有一个可以进行充电调压的锂电池模块。