CN112155538A - 一种超声波复式电子血压计及其血压检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗检测技术领域，具体涉及一种超声波复式电子血压计及其血压检测方法，超声波复式电子血压计的特征在于包覆体上设有拾音器，拾音器通过音频调理电路与CPU信号连接，音频调理电路包括拾音器插头、瞬态抑制二极管、高频滤波电阻、高频滤波电容和运算放大器，高频滤波电阻，瞬态抑制二极管和高频滤波电容串联后和高频滤波电阻并联设置在拾音器插头和运算放大器之间。血压检测方法的特征在于当包覆体进入放气过程时，利用拾音器首次监测发现柯式音后，检测超声波反射信号的频率与所述超声波发出信号的频率之间的差值，利用该差值计算血压值；本发明具有测量结果稳定性好、实用性强的优点。

Description

一种超声波复式电子血压计及其血压检测方法

技术领域

本发明属于医疗检测技术领域，具体涉及一种超声波复式电子血压计及其血压检测方法。

背景技术

血压是人体的一种十分重要的生理参数，能够反映人体循环系统的工作机能，通过血压测量了解自身的血压值，可以更好地了解自身健康状况，有效地进行自我调节。血压，指的是血管内血液对血管壁形成的压力，正是因为血压的作用，血液才能输送到人体每一处，血压大小是一个变化量，随着心脏的跳动而发生周期性变化，当心脏收缩时，血液注入到动脉中，血压升高；当心脏舒张时，血液往心脏回流，血压降低。通常情况下所说的血压大小指的是血压的变化范围，而不是整个心脏周期内所有的血压大小，血压测量所得到的是收缩压和舒展压，收缩压是心脏收缩过程中血压的最大值，舒展压是心脏舒展过程中的最小值，血压值单位一般采用mm Hg(毫米汞柱)。

随着社会的发展和人们的生活水平的日益提高，人们越来越关注自己和家人的身体健康。高血压发病率的增高，使得电子血压计已走进人们的生活，成为很多人不可或缺的家庭用具之一，电子血压计为早期发现高血压及监测治疗效果带来便利。

听诊法(柯氏音法)由俄国医生柯洛特柯夫(Korotkoff)于1905年提出，目前临床上使用最多的血压测量方法之一，是测量血压的标准。听诊法的原理是袖带是一个可膨胀的密封袋，内有液体囊与水银柱相连，另外一个气囊和充气球相连，将袖带绑扎在右手上臂，同时将听诊器放置在动脉血管上，充气加压直到将肱动脉压瘪，这时血管完全被阻断，血液对血管的压力通过液体囊将水银柱向上推，使水银柱有一定高度，听诊器完全听不到脉搏声的时候血管是完全阻断，然后缓慢释放受到挤压的气囊里的空气，袖带的压力随着承压空气的减少压力会逐渐减小，当压力减小到血液能流动时，从听诊器中可以听到血液在血管中流动的声音，首次能听到声音的时候水银压力示数就是收缩压，听到的声音就是柯式音，继续放气袖带的压力减小,听诊器听到的声音会逐渐变大达到最大，后因为听诊器与皮肤压力逐渐减小，当声音达到最小直到测量者完全听不到时刻血管完全张开，水银柱的示数就是舒张压。从测量的过程和细节可以明白听诊法的优点是测量准确，但缺点也很多：

1)测量者的反应和熟练对测量结果有影响，测量者需要不断观测水银压力计、听音、放气，每个人反应时间和熟练程度不同，造成人为误差。

2)不同人的听力、视力以及估读能力是不同的，在特征音的辨别、选取时机读数也不同。

3)测量过程放气速度也对测量数据的准确与否也有影响。

为此，业界纷纷开发电子血压计。但目前常用的电子血压计存在测量数据不稳定的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波复式电子血压计及其血压检测方法，其在传统电子血压计的基础上增加拾音功能，简化了程序的设计，提高了测量结果的稳定性，增强了实用性。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

即一种超声波复式电子血压计，包括包覆体、充放气控制装置、超声波发射装置、超声波接收装置和CPU，其特征在于包覆体上设有拾音器，拾音器通过音频调理电路与CPU信号连接，音频调理电路包括拾音器插头、瞬态抑制二极管、高频滤波电阻、高频滤波电容和运算放大器，高频滤波电阻，瞬态抑制二极管和高频滤波电容串联后和高频滤波电阻并联设置在拾音器插头和运算放大器之间。

本发明包覆体上的拾音器通过拾音器插头与音频调理电路相连，瞬态抑制二极管防止出现干扰峰值，高频滤波电阻、高频滤波电容滤掉拾音器中的高频成分，然后送到CPU的A/D输入端，CPU可对该信号进行数字化处理和分析。

本发明在CN201610916421.8公开的血压计的基础上增加拾音器和音频调理电路。

本发明的拾音器以及音频调理电路中元件均为现有技术成熟市售产品。拾音器型号为COTT-S30。

本发明的包覆体为现有技术产品，其内部设有气体压力传感器、气泵、定速排气阀和电磁阀，气体压力传感器的信号经过信号调理、数据采集后传输至CPU，CPU型号STM32F103RCT6。

包覆体充气时先通过气泵给包覆体充气，包覆体压力增加，当包覆体压力大于收缩压时，血液无法流动，停止充气。随后通过定速排气阀和电磁阀放气，包覆体压力逐渐减小。在包覆体压力先增大后减小的过程中，通过气体压力传感器来检测包覆体压力大小，常用于血压测量的气体压力传感器有为MPS20N0040D。

一种超声波复式电子血压计的血压监测方法，其特征在于步骤如下：

1)将包覆体绑扎在右手上臂，通过充放气控制装置对包覆体充气，CPU检测音频调理电路的输出信号，启动超声波发射装置发出检测用的超声波，同时接收超声波接收装置的返回信号；

2)包覆体充气加压直到将肱动脉压瘪，此时血管完全被阻断，音频调理电路的输出信号小于设定值(典型值20mv)，且超声波检测不到血液流动，表示血管是完全阻断，通过充放气控制装置对包覆体放气；

3)当包覆体进入放气过程时，将拾音器得到的血流信号按设定时间窗(2s)进行积分运算；当积分值大于设定阈值(典型值1000)时，便可认为检测到柯式音；

4)首次监测发现柯式音后，检测超声波反射信号的频率与所述超声波发出信号的频率之间的差值，利用该差值计算血压值；

5)每隔一段时间，计算一次血压值，顺序存放于CPU的内存中；

6)当监测到柯式音消失，且超声波检测血液流速出现最大值，则表示放气结束，在CPU的内存中，第一个测值为收缩压，最后一个测值为舒张压。

作为一个优选方案：步骤3)中在时间窗内进行积分前要先使用FFT或STFT或小波算法进行滤波。

作为一个优选方案：步骤5)中每隔1s计算依次血压值。

本发明超声波检测血压的原理同CN201610916421.8。

本发明拾音器使用的原理如下：

1)当包覆体压力大于收缩压时，动脉血流被阻塞，包覆体中拾音器几乎检测不到脉搏波；

2)随着包覆体压力逐渐较小，血流逐渐恢复，包覆体中拾音器检测到的脉搏波幅度增大；

3)当包覆体压力等于平均压时，血管完全处于打开状态，包覆体中拾音器检测到的脉搏波幅度达到最大值；

4)当包覆体压力从平均压大小逐渐减小时，包覆体与手臂的接触越松，包覆体中拾音器检测到的脉搏波幅值逐渐减小。

CPU可采用数字算法计算出每个脉搏波幅值的波幅，脉冲宽度等数个参数，供血压计算时的参数或判据。

本发明具有测量结果稳定性好、实用性强的优点。

附图说明

图1为本发明的结构原理框图；

图2为本发明充放气的结构原理框图；

图3为本发明包覆体压力和拾音器信号的对应曲线图；

图4为本发明音频调理电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示：包覆体内设置拾音器、超声波发射探头和超声波接收接收探头，包覆体通过充放气控制装置、拾音器通过音频调理短路、超声波发射探头通过超声波发射装置、超声波接收探头通过超声波接收装置分别与CPU信号连接，CPU还与电源、LCD显示器、键盘连接。

如图2所示：包覆体的结构为现有技术，其内部设有气体压力传感器、气泵、定速排气阀和电磁阀，气体压力传感器的信号经过信号调理、数据采集后传输至CPU。

如图4所示：音频调理电路的瞬态抑制二极管TVS1和高频滤波电容C7串联后和高频滤波电阻R13并联设置在拾音器插头H2和运算放大器LM324之间。

本发明检测时步骤如下：

1)将包覆体绑扎在右手上臂，通过充放气控制装置对包覆体充气，CPU检测音频调理电路的输出信号，启动超声波发射装置发出检测用的超声波，同时接收超声波接收装置的返回信号；

2)包覆体充气加压直到将肱动脉压瘪，此时血管完全被阻断，音频调理电路的输出信号小于20mv，且超声波检测不到血液流动，表示血管是完全阻断，通过充放气控制装置对包覆体放气；

3)当包覆体进入放气过程时，将拾音器得到的血流信号按时间窗(2s)进行积分运算；当积分值大于设定阈值(1000)时，便可认为检测到柯式音，在时间窗内进行积分前要先使用FFT或STFT或小波算法进行滤波。

4)首次监测发现柯式音后，检测超声波反射信号的频率与所述超声波发出信号的频率之间的差值，利用该差值计算血压值；

5)每隔1s，计算一次血压值，顺序存放于CPU的内存中；

6)当监测到柯式音消失，且超声波检测血液流速出现最大值，则表示放气结束，在CPU的内存中，第一个测值为收缩压，最后一个测值为舒张压。

显然，上述描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。比如用雷达波代替超声波等。

Claims (4)

1.一种超声波复式电子血压计，包括包覆体、充放气控制装置、超声波发射装置、超声波接收装置和CPU，其特征在于包覆体上设有拾音器，拾音器通过音频调理电路与CPU信号连接，音频调理电路包括拾音器插头、瞬态抑制二极管、高频滤波电阻、高频滤波电容和运算放大器，高频滤波电阻，瞬态抑制二极管和高频滤波电容串联后和高频滤波电阻并联设置在拾音器插头和运算放大器之间。

2.根据权利要求1所述的一种超声波复式电子血压计的血压监测方法，其特征在于步骤如下：

1)将包覆体绑扎在右手上臂，通过充放气控制装置对包覆体充气，CPU检测音频调理电路的输出信号，启动超声波发射装置发出检测用的超声波，同时接收超声波接收装置的返回信号；

2)包覆体充气加压直到将肱动脉压瘪，此时血管完全被阻断，音频调理电路的输出信号小于设定值，且超声波检测不到血液流动，表示血管是完全阻断，通过充放气控制装置对包覆体放气；

3)当包覆体进入放气过程时，将拾音器得到的血流信号按设定时间窗进行积分运算；当积分值大于设定阈值时，便可认为检测到柯式音；

4)首次监测发现柯式音后，检测超声波反射信号的频率与所述超声波发出信号的频率之间的差值，利用该差值计算血压值；

5)每隔一段时间，计算一次血压值，顺序存放于CPU的内存中；

6)当监测到柯式音消失，且超声波检测血液流速出现最大值，则表示放气结束，在CPU的内存中，第一个测值为收缩压，最后一个测值为舒张压。

3.根据权利要求2所述的一种超声波复式电子血压计的血压监测方法，其特征在于步骤3)中在时间窗内进行积分前要先使用FFT或STFT或小波算法进行滤波。

4.根据权利要求2所述的一种超声波复式电子血压计的血压监测方法，其特征在于步骤5)中每隔1s计算依次血压值。

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