CN113080911A - 一种电子血压计的智能加减压控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及血压测量技术领域，尤其涉及柯氏音电子血压计的加减压控制方法。通过一种智能的加减压方法及装置，避免了市场上常用的固定式加压方法因加压不够或者加压过头造成用户体验不佳，以及泄压不均匀而导致血压检测不够准确的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及血压测量技术领域，尤其涉及柯氏音电子血压计的加减压控制方法。
背景技术
血压是人体的一个重要生理参数，若血压过低，血液不能将氧气输送至全身的各个组织器官，会使人体感到头晕、四肢乏力等状况，若血压过高，且长时间持续的话，会使人体心脏、血管超负荷工作，严重时会引起心脑血管疾病的发生。因此便捷、准确地测量血压对预防心脑血管疾病尤为重要。
在无创血压测量技术中，柯氏音法是使用最广泛的方法。基于柯氏音的水银血压计能准确测量血压，是无创血压测量金标准，但由于环保要求，2026 年1月1日开始，我国将全面禁止生产含汞(水银)的血压计。与此相对应的，基于柯氏音的不含汞(水银)的电子血压计因为其环保、便利、快捷的特定正逐步成为人们生活、医疗中不可或缺的重要产品。
在柯氏音电子血压计测量血压的过程中，两个重要的环节是对臂带进行充气(加压)和放气(减压)。目前市场上柯氏音电子血压计对臂带进行充气和放气分别是采用气泵和排气孔、泄压阀来完成。已知的加压方法是先将臂带压力加到150mmHg或者180mmHg的固定压力值，然后再监听脉搏，如果能听到脉搏声则继续充气加入定量的压力(如10mmHg)，直至听不到脉搏声时转到泄压状态；泄压过程则是通过固定的排气孔进行泄压，直到臂带内压力降到40mmHg之后，控制电磁阀将泄压阀完全打开，使得剩余气体压力完全排出。
然而，对于血压正常的用户来说，特别是那些高压在120mmHg甚至更低的用户来说，要测量其血压根本无需将臂带的气压加大到150mmHg或者 180mmHg。这种过高的加压一方面无端的损耗了能源，增加了电池的消耗(对于那些采用电池功能的血压计而言)，更为重要的是，这种不必要的过大压力带给用户的臂部压迫感可能会导致用户紧张，从而使得用户的测量结果不准确。更不用说，不必要的过高压力会影响用户的使用体验感。而如果简单的降低固定压力值，则又会带来加压不足，需要多次加压的新问题。
另一方面，简单的通过排气孔排气，则会带来产品的泄压/减压速度不均，且泄压/减压过程过于漫长，导致血压计算不够准确，存在很大的波动。
因此，一种应用于电子血压计上的智能加减压控制方法，将很大程度的提高电子血压计用户的用户体验，避免因为用户紧张等带来的测量不准。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种应用于与柯氏音电子血压计的智能加减压控制方法及相应装置，旨在解决现有固定式加压方法因加压不够或者加压过头造成用户体验不佳，以及泄压不均匀而导致血压检测不够准确的技术问题。
本发明提供一种用于柯氏音电子血压计的智能加压控制方法，其包括以下步骤：
步骤1：以时间间隔Δt实时采集臂带的压力和瞬时脉搏强度；
步骤2：基于PID控制方法控制气泵的输出，使得臂带的气压匀速上升；
步骤3：记录采集到的充气过程中的最强脉搏下的臂带压Prs，将所述臂带压Prs代入到经验公式Prl＝Prs*37/25中，求出臂带的目标压力值prl；
步骤4：当测量到臂带压力达到目标压力值prl之后，控制关掉气泵，切换到泄压模式。
本发明还提供一种用于柯氏音电子血压计的智能减压控制方法，包括以下步骤：
步骤1：以时间间隔Δt实时采集臂带的压力和瞬时脉搏强度；
步骤2：基于PID控制方法控制泄压比例阀的开合大小，确保臂带的气压匀速下降，速率为5mmHg/秒；
步骤3：记录采集到的放气过程中的最强脉搏下的臂带压Pds，并记录最近三次检测到的臂带压力值；
步骤4：如果最近连续检测到的三次臂带压力均小于Pds的三分之一，则将泄压比例阀完全打开，排空臂带内的全部气体。
为实现上述目的，本发明还提供一种柯氏音电子血压计的检测装置，包括臂带、臂带压力获取模块、脉搏强度获取模块、目标压力值计算模块、气泵输出控制模块、气泵、比例阀控制模块、泄压比例阀、柯氏音血压计算模块、语音播报模块、数据传输模块、处理器控制模块。其中，
臂带压力获取模块，用于获取臂带内气体压力信号，并将臂带压力信号输出至目标压力值计算模块、脉搏强度获取模块和柯氏音血压计算模块。
脉搏强度获取模块，用于提取臂带内气体压力信号中的脉搏信号，获取被测试者脉搏强度，输出至目标压力值计算模块和柯氏音血压计算模块。
目标压力值计算模块，获取加压过程或泄压过程中目标压力值，输出至处理器控制模块。
柯氏音血压计算模块，用于提取柯氏音信号计算血压值，并将血压值输出至处理器控制模块。
气泵输出控制模块，用于在处理器控制模块的控制下，对臂带进行充气控制。
比例阀控制模块，用于在处理器控制模块的控制下，对臂带进行泄气控制。
语音播报模块，用于实时播报用户测试结果，方便特殊人群的使用。
数据传输模块，当选择“本人模式”治疗模式时，用于将每次的测试结果发送到后端，方便医护人员和本人的回访。
处理器控制模块，用于控制气泵输出控制模块、气泵、比例阀控制模块、泄压比例阀，并将接收的柯氏音血压计算值输入至语音播报模块、数据传输模块。
根据本发明的电子血压计，能够确保升压过程中的压力能够匀速直线上升，即使测量240mmHg的高压也能确保压力上升到位，并且会根据所有用户的实际血压状况智能加压到合适的压力值，完全能够避免市场上常用的固定式加压方法因加压不够或者加压过头造成用户体验不佳的情况；同时，本发明的匀速泄压方法，可确保柯氏音血压计算模块的计算准确度，并且可以缩短臂带泄气的时间，能够做到即快速又精准地测量。该电子血压计具备语音播报功能，实时播报用户测试结果，方便那些特殊群体的使用，除此之外还能选择两个不同的治疗模式，“本人模式”和“游客模式”，选择“本人模式”则每次的测试结果都会发送到后端，方便医护人员和本人的回访，“游客模式”则不会向后台发送或本地保存这些这些数据。
附图说明
图1为根据本发明的智能加压和减压控制方法下的臂带压力变化曲线；
图2为根据本发明的加压过程中的脉搏振幅变化规律示意图；
图3为根据本发明的减压过程中的脉搏振幅变化规律示意图；
图4为根据本发明的柯氏音电子血压计的智能加减压装置的功能模块示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种用于柯氏音电子血压计的智能加压控制方法，包括以下步骤：
步骤1：以时间间隔Δt实时采集臂带的压力和瞬时脉搏强度；
步骤2：基于PID控制方法控制气泵的输出，使得臂带的气压匀速上升；
步骤3：记录采集到充气过程中的最强脉搏下的臂带压Prs，代入到经验公式Prl＝Prs*37/25中，求出臂带的目标压力值prl；
步骤4：当测量到的臂带压力达到目标压力值prl之后，控制关掉气泵，切换到泄压模式。
其中，通过传感器来采集压力和脉搏强度的方法，均是业内公知的，在此不做过多的冗余说明。
本发明还提供一种用于柯氏音电子血压计的智能减压控制方法，包括以下步骤：
步骤1：以时间间隔Δt实时采集臂带的压力和瞬时脉搏强度；
步骤2：基于PID控制方法控制泄压比例阀的开合大小，确保臂带的气压匀速下降，速率为5mmHg/秒；
步骤3：记录采集到的放气过程中的最强脉搏下的臂带压Pds，并记录最近三次的臂带压力值；
步骤4：如果最近连续检测到的三次臂带压力均小于Pds的三分之一，则将泄压比例阀完全打开，排空臂带内的全部气体。
进一步结合附图，对本发明解释如下。
如图1所示，当用户启动血压测量工作时，气泵开始工作，向臂带开始充气。在气泵持续不断的工作下，臂带压力逐步均速上升，当臂带压力上升至臂带的目标压力值时，气泵被关闭，切换到泄压模式。泄压比例阀受控打开，臂带气压以为5mmHg/秒的速率匀速下降，直至臂带压连续三次小于最强脉搏下的臂带压的三分之一，此时泄压比例阀完全打开，迅速排空臂带内的全部气体，臂带压力迅速降为零。
如图2所示，当气泵向臂带持续充气时，臂带内气压逐渐升高，手臂受到臂带气压的压迫，血压计检测到的脉搏振幅会逐渐增强，但是当气压增加到一定程度之后，气压再往上增压的时候，血管内血液逐渐减少流动，脉搏振幅会降低直到消失。因此，整个过程中将检测到充压过程中的最强脉搏，该脉搏下对应的臂带压即为Prs。
根据该检测到的Prs，以及经验公式Prl＝Prs*37/25中，则可以求出臂带充气过程中的目标压力值prl；进一步的，当测量到的臂带压力达到目标压力值prl之后，控制关掉气泵，完成充气过程，切换到泄压模式。
如图3所示，当放气(泄压/减压)过程开始时，气泵关闭，泄压比例阀受控打开。臂带内的气压逐步降低，血管内血液逐渐恢复正常流动，血压计检测到的脉搏振幅也会逐渐增强。当臂带内气压降压到一定程度时，由于臂带过分松弛，因此检测到的脉搏的振幅会逐渐下降。在放气过程中，同样也会存在检测到最强脉搏的时刻，此时对应的臂带压为Pds。
如前所述，在放气过程中，电子血压计通过传感器实时的检测臂带压力和脉搏强度，当发现最近连续检测到的三次臂带压力均小于Pds的三分之一，则可认定检测已经结束，将泄压比例阀完全打开，将臂带内的气体迅速全部排空。
为实现上述目的，本发明还提供一种可只能加减压的柯氏音电子血压计，其具有臂带、臂带压力获取模块、脉搏强度获取模块、目标压力值计算模块、气泵输出控制模块、气泵、比例阀控制模块、泄压比例阀、柯氏音血压计算模块、语音播报模块、数据传输模块、处理器控制模块。其中，
臂带压力获取模块，用于获取臂带内气体压力信号，并将臂带压力信号输出至目标压力值计算模块、脉搏强度获取模块和柯氏音血压计算模块。
脉搏强度获取模块，用于提取臂带内气体压力信号中的脉搏信号，获取被测试者脉搏强度，输出至目标压力值计算模块和柯氏音血压计算模块。
目标压力值计算模块，获取加压过程或泄压过程中目标压力值，输出至处理器控制模块。
柯氏音血压计算模块，用于提取柯氏音信号计算血压值，并将血压值输出至处理器控制模块。
气泵输出控制模块，用于在处理器控制模块的控制下，对臂带进行充气控制。
比例阀控制模块，用于在处理器控制模块的控制下，对臂带进行泄气控制。
语音播报模块，用于实时播报用户测试结果，方便特殊人群的使用。
数据传输模块，当选择“本人模式”治疗模式时，用于将每次的测试结果发送到后端，方便医护人员和本人的回访。
处理器控制模块，用于控制气泵输出控制模块、气泵、比例阀控制模块、泄压比例阀，并将接收的柯氏音血压计算值输入至语音播报模块、数据传输模块。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于柯氏音电子血压计的智能加压控制方法，包括以下步骤：
步骤1：以时间间隔Δt实时采集臂带的压力和瞬时脉搏强度；
步骤2：基于PID控制方法控制气泵的输出，使得臂带的气压匀速上升；
步骤3：记录采集到的充气过程中的最强脉搏下的臂带压Prs，将所述臂带压Prs代入到经验公式Prl＝Prs*37/25中，求出臂带的目标压力值prl；
步骤4：当测量到臂带压力达到目标压力值prl之后，控制关掉气泵，切换到泄压模式。
2.一种用于柯氏音电子血压计的智能减压控制方法，包括以下步骤：
步骤1：以时间间隔Δt实时采集臂带的压力和瞬时脉搏强度；
步骤2：基于PID控制方法控制泄压比例阀的开合大小，确保臂带的气压匀速下降，速率为5mmHg/秒；
步骤3：记录采集到的放气过程中的最强脉搏下的臂带压Pds，并记录最近三次检测到的臂带压力值；
步骤4：如果最近连续检测到的三次臂带压力均小于Pds的三分之一，则将泄压比例阀完全打开，排空臂带内的全部气体。
3.一种用于柯氏音电子血压计的智能加减压控制方法，其特征在于其分别采用根据权利要求1所述的加压控制方法和根据权利要求2所述的减压控制方法。
4.一种采用根据权利要求1-3所述的智能加减压控制方法的柯氏音电子血压计，其具有臂带、臂带压力获取模块、脉搏强度获取模块、目标压力值计算模块、气泵输出控制模块、气泵、比例阀控制模块、泄压比例阀、柯氏音血压计算模块、语音播报模块、数据传输模块、处理器控制模块。
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