CN1923135A - 电子血压计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子血压计，包括有自动充放气装置、压力装置、测量装置、控制装置及第一、二显示装置，其是利用自动充放气装置对压力装置进行充气和放气，利用传感器感测气囊压力信号并经运算处理得出压力值，并显示在第一显示装置所显示的模拟水银柱标尺中，其中，模拟水银柱标尺被划分为若干标尺段，依据压力值大小至少显示该压力值所在的模拟水银柱标尺段，并以模拟水银柱指示到与压力值相对应的标尺刻度上，供医生用听诊器听取柯氏音，得到血压值。还能把利用示波法原理自动计算得到的测量结果在第二显示装置上以数字形式直接显示。这样，本电子血压计不需要将一个水银柱标尺以完整连贯的长柱形态显示出来，而是以分段方式显示，可解决液晶显示屏尺寸过大、成本高的问题，并且不需要测量人员手动充放气，自动得到测量结果，可减少测量过程的人为操作动作，提高测量的准确度。

Description

电子血压计

【技术领域】

本发明涉及一种电子血压计，尤其是指一种借助液晶显示装置模拟水银柱显示血压数值变化状态，可供测量者选择使用听诊器准确读取血压数值和选择自动计算得到血压结果并直接显示数字的模拟水银柱式电子血压计。

【背景技术】

传统上进行人体血压测量时最常使用的是台式水银血压计，其使用方法是，将气囊缠绑在被测量者的上臂处，将听诊器的胸件放在肘部肱动脉上，通过橡胶球给气囊充气，使水银柱上升，当水银柱高度超过收缩压(例如柱高超过收缩压20～30mmHg)时，气囊压力阻断上臂动脉血流，脉搏声消失。此时停止充气，打开排气阀门放气，水银柱下降，当气囊内气体压力下降至与收缩压相等时，血液即可在心脏收缩力作用下通过被压迫的上臂血管。因此从听诊器中听到第一声搏动声时，水银柱所指刻度即为收缩压。随后搏动声继续存在并增大，当气囊内压力逐渐降至与心脏舒张压力相等时，搏动音突然变弱或消失，此时汞柱所指刻度为舒张压。这种水银血压计具有度量精确、稳定耐用的优点，是长期以来应用最为广泛的一种血压测量装置。然而，由于水银是一种具有严重污染性和毒害性的重金属，对人体及环境均具有相当大的危害，在许多国家和地区已被或者将被禁用，例如欧洲议会和理事会2003年1月23日通过RoHS指令，自2006年7月1日起，所有在欧盟市场上出售的电子电气设备必须禁止使用铅、水银等物质。

另一种常用的血压测量装置是电子数字血压计，包括半自动电子数字测量仪和全自动数字血压测量仪，其中半自动电子数字血压测量仪需要操作者用手挤压橡胶球以对气囊进行充气，而全自动电子数字血压测量仪则通过电路控制气泵向气囊充气，通过电路控制电磁阀放气。这种电子血压计是利用压力传感器检测气囊内的气体压力振荡波及压力，根据气囊内压力变化相应产生不同的振荡波，通过一定的方法由中央处理器经过运算来间接求取收缩压和舒张压，并通过液晶屏显示血压值及脉搏值。如中国实用新型专利第99236693.3及00240652.7号所公开的电子数字血压测量装置，借助压力传感器检测到被测者血压变化信号并经中央处理器运算处理，将测量结果以数值的方式直接显示在液晶显示屏上。而在中国实用新型专利第00218510.5号以及美国专利第6,168,567及6,699,196号等专利文献中，揭示了几种利用液晶(或发光二极管)显示屏模拟传统水银血压计的水银柱来指示血压数值、并辅以数值显示的电子数字血压测量装置。

对于不需要借助听诊器而采用直接数值显示的电子血压计来说，其数值一般是经过一定的数学方法运算后间接求出，例如使用拟合法、比例法或其他方法，对不同个体具有差异性，因此并不能确保获得精确的血压数值。且在价格上，电子血压计约为普通台式水银血压计的五到十倍。而采用液晶显示屏模拟水银柱指示血压数值的电子血压计，可同时配合听诊器的使用而获得精确的血压数值，且在习惯上亦更容易为医护人员及普通消费者所接受。但前述模拟水银柱指示血压数值的电子血压计的设计方案中，虚拟水银柱的刻度是仿照现有水银血压计的水银柱刻度进行设计的，一般设计为0～300mmHg，如果以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位，则虚拟水银柱的整体长度达到30cm，需要采用尺寸在30cm以上的液晶显示屏才能显示，这必然造成此类电子血压计的液晶显示屏尺寸过大，由于超长或超宽的液晶屏与常规尺寸的液晶屏相比其价格相差很大，从而导致血压计的高成本及高价格，外观亦过于笨重，难以实现产业化。即便以1mm代表2mmHg作为一个刻度单位，液晶显示屏的尺寸也至少在15cm以上。而如中国实用新型专利第00218510.5号及美国专利第6,168,567号中所采用的更大刻度单位(1mm代表5mmHg)的方式，虽然可以达到小型化和降低成本的效果，但却是以降低血压测量精确度为代价的，显然，这种方式并不是最佳方式。

【发明内容】

本发明的目的在于解决前述现有电子数字血压测量装置存在的测量数值不够精确、尺寸过大及成本和价格过高的问题，提供一种可自动充放气且既可选择按传统血压测量习惯配合听诊器读值的测量模式，亦可选择自动计算血压结果并直接显示血压数值的测量模式，可获得精确的血压测量数值，而且外形小巧、成本和价格更具竞争力的模拟水银柱式电子血压计。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种电子血压计，包括有自动充放气装置、压力装置、测量装置、控制装置及第一显示装置、第二显示装置，其中自动充放气装置与作为压力装置的气囊相连通而可对气囊进行充气及放气，其包含有充气泵及排气阀；控制装置包含有中央处理器、液晶驱动电路及充放气控制电路，测量装置包含有与中央处理器电连接的信号转换电路、信号放大电路及压力传感器，其中压力传感器是与气囊相连通而可感测气囊的压力信号并输入控制装置，控制装置对压力信号进行运算处理得到压力值，该压力值输出至第一显示装置显示在模拟压力标尺中，其中，控制装置依照预先设定的程序，将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制第一显示装置至少显示该压力值所在的模拟压力标尺段，并用显示标识把压力值指示到标尺上对应的刻度；还可以通过自动计算得到血压测量结果并直接以数字形式显示在第二显示装置中。

与已知技术相比，本发明的电子血压计利用充气泵和排气阀实现对气囊的自动充、放气，并将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制第一显示装置显示出该压力值所在的模拟压力标尺段，并用显示标识把压力指示到对应的刻度。如以模拟水银柱标尺为例，将300mmHg的标准水银柱标尺划分为以100mmHg为一个区段长度的三个标尺段，如果压力值在0-100mmHg之间，则显示第一标尺段0-100mmHg，并依据压力值显示模拟水银柱并指示到相应的刻度，如果压力值增加到100-200mmHg之间，则显示第二标尺段100-200mmHg，并依据压力值显示模拟水银柱并指示到相应的刻度。这样，采用本发明技术方案的电子血压计不需要将整个水银柱标尺(0-300mmHg)以完整、连贯的长柱形态显示出来，而是以分段显示的方式显示，从而可以有效解决前述现有技术中液晶显示屏尺寸过大而导致的高成本问题，而且由于采用分段显示的方案，也可以有足够的分辨率来保证模拟水银柱标尺的刻度单位达到高精度的要求。另外本发明具有自动充、放气功能，不需要测量人员手动挤压橡胶球充气和手动调节螺旋阀门排气，可减少测量过程的操作动作，并在测量过程中通过控制排气阀匀速排气而提高测量的准确度。再者本发明还利用示波法原理自动计算血压测量结果，并以数字形式显示在第二显示装置中。有关示波法血压测量原理可以参阅阅以下文献：张政波，吴太虎。无创血压测量技术与进展。《中国医疗器械杂志》，2003，27(3)。这样，在测量和读数时既可配合听诊器的使用而依据被测量者的脉搏信号从第一显示装置所显示的模拟水银柱标尺中准确读取血压数值，也可直接从第二显示装置读取数值，方便测量者依据自身需要进行测量。

【附图说明】

图1是本发明模拟式电子血压计的结构示意图。

图2是本发明模拟式电子血压计第一实施例的结构方块图。

图3是本发明模拟式电子血压计充气过程分段显示的流程图。

图4是本发明模拟式电子血压计的第一液晶屏及第二液晶屏的示意图，显示了模拟水银柱的第一标尺段。

图5是本发明模拟式电子血压计的第一液晶屏及第二液晶屏的示意图，显示了模拟水银柱的第二标尺段。

图6是本发明模拟式电子血压计的第一液晶屏及第二液晶屏的示意图，显示了模拟水银柱的第三标尺段。

图7是本发明模拟式电子血压计放气过程分段显示的流程图。

图8是本发明模拟式电子血压计第一液晶屏及第二液晶屏的示意图，其中血压数值直接以数字形式显示在第二液晶屏上。

图9是本发明模拟式电子血压计第二实施例的结构方块图。

【具体实施方式】

本发明提供的电子血压计包括充放气装置、压力装置、测量装置、控制装置及第一、二显示装置，请参阅图1及图2所示，其中，包含气管及气囊(袖带)在内的气体通道2作为压力装置，直接作用于被测量者的肢体上并借助气体压力阻断该肢体的脉搏。作为充放气装置的充气泵11、电磁阀13及机械阀15分别与气体通道2相连通，例如，充气泵11、电磁阀13及机械阀15可分别借由若干气管与袖带相连通，以对气囊进行充气、放气。测量装置包含有压力传感器31、依次与压力传感器31相连接的信号放大电路32及模/数(A/D)信号转换电路33，从气囊接出一根气管与压力传感器31相连通，从而可利用压力传感器31感测气囊内气体压力的变化。容易理解，压力传感器31也可以设置在袖带中，并通过导线与信号放大电路32、A/D转换电路33相连接。控制装置包含有中央处理器30、分别与中央处理器30相连接的液晶驱动电路34及充、放气控制电路12、14，其中，通过充气控制电路12驱动和控制充气泵11启动对气体通道12进行充气，利用机械阀15匀速放气。前述A/D转换电路33与中央处理器30相连接，可将压力传感器31所感测到的压力信号经放大及A/D转换后输入中央处理器30进行运算处理，并通过向液晶驱动电路34发出指令，而驱动第一液晶屏4(第一显示装置)及第二液晶屏4’(第二显示装置)以指定的方式显示相关数值。

如图2所示，电子血压计还设置有电源35和稳压电路36以向整个装置提供电力，该电源35通常采用电池方式实现。另外，电子血压计还可进一步包含声音发生器37，从而可通过控制装置的控制发出语音提示或者警报提示等信号。容易理解的是，液晶驱动电路34可以是独立的，也可以整合在中央处理器30中。另外，控制装置还包括有若干按键5，例如图1所示，可包括开关键51、开始键52、模式选择键53、背光显示键54及校准键55等，其中开始键52可供使用者启动血压测量程序，模式选择键52可供用户选择在第一液晶屏4中显示模拟水银柱形态，从而按传统血压测量习惯配合听诊器读值的测量模式，或选择同时在第二液晶屏4’直接显示血压数值的测量模式。背光显示键54可供使用者在外部光线影响液晶显示屏显示内容清晰度时使用，校准键55则用于对电子血压计进行校正。容易理解，在具体实施时还可依据条件需要增减相关的功能键。

本发明电子血压计的显示方法主要是根据预先设定的程序，将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制第一显示装置至少显示该压力值所在的模拟压力标尺段，并以显示标识指示到对应的压力刻度。其大体包括如下步骤：按开关键51，启动第一液晶屏4，显示模拟压力标尺，初始标尺段为0-X₁mmHg；按开始键52，启动血压测量程序，驱动充气泵11对气囊(袖带)进行充气，并利用排气阀匀速放气，利用压力传感器31感测气囊内气体压力信号并将压力信号输入中央处理器30进行运算处理，得出压力值P；对压力值P进行比较判断并控制模拟压力标尺区段的显示：如果X₀＝0mmHg＜P＜X₁mmHg，则至少显示模拟压力标尺段0-X₁mmHg；如果X₁mmHg＜P＜X₂mmHg，则至少显示模拟压力标尺段X₁-X₂mmHg；如果X₂mmHg＜P＜X₃mmHg，则至少显示模拟压力标尺段X₂-X₃mmHg；......如果压力值P超过预设值，则停止充气；如果压力值P超出设定的模拟压力标尺最大值，则发出警报信号；在所显示的模拟压力标尺段中，用显示标识把压力值P指示到相应的刻度。同时，也可以将压力值以数字形式直接显示在第二液晶屏4’上。

图3以100mmHg为一个标尺段长度和以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位为例，并以模拟水银柱标尺作为模拟压力标尺，显示了本发明电子血压计的充气过程分段显示原理。启动开始键52后，中央处理器30向放气控制电路14发出指令，关闭电磁阀13，向充气控制电路12发出指令启动充气泵11，对气体通道2(气囊)进行充气。请参阅图4所示，此时第一液晶屏4显示出模拟水银柱标尺的第一标尺段421(0-100mmHg)，压力传感器31将感测到的压力信号经放大和A/D转换后输入中央处理器30进行运算处理，得出压力值P，并将压力值P进行比较判断，如果压力值P在0-100mmHg之间，例如P为92mmHg，则持续显示第一标尺段421，并以模拟水银柱41作为显示标识指示到该标尺段421的相应刻度上以显示压力值。如果压力值P大于100mmHg，则比较判断该压力值P是否介于100200mmHg之间，如果判断结果是，例如P值为188mmHg，则显示第二标尺段422(100mmHg-200mmHg)，并以模拟水银柱41指示到该标尺段422的相应刻度上以显示压力值，如图5所示。如果压力值P大于200mmHg，则比较判断该压力值P是否介于200-300mmHg之间，如果判断结果是，例如P值为233mmHg，则显示第三标尺段423(200mmHg-300mmHg)，并以模拟水银柱41指示到该标尺段423的相应刻度上以显示压力值，如图6所示。在充气过程中，中央处理器30还进一步判断所感测到的压力值P是否达到或者超过一预设值，例如预设值为180mmHg，如果判断结果达到或超过，则向充气控制电路12发出指令，关闭充气泵11停止充气，否则继续充气。由于现有水银血压计的标尺通常设计为0-300mmHg，因此在一般实施过程中将模拟式电子血压的模拟水银柱标尺最大值设定为300mmHg是符合标准的，如果压力值P超出模拟水银柱标尺的最大值300mmHg，则血压计将发出超压警报信号，例如模拟水银柱41以一定频率闪烁示警，或者在测控装置3增设语音装置以发出语音警报，同时通过充气控制电路12关闭充气泵11停止充气，并通过放气控制电路14开启电磁阀13快速放气以减小气体通道2的压力。

在上述实施例中，是以模拟水银柱作为显示标识的形态，容易理解，在具体实施中也可以采用其他形态的显示标识，例如方块形游标、箭头形指针等标识形态。另外，在整个充气及放气过程中，不管选择哪种测量模式，袖带内的压力值都可以在第一液晶屏及/或第二液晶屏上显示出来。如果选择从第一液晶屏4所显示的模拟水银柱读值的测量模式，则测量完毕后第二液晶屏4’上不显示血压计自动测量的血压数值结果。如果选择直接从第二液晶屏4’上读值的测量模式，血压计根据示波法原理自动计算得到的测量结果会以数字形式显示在第二液晶屏4’上。

图7仍以100mmHg为一个标尺段长度和以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位为例，显示了本发明电子血压计放气过程的分段显示原理。充气泵11被关闭而停止充气后，随着气体从机械阀15匀速排出，例如可设定机械阀15的放气速率为2～4mmHg，压力值P逐渐下降，与图3所示过程相似的是，对压力值P进行比较判断，确定压力值P落在200-300mmHg、100-200mmHg、0-100mmHg中的哪一个数值范围内，从而相应地通过液晶驱动电路34控制第一液晶屏4显示相应的第三标尺段423、第二标尺段422或第一标尺段421，分别如图6、图5和图4所示，并使模拟水银柱41随压力值下降到相应的刻度。在这个过程中，与传统水银血压计的使用方式一样，操作者可以使用听诊器测试被测量者的脉搏信号并根据从听诊器中听到的柯氏音从液晶显示屏中读取收缩压与舒张压。当压力值P下降到低于被测量者的舒张压的一个预设值时，例如40mmHg，由于此时血压测量已经完成，被测量者的收缩压、舒张压均已读出，没有必要再匀速放气，此时，中央处理器30向放气控制电路14发出指令，开启电磁阀13快速放气，使气体通道2中的气体快速全部排出。

如前所述，如果选择直接从第二液晶屏4’上读值的测量模式，则可在放气、压力降低过程中，同时在第二液晶屏4’上以数字形式显示变化的压力值，再将血压计根据示波法原理自动计算得到的测量结果以数字形式显示在第二液晶屏4’上，如图8所示。这样，即使在没有听诊器的条件下用户也可以利用本发明的电子血压计进行血压测量，当然用户也可以同时配合使用听诊器听测被测量者的脉搏信号并依据柯氏音从第一液晶屏4中的模拟水银柱标尺上读取血压数值，然后再从第二液晶屏4’上读取电子血压计自动测量的结果，将二者进行比较而得到准确的测量结果。

图9所示是本发明第二实施例的电子血压计的结构方块图，与第一实施例不同的是，第二实施例中采用线性阀16取代第一实施例中的机械阀15和电磁阀11，通过放气控制电路14的控制，线性阀16可实现血压测量过程匀速放气及测量完毕的快速放气功能。

容易理解，本发明的第一液晶屏4、第二液晶屏4’除了分别显示模拟水银柱及血压数值之外，还可以显示出其他内容，例如脉搏跳动提示信号、脉率及放气速率。由于在测量过程中，当气囊压力超过被测量者的收缩压时，气囊压力会阻断上臂动脉血流，脉搏声消失；停止充气并放气后，气囊压力下降，当气囊压力下降至与收缩压相等时，血液可在心脏收缩力作用下重新通过被压迫的上臂血管，此时重新出现脉搏信号。借助压力传感器连续感测气囊压力的变化状况而获得包含脉搏波的压力变化曲线，在脉搏波开始出现时，系统在显示屏上显示一个脉搏跳动提示信号，例如一个闪烁跳动的心形符号，也可以通过前述声音发生器37直接发出语音提示信号，提示操作者注意读取血压数值。袖带内的压力会随着脉搏跳动而搏动，这样在压力下降过程中模拟水银柱会上下跳动，影响医生读数。通过在电路中加入低通滤波器或在软件中进行数字低通滤波，可以消除这种影响，使模拟水银柱在下降过程中不受脉搏的影响。所用的模拟或数字低能滤波器的截止频率为10-20Hz左右，工程师可以根据通用的滤波器设计知识来达到这一目的。同时为便于提醒医生及时听取柯氏音，可以用柱状指示条来表示脉搏跳动的频率及幅度。其中幅度与指示条的柱高有关，如果以≥4mmHg表示100％脉搏强度，并设有10格的指示条显示，则当脉搏强度为2mmHg时有5格指示条显示。通过对脉搏波频率进行统计运算可得到被测量者的脉搏频率，并直接以数字形式显示在第一液晶屏4上。另外，在监测脉搏频率和强度过程中如果发现被测量者的脉搏频率或强度有异常情况，还可以直接发出“心律失常”等提示信号显示在液晶屏上。

另外，基于某些使用者希望能够更直观地观测和读取血压数值的要求，也可以将0-300mmHg模拟水银柱标尺划分为以100mmHg为一个标尺段长度、以1mm代表1mmHg作为一个刻度单位的三个标尺段，并同时显示在第一液晶屏4上。测量时，以模拟水银柱显示压力值，例如当压力值为192mmHg时，模拟水银柱同时出现在0-100mmHg和100-200mmHg两个标尺段中，并到达相应的刻度位置。事实上，无论是显示单段模拟水银柱标尺还是显示多段模拟水银柱标尺，当压力值变化时，模拟水银柱的增进或者缩退都是具有连贯性的，可以让使用者能够更直观地观测压力的变化过程并准确读取压力值。

Claims (10)

1.一种电子血压计，包括有自动充放气装置、压力装置、测量装置、控制装置及第一显示装置、第二显示装置，其中自动充放气装置与压力装置相连通而可对压力装置进行充气及放气，其包含有充气泵及排气阀；控制装置包含有中央处理器、液晶驱动电路及充放气控制电路，测量装置包含有与中央处理器电连接的信号转换电路、信号放大电路及压力传感器，其中压力传感器是与压力装置相连通而可感测压力装置的压力信号并输入控制装置，控制装置对压力信号进行运算处理得到压力值，该压力值输出至第一显示装置显示在模拟压力标尺中，其特征在于：控制装置依照预先设定的程序，将模拟压力标尺划分为若干标尺段，并对压力值进行比较判断，依据判断结果驱动和控制第一显示装置至少显示该压力值所在的模拟压力标尺段，并用显示标识把压力值指示到标尺上对应的刻度；同时，依照模式选择，所述压力值及根据示波法原理自动计算得到的血压测量结果还可输出至第二显示装置中直接以数字形式显示。

2.如权利要求1所述的电子血压计，其特征在于：所述模拟压力标尺被划分为若干标尺段，包括第一标尺段(X₀-X₁mmHg)、第二标尺段(X₁-X₂mmHg)、第三标尺段(X₂-X₃mmHg)......第i标尺段(X_i-1一X_immHg，i＝1，2，3，...n)。

3.如权利要求2所述的电子血压计，其特征在于：中央处理器将运算得到的压力值与所述标尺段进行比较判断，而确定至少显示所述第一、二、三...i标尺段中包含该压力值的标尺段，并用显示标识指示到标尺上相应的刻度。

4.如权利要求3所述的电子血压计，其特征在于：所述排气阀包含放气速率被调整为匀速的机械阀及受放气控制电路控制的可快速放气的电磁阀。

5.如权利要求3所述的电子血压计，其特征在于：所述排气阀是受放气控制电路控制的可实现匀速放气及快速放气的电磁式线性阀。

6.如权利要求4或5所述的电子血压计，其特征在于：所述充气泵对压力装置进行充气过程当压力值达到或者超过一预设值时，中央处理器向充气控制电路发出指令，关闭充气泵。

7.如权利要求6所述的电子血压计，其特征在于：所述排气阀放气过程当压力值低于一预设值时，中央处理器向放气控制电路发出指令，开启排气阀快速放气。

8.如权利要求1所述的电子血压计，其特征在于：所述模拟压力标尺为模拟水银柱标尺，所述显示标识为模拟水银柱。

9.如权利要求1所述的电子血压计，其特征在于：在所述模拟压力标尺上显示的压力信号通过低通滤波后不包含有脉搏搏动信号，脉搏搏动信号通过脉搏搏动指示条来指示。

10.如权利要求8所述的电子血压计，其特征在于：电子血压计包含有模式选择键，可供用户选择按传统血压测量习惯配合使用听诊器从第一显示装置所显示的模拟水银柱标尺上读值的测量模式，和直接从第二显示装置所显示的数字读值的测量模式。

Images