CN203244381U - 一种脉搏波的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适于人体生理检测领域，一种脉搏波的检测系统，包括：信号传感单元，用于传感脉搏波信号，且将传感到的脉搏波信号发送给信号调整单元；信号调整单元，用于脉搏波信号的放大、滤波、电位调整，且将处理过的脉搏波信号发送给单片机系统；单片机单元，用于将脉搏波的模拟电压信号进行A/D转换，且将转换过的脉搏波信号发送给上位机；上位机单元，利用其强大的信号处理、分析能力将检测到的脉搏波信号进行处理，且将处理的结果输出供参考。将虚拟仪器技术用于脉搏波检测分析，实现对脉搏波沿整条动脉及动脉系统的传播特性检测、分析、研究。实现脉搏波传感、显示、存储、波形回放、信号平滑滤波、周期识别、基线调整、特征点识别等功能。

Description

一种脉搏波的检测系统

技术领域

本实用新型属于人体生理检测领域，尤其涉及一种脉搏波的检测系统。 

背景技术

脉搏是常见的生理现象，是心脏和血管状态等重要信息的外在反应。人体内五脏六腑的任何病理变化都会引起动脉血压力、流量及流速等生理状态的变化，这些变化会影响脉搏波的传播特性（脉位深浅、脉力强弱、脉率快慢、脉道宽窄、脉动均匀等），并在浅表动脉（桡动脉、颈动脉）处已表现出来。及时准确地检测并分析脉搏信号对于预测心血管系统疾病的发生以及诊治过程中科学合理的指导都有着重要的意义，而且对于预测、诊断人体生理、病理、心理状况也有着十分重要的作用。 

20世纪80年代初开始，国内外许多研究人员应用现代工程和系统分析方法对脉搏波进行时域和频域分析，并通过计算机对脉搏参数进行测算，从而建立起可供临床应用的脉搏波数学模型及脉搏波的数学仿真方法。虽然，人们在各种假设条件下进行了许多研究工作，但绝大部分的研究工作仅限于研究脉搏波在个别动脉特别是浅表动脉个别部分的波形特征，而对脉搏波沿整条动脉整个动脉系统的传播特性，实际上还很少进行过系统的探讨，所以人们对脉搏传播的许多特性和过程至今还不十分了解。 

综上所述，现有的脉搏波检测装置无法对脉搏波沿整条动脉及整个动脉系统的传播特性检测的缺陷。 

实用新型内容

本实用新型在于提供一种脉搏波的检测系统，旨在解决无法对脉搏波沿整条动脉及整个动脉系统的传播特性检测的问题。 

本实用新型是这样实现的，一种脉搏波的检测系统，该检测系统包括： 

信号传感单元，用于传感脉搏波信号，并且将传感到的脉搏波信号发送给信号调整单元；

信号调整单元，用于脉搏波信号的放大、滤波、电位调整，并且将处理过的脉搏波信号发送给单片机单元；

单片机单元，用于将脉搏波的模拟电压信号进行模数转换，并且将转换过的脉搏波信号发送给上位机；

上位机单元，用于将检测到的脉搏波信号进行处理、分析，并且将处理的结果输出。

本实用新型的进一步技术方案是：所述信号调整单元包括前置放大模块、滤波模块及电位调整模块，所述前置放大模块的输入端连接所述信号传感单元的输出端，所述前置放大模块的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述电位调整模块的输入端，所述电位调整模块的输出端连接所述单片机单元的输入端。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述信号调整单元还包括二次放大模块，所述二次放大模块的输入端连接所述滤波模块的输出端，所述二次放大模块的输出端连接所述电位调整模块的输入端。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述信号传感单元为脉搏传感器。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述脉搏传感器采用的是PVDF压电薄膜。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述单片机单元采用的是以ATmega16单片机和MAX232为核心的单片机系统。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述上位机单元上安装有对脉搏波信号处理、分析的基于虚拟仪器图形编程软件平台LabVIEW上自行开发的脉搏波信号处理软件。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述前置放大模块的放大倍数为15倍。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述二次放大模块的放大倍数为50倍。 

本实用新型的进一步技术方案是：所述滤波模块采用的是低通滤波器。 

本实用新型的有益效果是：本系统将虚拟仪器技术应用于脉搏波检测分析，充分利用虚拟仪器技术在信号测试和分析上的强大优势，使得系统开发周期短、灵活高效。实现了对脉搏波沿整条动脉及整个动脉系统的传播特性检测、分析、研究。实现脉搏波的传感、显示、存储、波形回放、实现信号平滑滤波、周期识别、基线调整、特征点识别等功能。 

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的脉搏波的检测系统模块框图； 

图2是本实用新型实施例提供的脉搏波的检测系统的信号调整单元结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的脉搏波的检测系统的信号调整单元另一结构框图。

具体实施方式

附图标记：10-信号传感单元 20-信号调整单元 30-单片机单元 40-上位机单元 201-前置放大模块 202-滤波模块 203-二次放大模块 204-电位调整模块 

图1示出了本实用新型提供的脉搏波的检测系统，该检测系统包括：信号传感单元10，用于传感脉搏波信号，并且将传感到的脉搏波信号发送给信号调整单元；信号调整单元20，用于脉搏波信号的放大、滤波、电位调整，并且将处理过的脉搏波信号发送给单片机单元；单片机单元30，用于将脉搏波的模拟电压信号进行模数转换，并且将转换过的脉搏波信号发送给上位机；上位机单元40，用于将检测到的脉搏波信号进行处理、分析，并且将处理的结果输出。该脉搏波的检测系统通过将虚拟仪器技术应用于脉搏波检测分析，充分利用虚拟仪器技术在信号测试和分析上的强大优势，使得系统开发周期短、灵活高效。促使脉搏波的检测系统够实现脉搏波的传感、显示、存储、波形回放、信号平滑滤波、周期识别、基线调整、特征点识别等功能。实现了对脉搏波沿整条动脉及整个动脉系统的传播特性进行检测、分析及研究。

图2示出了本实用新型提供的脉搏波的检测系统的信号调整单元20的一结构框图，所述信号调整单元20包括前置放大模块201、滤波模块202及电位调整模块204，所述前置放大模块201的输入端连接所述信号传感单元10的输出端，所述前置放大模块201的输出端连接所述滤波模块202的输入端，所述滤波模块202的输出端连接所述电位调整模块204的输入端，所述电位调整模块204的输出端连接所述单片机单元30的输入端。通过均值滤波法，去除脉搏波形中的干扰，最大限度的保证脉搏波在幅度及相位上的不失真，信号去噪实现简单，效果理想。 

图3示出了本实用新型提供的脉搏波的检测系统的信号调整单元20的另一结构框图，所述信号调整单元20包括前置放大模块201、滤波模块202、二次放大模块203及电位调整模块204，所述前置放大模块201的输入端连接所述信号传感单元10的输出端，所述前置放大模块201的输出端连接所述滤波模块202的输入端，所述滤波模块202的输出端连接所述二次放大模块203的输入端，所述二次放大模块203的输出端连接所述电位调整模块204的输入端，所述电位调整模块204的输出端连接所述单片机单元30的输入端。通过均值滤波法，去除脉搏波形中的干扰，最大限度的保证脉搏波在幅度及相位上的不失真，信号去噪实现简单，效果理想。 

所述信号传感单元10为脉搏传感器。 

所述脉搏传感器采用的是PVDF 压电薄膜，测量范围0～50g，精度误差≤5%F.S，灵敏度≥20mV/ F.S。压电薄膜具有优良的柔软性、压电和热释电性，具有高韧度、高灵敏度、低声阻抗、容易固定在复杂的表面、价格便宜、频带宽等特点，有很好的时间和温度稳定性。许多特性接近人类皮肤的特性，因此选择它作为脉搏传感器的敏感元件，提取的脉搏信号更真实。所测得的人体脉搏信号为毫伏级信号。 

所述单片机单元30采用的是以ATmega16单片机和MAX232为核心的单片机系统。该单片机系统完成A\D转换和串口通信功能。ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器，有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器，JTAG 接口，支持片内调试与编程，可编程串行USART，8路10位 A\D转换器，具有方便的编程与系统开发工具等优点。模拟电压信号接入PA0口，进行A\D转换，A\D转换的结果由串口转换电路传至上位机。 

所述单片机单元30与所述上位机单元40采用串口方式通讯。 

所述上位机单元40上安装有对脉搏波信号进行处理、分析的基于虚拟仪器图形编程软件平台LabVIEW上自行开发的脉搏波信号处理软件。采用LabVIEW软件平台开发脉搏信号检测与信号处理系统，降低系统成本，缩短开发周期，系统灵活高效。 

所述前置放大模块的放大倍数为15倍。 

所述二级放大模块的放大倍数为50倍。 

所述滤波模块采用的是低通滤波器。脉搏波信号频率基本在20Hz以下, 用低通滤波器滤掉高频干扰信号, 尤其是工频50Hz干扰，低通滤波器抑制基线漂移。 

所述电位调整模块将直流电位抬高，避免出现负电位，满足后续A/D转换的需要。 

本系统是一款利用压电传感器、单片机、计算机组成的脉搏波信号检测与处理设备，结合LabVIEW软件编程组成的低成本高性能的脉搏波数据检测与分析系统，实现了脉搏信号的记录、保存、重放、波形显示、特征点分析等功能。能够方便的使用，可应用于心血管参数检测仪、脉象分析仪的开发，具有较大的市场应用价值。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种脉搏波的检测系统，其特征在于，该检测系统包括：

信号传感单元，用于传感脉搏波信号，并且将传感脉搏波信号发送给信号调整单元；

信号调整单元，用于脉搏波信号的放大、滤波、电位调整，并且将处理过的脉搏波信号发送给单片机单元；

单片机单元，用于将脉搏波的模拟电压信号进行模数转换，并且将转换过的脉搏波信号发送给上位机；

上位机单元，用于将检测到的脉搏波信号进行处理、分析，并且将处理的结果输出。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述信号调整单元包括前置放大模块、滤波模块及电位调整模块，所述前置放大模块的输入端连接所述信号传感单元的输出端，所述前置放大模块的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述电位调整模块的输入端，所述电位调整模块的输出端连接所述单片机单元的输入端。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于：所述信号调整单元还包括二次放大模块，所述二次放大模块的输入端连接所述滤波模块的输出端，所述二次放大模块的输出端连接所述电位调整模块的输入端。

4.根据权利要求1-3任一项所述的检测系统，其特征在于：所述信号传感单元为脉搏传感器。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于：所述脉搏传感器采用的是PVDF压电薄膜。

6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于：所述单片机单元采用的是以ATmega16单片机和MAX232为核心的单片机系统。

7.根据权利要求2或3所述的检测系统，其特征在于：所述前置放大模块的放大倍数为15倍。

8.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于：所述二次放大模块的放大倍数为50倍。

9.根据权利要求2或3所述的检测系统，其特征在于：所述滤波模块采用的是低通滤波器。

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