CN2038366U - 血压自动测量控制仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于人体或其它生物体的血压自动测量控制仪。它具有由A/D转换器(3)、中央处理单元(4)存贮器(5)输入健盘(6)显示器(7)、输入——输出接口(8)联结而构成的自动控制机构，并且控制机构还与血压传感器(1)弱信号放大器(2)和步进电机(9)，机械输液装置(10)及生物体(11)连接构成闭环系统。该血压自动控制仪结构简单、适用范围广，采取鲁捧性保护策略使系统能全局稳定，控制精度在100％时间内，血压控制在期望值±10mmHg内。

Description

本实用新型属于一种自动测量、控制人体或其它生物体血压的仪器。

血压内调节系统的问题是临床中最常见且较难解决的一个问题。由于各种原因引起的血压内调节系统失调，使生物体血压处在异常状态，需要尽快了解血压情况并施以相应的治疗。现有的各类自动监视、测量血压值的装置只能较准确地测出血压值，然后再由输液装置将药物输入生物体内。但是，现有的输液装置的输液速度并不能根据病情需要自动改变，而是由医护人员根据病情随时手动调节药物注射速度。由于影响血压的许多药物是生物体敏感的有毒物质，微小的药量变化也会引起血压的大幅度变化，对生物体非常不利。况且，血压系统是一个复杂的时变系统，由手动维持血压稳定在一定范围内是相当不易的，且又需要医护人员精神高度集中，劳动强度大。

为此，本实用新型提出一种能对生物体血压进行监测、特别是自动控制的仪器，使血压调节自动化，提高治疗及监护质量，减轻医务人员劳动强度。

为了实现对血压的最优自动控制，本实用新型采用了如下技术方案：

鉴于生物系统具有大时延、强干扰、个体差异大等特点，必须在控制前获得生物体的固有生理特性，即对受控的生物体进行系统辨识，建立其相应的数学模型结构，将测得的血压数据预滤波后，辨认出系统模型参数，根据测得的该时刻的血压数据和前时刻的血压数据及药物注射速度计算出该时刻的合适的药物注射速度，实现实时自动控制。依据上述原理和带有鲁捧性保护措施的自适应控制方法，特设计了一种自动控制机构，该机构由A／D转换器、中央处理单元、存贮器，输入健盘，显示器，输入－－输出接口联结构成；并且自动控制机构还与血压传感器、弱信号放大器、步进电机、机械输液装置及受控的生物体连接构成闭环系统。

本实用新型的解决方案，可以进一步用如下附图进行说明。

图1为本实用新型的结构原理框图。

图2为本实用新型的机械输液装置结构示意图。

参照图1，生物体（11）及血压传感器（1）、弱信号放大器（2）依次连接至控制机构的A／D转换器（3），控制机构可按图示线路依次连接，再由控制机构的输入——输出接口（8）依次连接步进电机（9）、机械输液装置（10）至生物体。机械输液装置采用如图2所示的结构，即由压块机构（12），连接在步进电机轴端的滚动轴承（13）及夹持在压块与轴承之间的输液管（14）组成。为防止输液管中气泡进入生物体，本实用新型还在机械输液装置上连接有由光敏元件（15）及蜂鸣喇叭（16）构成的气泡报警器，光敏元件（15）可采用光敏电阻，放置在输液管上。在中央处理单元（4）上通过导线连接有一个蜂鸣喇叭（16），构成血压超出允许范围的报警器。上述两个蜂鸣喇叭以共用一个为好。

实现血压自动控制的工作过程如下：由血压传感器（1）测量出生物体（11）的血压并转换成电压信号，此信号经放大器（2）放大后再送入模／数转换器（3），使模拟电压信号转换成相应的数字信号，该数字信号再送入CPU－－中央处理单元（4），CPU根据送入的信号及控制前得到的血压系统的模型和以往的数据进行分析、计算、管理、决策并给出最优的药液流速，由存贮器（5）将信号数据和计算结果等进行存贮，由输入健盘（6）输入指令，进行人机对话，通过显示器（7）来显示血压值和药液流速以及其它希望的数据，再由CPU给出最优的药液流速值，即控制信号。此信号经过输入——输出接口（8）来控制与接口连接的步进电机（9）的转速，由于机械输液装置（10）的滚动轴承（13）装在电机的轴端，因此，夹持在压块机构（12）及轴承之间的输液管（14）中的药液流速也就相应地由步进电机的转速来决定，并使具有该流速的药液由输液管注入生物体的静脉，控制生物体的血压，使血压值保持在期望的数值内。经过一个时间间隔（该时间间隔由CPU根据药物种类及生物类别来决定），再由血压传感器测量转换出生物体的血压，依照上述实施程序再次控制，以此连续实现有一定时间间隔的血压自动测量控制。当输液管中有气泡经过光敏元件（15）时，光敏元件（15）送出一个信号至蜂鸣喇叭（16），发出声音报警，同时停止输液，将气泡排出后，再继续输液。当由于某种原因，血压超出了允许范围时，也发出声音报警（与气泡报警的音频不同）。

本实用新型提供的血压自动测量控制仪，结构简单、易实现，它不干涉医生治疗方案，用药种类及药物浓度，血压期望值可由医生决定并可根据治疗需要随时改变，其控制范围比较广泛，能用于不同的医疗场合，各种药物、不同的降血压、升血压的目的，还能避免因控制量过大而引起的不良反映。鲁捧性保护策略使系统能够保持全局稳定，在血压期望值改变，人体模型突变或生理条件变化时，仍然能保持稳定控制，特别是用于具有强干扰和大时延的血压控制场合，该自动测控仪已经过动物实验和临床验证，其控制精度：1、100％时间内，兔子平均动脉压控制在期望值±10mmHg以内，94.5％时间内，在期望值±5mmHg以内；

2、100％时间内，人体血压控制在期望值±10mmHg以内，93.51％的时间内在期望值±5mmHg以内。另外，本自动控制仪有气泡报警，血压超出允许范围报警，可监视血压变化情况和药物的瞬时速度。有人与机对话功能，必要时，可进行人为干涉。

本实用新型可用作于临床病人血压监护，也可作为一般输液泵，根据指令，均匀给出药物。

作为本实用新型的扩展，将血压传感器换为其它生物变质的传感器，并修改一些控制参数，即可用作于其它生物变量的自动测量控制仪。

Claims (3)

1、一种由血压传感器(1)、弱信号放大器(2)、步进电机(9)、机械输液装置(10)构成的生物体血压自动测控仪，其特征在于还具有自动控制机构，并且血压传感器(1)、弱信号放大器(2)和步进电机(9)，机械输液装置(10)与自动控制机构及生物体连接构成闭环系统，所说的控制机构由A/D转换器(3)、中央处理单元(4)、存贮器(5)、输入健盘(6)、显示器(7)、输入-输出接口(8)联结构成。

2、根据权利要求1所述的血压自动测控仪，其特征在于自动控制机构的中央处理单元连接有血压超出控制范围的报警器，所说的报警器是一个蜂鸣喇叭（16）。

3、根据权利要求1所述的血压自动测控仪，其特征在于机械输液装置上还连接有气泡报警器，所说的报警器由光敏元件（15）及蜂鸣喇叭（16）构成。