CN205197978U

CN205197978U - 一种个体化血压无创检测装置

Info

Publication number: CN205197978U
Application number: CN201520878478.4U
Authority: CN
Inventors: 陈龙聪; 熊兴良; 刘改琴; 张应举
Original assignee: Chongqing Medical University
Current assignee: Chongqing Medical University
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2025-11-06

Abstract

本实用新型公开了一种个性化在体血压实时无创检测装置，属于血压测量技术领域。该装置，包含光学血压采集模块和电子血压采集模块及供电单元，光学血压采集模块与电子血压采集模块连接；所述光学血压采集模块包括微处理器控制单元、高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元、光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II及接口单元；所述电子血压采集模块包括充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I。本实用新型可大大减少利用脉搏波方法的个体差异的影响，提高血压的测量精度，能真正实现血压的无创在体实时连续检测。

Description

一种个体化血压无创检测装置

技术领域

本实用新型涉及血压测量技术领域，特别涉及一种个体化血压无创检测装置。

背景技术

现有的测量高血压的方法主要为气带充放气法和光学检测脉搏波法。其中，气带充放气法，即定时对气带充放气，根据气带中气压的脉动情况计算出相应的血压(舒张压、收缩压及平均血压)，从而进行实现血压的动态监测。该方法的缺点在于：无法真正实现实时在体血压的监测，因为对气带的充放气需时间，且在实际充气压力的变化会给人体产生一定的影响，如人在睡觉时根本无法用该方法。目前除了该方法外，还没有其它的方法可用于实际或临床，所以该方法已得到医生和患者的认可，也得到了广泛的应用。而光学检测脉搏波的方法，即利用红外光通过手指后，接收其透过光强，从而获取脉搏的搏动情况，即脉搏波，然后分析脉搏波的波形或频谱情况得出其被测者的血压(舒张压、收缩压及平均血压)。该方法的缺点在于由于其本身的个体差异太大，目前还没有该方法的血压计面市，但该方方法可以实现实时在体无创连续检测。

基于上述两种方法各自的优点，本专利提出一种将气带充气方法和光学检测脉搏波方法相结合的一种个性化在体血压实时无创检测装置，一方面可以大大减少个体差异的影响，另外一方面可以真正实现血压的在体实时连续检测，可广泛用于临床上的血压检测和家庭血压检测等，具有很好的应用前景和广阔的市场。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于多波长在手指或耳垂处相应脉搏波、体温、环境温度、电子血压模块等的个性化血压实时无创检测装置，便于对高血压患者血压的实时连续检测，有利于对高血压患者的血压实施在体实时的监测、指导用药和治疗效果的评估等。

本实用新型的目的依靠以下技术手段实现：

一种个体化血压无创检测装置，包含光学血压采集模块和电子血压采集模块及供电单元，光学血压采集模块与电子血压采集模块连接；所述光学血压采集模块包括微处理器控制单元、高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元、光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II及接口单元；所述电子血压采集模块包括充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I。

进一步的，所述高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、数控放大单元II及接口单元与微处理器控制单元均直接连接；所述滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元顺次连接；所述光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II顺次连接。

进一步的，所述充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I依次连接；所述充放气控制单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I均与接口单元连接。

进一步的，所述微处理器控制单元包含微处理器STM32F415RG及其外围电路；

进一步的，所述数控放大器单元II包含可编程增益放大器PGA113及其外围电路。

进一步的，所述微处理器STM32F415RG及其外围电路为：节点SolVoltOut和ChargeOut、RefVoltln分别与充放气控制单元的输入节点和高精度参考电压单元输出节点相连；LEDVoltOut节点与滤波处理单元II相连；ECMVoltageIn、OPMVoltageIn与滤波处理单元I、数控放大单元II的输出节点相连；节点BTempVin、CTempVin与高精度温度传感单元输出节点相连；节点PGA113CS_I、PGA113DIO_I、PGA113SCLK_I、节点PGA113CS_II、PGA113DIO_II、PGA113SCLK_II分别与数控放大单元I和数控放大单元II中对应节点相连；节点BFRX、BFTX、BFINT分别与蓝牙无线收发单元中的对应节点相连；节点DD0---DD7、LCD_DI、LCD_RW、LCD_E、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_REST、LCD_Control、TCS、TDOUT、TDIN、TCLK、TBUSY、TPENIRQ分别与触摸式LCD液晶显示单元中对应节点相连；接口ISP与外部串口相连；蜂鸣器Buzz在微处理器STM32F415RG的控制下，实现有按键按下时发出提示音；接口Boot与外部连接，用于控制微处理器STM32F415RG在上电后是进入运行状态还是编程状态；节点ASSel0、ASSel1、ASSel2分别与模拟选择器单元中的对应节点相连；供电节点AV3.3、DV3.3、DGND、AGND分别与供电单元中的高精度电源3.0V、模拟电源3.3V、数字电源3.3V、数字地、模拟地相连，为该单元提供工作电源。

进一步的，可编程增益放大器PGA113及外围电路为：节点PGA113CS_II、PGA113DIO_II、PGA113SCLK_II分别与微处理器控制单元中对应节点相连；节点RefVoltIn与高精度参考电压输出单元中的对应节点相连；节点AVFilterOut与滤波处理单元III对应节点相连；节点OPMVoltageIn与微处理器控制单元对应的输入节点相连；供电节点AV3.3、DV3.3、AGND、DGND分别与供电单元中的模拟电源3.3V、数字电源3.3V、模拟地、数字地相连，为该单元提供工作电源。

有益效果：本实用新型可大大减少利用脉搏波方法的个体差异的影响，提高血压的测量精度，能真正实现血压的无创在体实时连续检测。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型个体化在体血压实时无创检测装置原理框图；

图2为微处理器STM32F415RG和相应的外围电路；

图3为可编程增益放大器PGA113及外围电路。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型一种回转窑辐射热利用装置的整体结构示意图，如图所示：

所述高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、数控放大单元II及接口单元与微处理器控制单元均直接连接；所述滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元顺次连接；所述光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II顺次连接。

所述充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I依次连接；所述充放气控制单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I均与接口单元连接。

微处理器控制单元主要实现各种控制和计算；高精度参考电压单元主要为模数转换的修正提供一个高精度的参考电压；高精度温度传感单元主要利用温度传感器，分别输出与体温及环境温度成比例的电压，并送入微处理器单元实现对体温及环境温度测量，用于温度补偿；无线收发单元主要通过蓝牙或WiFi无线模块与其它设备如手机、电脑等实现通讯；触摸式LCD液晶显示单元主要实现各种输入和各种信息的显示；滤波处理单元II是一个低通滤波器，主要对实现D/A转换的输出进行滤波，得到行对稳定的可控的电压；模拟选择器单元主要有一入八出的模拟选择器构成，实现将控制电压送入到下单元中对应波长的LED灯的亮度控制端；LED驱动及LED单元主要有电压电流转换电路、不同波长的光组成，实现对不同波长的LED灯的驱动；光敏元件及前级放大器单元主要有光敏器件和高精度放大器构成，将通过手指的透射光强转化为成比例的电压输出；滤波处理单元III主要有低通滤波电路和50Hz陷波电路构成，实现滤除各种干扰信号的功能；数控放大单元II主要有可编程的数控放大器组成，实现对不同波长光的透射光强的高精度测量；接口单元主要实现电子血压采集模块和光学血压采集模块的连接，方便将电子血压采集模块拔出，实用更方便。

本实用新型在具体实施时，光学电压采集模块一方面利用微处理器控制单元内带的D/A转换，经滤波处理单元II进行低通滤波后输出数字可调节电压，再经过一入多出的模拟选择器单元，其输出后经过跟随器后，送入到电压电流转换电路，以恒流的方式控制实现不同波长的LED灯发出可控强度的光。在微处理器控制单元的作用下，不同波长的LED灯依次被点亮，经指尖或耳垂后利用光敏传感器将透射光强转换为电压或电流，通过前级放大、滤波、数控放大后，送入到微处理器控制单元内带的A/D转换，实现脉搏波信号的采集，并提取获得相应的特征参数及其他信息。

另外一方面，在微处理器控制单元的作用下，利用外部的温度传感器获取体温和环境温度，并利用外部高精度参考电压单元经A/D转换的值、微处理器设定的不同放大倍数下的基准值和线性修正值对结果进行修正，进而进一步高测量的精度。

另外，在微处理器控制单元的作用下还可实现数据的保存、结果的显示，并可通过无线收发单元的蓝牙或WiFi传送测量结果等信息。

电子血压采集模块的充放气控制单元主要是在微处理器控制单元作用下，输出控制信号控制电磁阀的开口大小控制放气的速度以及控制充气泵实现充气；气带及压力传感器单元主要由气带和放置在其内的压力传感器组成，通过压力传感器获取气带内的压力情况；数控放大器I单元主要在微处理器控制单元作用下，根据输入电压的大小选择相应的放大倍数；滤波处理单元主要滤除高频干扰，以提高测量精度。电子血压采集模块主要可以实现在微处理器控制单元的作用下，控制气带的放气速度，同时通过压力传感器检测气带内的压力变化，经数控放大、滤波后送入微处理器控制单元内带的A/D转换，实现将其电压转换为对应的数字值，同时利用外部高精度参考电压经A/D转换的值、微处理器控制单元设定的不同放大倍数下的基准值和线性修正值对结果进行修正，进而得出精确的脉搏波电压值的变化情况，通过微处理器控制单元分析后得出相应的特征血压。

另外，还有供电单元主要为光学血压采集模块和电子血压采集模块各部分提供相应的电源电压，以保障各部分的正常工作。

该装置整体工作主要在微处理器控制单元的作用下，从触摸式LCD获取用户信息，通过微处理器控制各单元实现血压的测量，以及测量结果的保存、发送、显示等。

所述微处理器控制单元包含32位微处理器STM32F415RG。如图2所示，微处理器STM32F415RG和相应的外围电路为：节点SolVoltOut和ChargeOut、RefVoltln分别与充放气控制单元的输入节点和高精度参考电压单元输出节点相连；LEDVoltOut节点与滤波处理单元II相连；ECMVoltageIn、OPMVoltageIn与滤波处理单元I、数控放大单元II的输出节点相连；节点BTempVin、CTempVin与高精度温度传感单元的对应输出节点相连；节点PGA113CS_I、PGA113DIO_I、PGA113SCLK_I、节点PGA113CS_II、PGA113DIO_II、PGA113SCLK_II分别与数控放大单元I和数控放大单元II中对应节点相连；节点BFRX、BFTX、BFINT分别与蓝牙无线收发单元中的对应节点相连；节点DD0---DD7、LCD_DI、LCD_RW、LCD_E、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_REST、LCD_Control、TCS、TDOUT、TDIN、TCLK、TBUSY、TPENIRQ分别与触摸式LCD液晶显示单元中对应节点相连；接口ISP与外部串口相连，用于微处理器的编程；蜂鸣器Buzz在微处理器的控制下，实现有按键按下时发出提示音；接口Boot与外部连接，用于控制微处理器在上电后是进入运行状态还是编程状态；节点ASSel0、ASSel1、ASSel2分别与模拟选择器单元中的对应节点相连；供电节点AV3.3、DV3.3、DGND、AGND分别与供电单元中的高精度电源3.0V、模拟电源3.3V、数字电源3.3V、数字地、模拟地相连，为该单元提供工作电源。

所述数控放大器单元II包含可编程增益放大器PGA113。如图3所示，可编程增益放大器PGA113及外围电路为节点PGA113CS_II、PGA113DIO_II、PGA113SCLK_II分别与微处理器控制单元中对应节点相连；节点RefVoltln与高精度参考电压输出单元中的对应节点相连；节点AVFilterOut与滤波处理单元III对应节点相连；节点OPMVoltageIn与微处理器控制单元对应的输入节点相连；供电节点AV3.3、DV3.3、AGND、DGND分别与供电单元中的模拟电源3.3V、数字电源3.3V、模拟地、数字地相连，为该单元提供工作电源。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：包含光学血压采集模块和电子血压采集模块及供电单元，光学血压采集模块与电子血压采集模块连接；所述光学血压采集模块包括微处理器控制单元、高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元、光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II及接口单元；所述电子血压采集模块包括充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I。

2.如权利要求1所述的一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：所述高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、数控放大单元II及接口单元与微处理器控制单元均直接连接；所述滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元顺次连接；所述光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II顺次连接。

3.如权利要求2所述的一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：所述充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I依次连接；所述充放气控制单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I均与接口单元连接。

4.如权利要求3所述的一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：所述微处理器控制单元包含微处理器STM32F415RG及其外围电路。

5.如权利要求3所述的一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：所述数控放大器单元II包含可编程增益放大器PGA113及其外围电路。

6.如权利要求4所述的一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：所述微处理器STM32F415RG及其外围电路为：节点SolVoltOut和ChargeOut、RefVoltIn分别与充放气控制单元的输入节点和高精度参考电压单元输出节点相连；LEDVoltOut节点与滤波处理单元II相连；ECMVoltageIn、OPMVoltageIn与滤波处理单元I、数控放大单元II的输出节点相连；节点BTempVin、CTempVin与高精度温度传感单元输出节点相连；节点PGA113CS_I、PGA113DIO_I、PGA113SCLK_I、节点PGA113CS_II、PGA113DIO_II、PGA113SCLK_II分别与数控放大单元I和数控放大单元II中对应节点相连；节点BFRX、BFTX、BFINT分别与蓝牙无线收发单元中的对应节点相连；节点DD0---DD7、LCD_DI、LCD_RW、LCD_E、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_REST、LCD_Control、TCS、TDOUT、TDIN、TCLK、TBUSY、TPENIRQ分别与触摸式LCD液晶显示单元中对应节点相连；接口ISP与外部串口相连；蜂鸣器Buzz在微处理器STM32F415RG的控制下，实现有按键按下时发出提示音；接口Boot与外部连接，用于控制微处理器STM32F415RG在上电后是进入运行状态还是编程状态；节点ASSel0、ASSel1、ASSel2分别与模拟选择器单元中的对应节点相连；供电节点AV3.3、DV3.3、DGND、AGND分别与供电单元中的高精度电源3.0V、模拟电源3.3V、数字电源3.3V、数字地、模拟地相连，为该单元提供工作电源。

7.如权利要求5所述的一种个体化血压无创检测装置，其特征在于：可编程增益放大器PGA113及外围电路为：节点PGA113CS_II、PGA113DIO_II、PGA113SCLK_II分别与微处理器控制单元中对应节点相连；节点RefVoltIn与高精度参考电压输出单元中的对应节点相连；节点AVFilterOut与滤波处理单元III对应节点相连；节点OPMVoltageIn与微处理器控制单元对应的输入节点相连；供电节点AV3.3、DV3.3、AGND、DGND分别与供电单元中的模拟电源3.3V、数字电源3.3V、模拟地、数字地相连，为该单元提供工作电源。