CN206044616U - 一种提取无创血压柯氏音的电路及血压计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提取无创血压柯氏音的电路及血压计，包括：拾音器，提取原始柯氏音音频信号；第一高通滤波器，连接所述拾音器，用于滤除频率低于柯氏音的杂波；放大器，连接所述第一高通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；第一低通滤波器，连接所述放大器，用于防止柯氏音音频信号混叠；数字滤波器，连接所述第一低通滤波器，用于滤除受市电工频干扰的杂波，形成提取后柯氏音音频信号；第二低通滤波器，连接所述数字滤波器，用于平滑提取后柯氏音音频信号；功率放大器，连接所述第二低通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；扩音器，连接所述功率放大器，用于将柯氏音音频信号音量调大，以实现稳定地、高精度地提取柯氏音。

Description

一种提取无创血压柯氏音的电路及血压计

技术领域

本实用新型涉及一种柯氏音的提取电路及血压计，特别涉及一种提取无创血压柯氏音的电路及血压计。

背景技术

测量血压是预防卒中的重要方式。无创测血压的方法有听诊法（柯氏音法）和示波法（震荡波法），这两种方法各有优劣，柯氏音法测量较准确，但个体重复性差，震荡波法可重复性好，但测量有误差。目前，市场上大多数的上臂式电子血压计都是采用震荡波法由充气袖带、压力传感器、充气泵、排气阀、电源、控制电路等几个部件组成。

所谓柯氏音法，是一种利用柯氏音无创测量血压的方法。通常情况下，先增加静压直至动脉完全受阻（测不到柯氏音），然后逐步降压，测到的第一次柯氏音所对应的静压为收缩压，随着进一步降压，动脉血管呈完全阻闭、渐开、全开的变化过程，柯氏音的相应变化分为五相直至消失，消失之前测到的最后一次柯氏音所对应的静压为舒张压。

在使用柯氏音法血压计过程中，使用传统水银血压计受主观因素和医生的熟练程度不一样，两个医生对同一病人在短时间内听诊结果可能有10mm汞柱以上的差异。

而电子血压计，采用柯氏音法听脉搏音用电子拾音器来完成，设备判断方法与人工几乎相同。易受外界干扰，即外界的其他声音振动等都会影响测量准确度，不同人的脉搏强弱也对测量结果有一定影响。而且，各家的听诊法电子血压计算法原理不一样，也没有统一的比较方法，测量准确度也各不一样。

同时，音频放大电路涉及模拟信号的放大、滤波原理，会需要较复杂的电路设计和较多的电子元器件，例如运算放大器，一般会用到3到4个运算放大器，多的达到7，8个运算放大器。运算放大器为精密集成电路，其价格高于普通电子元器件，尤其是规模量产的时候，这是一笔不小的成本费用。而由多级运放组成的滤波器抗干扰能力较弱，影响最终的测量效果。

为了解决传统水银血压计或电子血压计存在的误差，同时解决现有电路成本费用较高的难题，需要设计一种不易受到外界干扰且成本合理的提取无创血压柯氏音的电路及血压计。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提取无创血压柯氏音的电路，该电路稳定性好、精度高、成本低，具体技术方案如下：

提取无创血压柯氏音的电路，如图1所示，包括拾音器MIC，提取原始柯氏音音频信号；

第一高通滤波器，连接所述拾音器MIC，用于滤除频率低于柯氏音的杂波；

放大器，连接所述第一高通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；

第一低通滤波器，连接所述放大器，用于防止柯氏音音频信号混叠；

数字滤波器，连接所述第一低通滤波器，用于滤除受市电工频干扰的杂波，形成提取后柯氏音音频信号；

第二低通滤波器，连接所述数字滤波器，用于平滑提取后柯氏音音频信号；

功率放大器，连接所述第二低通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；

扩音器，连接所述功率放大器，用于将柯氏音音频信号音量调大。

进一步，如图4所示，所述拾音器接地，所述拾音器MIC连接于血压计听诊器末端软管内部，所述拾音器连接直流偏置电阻R1，所述R1连接电源。

进一步，如图4所示，所述第一高通滤波器由电容C1、电阻R2、电阻R3组成，具有放大和滤波作用，使得低于频率f1=1/(2ΠR2C1)的柯氏音音频信号被滤除，同时使得柯氏音音频信号获得增益，增益倍数Gain=R3/R2。

进一步，如图4所示，所述放大器负极连接第一高通滤波器，正极连接基准电压REF，所述放大器连接有电源，所述放大器接地，所述放大器连接电容C3，电容C3接地。

进一步，如图4所示，所述第一低通滤波器由电容C4、电阻R4组成，C4接地，使得高于频率f4=1/(2ΠR4C4)的柯氏音音频信号被滤除，实现柯氏音的抗混叠。

进一步，如图1、图2所示，所述数字滤波器包括模数转换ADC采样单元，由微处理芯片执行，用于将柯氏音模拟信号转化为数字信号，形成采样数据x，作为IIR陷波单元的输入；IIR陷波单元，用于滤除市电工频干扰，形成陷波输出数据y；FIR带通滤波单元，用于滤除非柯氏音频率信号；数模转换DAC单元，用于将数字信号转化为模拟信号。

进一步，如图2、图3所示，所述IIR陷波单元由三组IIR陷波电路组成，分别用于滤除市电工频50Hz、150Hz、250Hz的干扰，每组IIR陷波电路的系数为[a0, a1, a2]、[b0,b1,b2]，输入的采样数据为[x0,x1,x2]，陷波后输出数据为[y0,y1, y2],陷波系数、输入和输出之间符合以下公式：

进一步，如图2、图3所示，所述FIR带通滤波单元为频率为20-300 Hz，进一步滤除非柯氏音频率的杂波，保存流经所述FIR带通滤波单元的柯氏音音频数据备用，方便计算机回放分析，便于日后查看、研究。

进一步，如图4所示，所述第二低通滤波器由电容C5、电阻R5组成，C5接地，用于平滑提取后柯氏音音频信号，所述第二低通滤波器的信号流经电容C2连接功率放大器，用于将柯氏音音频信号进一步增大。

本实用新型还提供一种血压计，采用所述的提取无创血压柯氏音的电路，使得该血压计测量精度高、稳定性好，具有较好的成本优势，同时减小了产品体积，非常适合应用到穿戴式设备上监测人体血压这种生命体征。

附图说明

图1是本实用新型的电路框图。

图2是本实用新型的数字滤波器框图。

图3是本实用新型的陷波框图。

图4是本实用新型的电路原理图。

图5是本实用新型提取后的柯氏音波形图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

实施例1

提取无创血压柯氏音的电路，如图1所示，包括拾音器MIC，拾音器接地，拾音器MIC连接于血压计听诊器末端软管内部，用于提取原始柯氏音音频信号，拾音器连接直流偏置电阻R1， R1连接电源；

如图4所示，第一高通滤波器，连接所述拾音器MIC，用于滤除频率低于柯氏音的杂波，第一高通滤波器由电容C1、电阻R2、电阻R3组成，具有放大和滤波作用，使得低于频率f1=1/(2ΠR2C1)的柯氏音音频信号被滤除，同时使得柯氏音音频信号获得增益，增益倍数Gain=R3/R2；

如图4所示，放大器连接第一高通滤波器，用于放大柯氏音音频信号，放大器负极连接第一高通滤波器，正极连接基准电压REF，放大器连接有电源，放大器接地，放大器连接电容C3，电容C3接地；

如图4所示，第一低通滤波器，连接放大器，用于防止柯氏音音频信号混叠，第一低通滤波器由电容C4、电阻R4组成，C4接地，使得高于频率f4=1/(2ΠR4C4)的柯氏音音频信号被滤除，实现柯氏音的抗混叠；

如图1、图2所示，数字滤波器，连接第一低通滤波器，用于滤除受市电工频干扰的杂波，形成提取后柯氏音音频信号，数字滤波器包括模数转换ADC采样单元，由微处理芯片执行，用于将柯氏音模拟信号转化为数字信号，形成采样数据[x0,x1,x2]，作为IIR陷波单元的输入；三组IIR陷波，用于滤除市电工频干扰，每组IIR陷波电路的系数为[a0, a1,a2]、[b0,b1,b2]，形成陷波输出数据[y0,y1, y2]；FIR带通滤波单元，频率为20-300 Hz，进一步滤除非柯氏音频率的杂波，保存流经所述FIR带通滤波单元的柯氏音音频数据备用，方便计算机回放分析，便于日后查看、研究；数模转换DAC单元，用于将数字信号转化为模拟信号。

陷波系数、输入和输出之间符合以下公式：

如图1、图4所示，第二低通滤波器，连接数字滤波器，用于平滑提取后柯氏音音频信号，由电容C5、电阻R5组成，C5接地，第二低通滤波器的信号流经电容C2连接功率放大器，用于将柯氏音音频信号进一步增大；

如图1所示，功率放大器，连接第二低通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；

如图1所示，扩音器，连接功率放大器，用于将柯氏音音频信号音量调大。

如图5所示，为本实用新型电路所提取的柯氏音波形图。

本实用新型还提供一种血压计，采用所述的提取无创血压柯氏音的电路，使得该血压计测量精度高、稳定性好，具有较好的成本优势，同时减小了产品体积，非常适合应用到穿戴式设备上监测人体血压这种生命体征。

Claims (10)

1.一种提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，包括：

拾音器，提取原始柯氏音音频信号；

第一高通滤波器，连接所述拾音器，用于滤除频率低于柯氏音的杂波；

放大器，连接所述第一高通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；

第一低通滤波器，连接所述放大器，用于防止柯氏音音频信号混叠；

数字滤波器，连接所述第一低通滤波器，用于滤除受市电工频干扰的杂波，形成提取后柯氏音音频信号；

第二低通滤波器，连接所述数字滤波器，用于平滑提取后柯氏音音频信号；

功率放大器，连接所述第二低通滤波器，用于放大柯氏音音频信号；

扩音器，连接所述功率放大器，用于将柯氏音音频信号音量调大。

2.如权利要求1所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述拾音器接地，所述拾音器连接于血压计听诊器末端软管内部，所述拾音器连接直流偏置电阻R1，所述R1连接电源。

3.如权利要求1所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述第一高通滤波器由电容C1、电阻R2、电阻R3组成，具有放大和滤波作用。

4.如权利要求1所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述放大器负极连接第一高通滤波器，正极连接基准电压，所述放大器连接有电源，所述放大器接地，所述放大器连接电容C3，电容C3接地。

5.如权利要求1所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述第一低通滤波器由电容C4、电阻R4组成，C4接地。

6.如权利要求1所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述数字滤波器包括模数转换ADC采样单元，由微处理芯片执行，用于将柯氏音模拟信号转化为数字信号，并对数字信号进行采样；IIR陷波单元，用于滤除市电工频干扰；FIR带通滤波单元，用于滤除非柯氏音频率信号；数模转换DAC单元，用于将数字信号转化为模拟信号。

7.如权利要求6所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述IIR陷波单元由三组IIR陷波电路组成，分别用于滤除市电工频50Hz、150Hz、250Hz的干扰。

8.如权利要求6所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述FIR带通滤波单元为频率为20-300 Hz，保存流经所述FIR带通滤波单元的柯氏音音频数据备用。

9.如权利要求1所述的提取无创血压柯氏音的电路，其特征在于，所述第二低通滤波器由电容C5、电阻R5组成，C5接地，所述第二低通滤波器的信号流经电容C2连接功率放大器。

10.一种血压计，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的提取无创血压柯氏音的电路。