CN2103827U - 血压监测手表 - Google Patents

Abstract

血压监测手表是高血压患者或需监测血压的使 用者专用手表。除一般电子表的计时、报时等功能 外，表带上设有挠动脉脉搏信号采集器，采集器与表 壳内的单片机CPU相连。脉搏信号经前置放大， A/D转换后，送CPU按程序处理，再经双门限比较 与越阀值管理，在显示屏上显示被测人血压值，当其 超过预定值时，将以灯光或蜂呜器报警。本设计给电 子表增加了专门功能，可随身长期携带，连续自动监 视血压，测值准确并有报警功能。

Description

本实用新型涉及一种多功能手表，特别是一种设置有血压监测装置的手表。

目前的电子手表（或称石英表）功能齐全、可作报时、计算、记忆以及播放音乐等等。但这些功能只涉及了健康人的日常生活所需。对于各类高血压症患者来说，更需要的是增加自动连续监测血压的功能，以弥补传统血压计使用不便、无法连续测压、更难以增加显示、报警功能等缺点。现市售电子表均未设置这类监测血压装置。

本实用新型的任务是提供一种新的电子手表，它除电子表原有的报时等功能以外，还能自动地连续测量血压，自动显示数值，并应设有血压予定值的输入装置，在血压超过予定值时，能用灯光或音响报警。

本实用新型方案如下：在电子表的表带上，增设一个脉博数据采集器，该采集器可以是半导体应变片、或其它压力传感器或容积传感器等组成。在表壳内，设置一只单片机（例如Z－80、CDP－1802或其它专用芯片），采用相应的软件处理采集器输入的数据。脉博数据采集器的导线（可设在表带内）接表壳内的前置放大电路，经A／D转换器接CPU数据总线。电子表芯的晶体振荡器经分频电路接CPU。CPU输出接驱动器，再接显示器（例如液晶显示屏或数码管）与蜂鸣器或灯泡。表面盘上的键盘或按钮经I／O接口接CPU。处理程序为：采集器采集挠动脉脉博波特征参考点数据（以各点的导数值、曲率值确定各点的x、y坐标值），经前置放大电路放大并整波形为方波后，经A／D转换直接挂在数据总线上。系统的时基采用电子表机芯的晶体振荡、分频后的标频，通过I／O接口设置初始时间。该系统配备专门的地址译码器，为ROM，RAM以及所有接口提供分配地址。电子表面盘上的键盘或表侧的按钮，作为输入键盘，可打入或修改血压予定值。CPU分析脉博波群并换算出血压值后，经驱动器在表面盘上显示血压数值。同时将该数值与予定值比较（即越阀管理），超出予定值时即经驱动器作灯光或音响（蜂鸣器）报警。对于体积较小的表壳，CPU与外围电路等元器件或其中的一部分，可另设外壳，存放在被测者的衣袋内，以导线与表壳内的部分相连。

本实用新型可由被测人随身携带，连续监测脉博信号并分析处理转换为血压值，由显示器显示并在其超出予定值时由报警器报警。本设计为高血压病患者提供了有专用功能的电子表并解决了传统血压计不能连续检测，使用不便，测量精度不够以及无法扩展出报警功能等弊病，对脉博中特定波形的监测还可在出现急性心梗前兆时报警。为医护监测工作提供了有效工具。

现结合附图与实施例进一步说明：

图1为本实用新型电路原理图；

图2为实施例中传感器设置示意图；

图3为实施例2外观结构图；

图4为脉博信号采样曲线。

参照图1：脉博信号PS进入予处理器（1），经PS信号检测器（2）与PS入口（3）接数据总线，予处理器同时经A／D转换器接总线。EPRON与报警器等外围电路均设在表壳内。液晶显示屏与原电子表时间显示盘为同一块显示屏。表面上设置微型输入键盘以设置初始时间和键入血压予定值。本实施例工作过程如下：

脉博包含着血管内压、容积、位移和管壁吸力等多种物理量变化，本实施例采用″半导体压阻式应变片传感器″检测桡动脉的脉博信号。参照图4：P为对壳体施加的外压力，F₀为取压头所受到的血管反作用力，△F为血管搏动作用到取压头上的变动力；悬臂梁在F₀和△F作用下，其自由端发生的位移分别为S和△S。悬臂梁的变形引起粘贴于其上的半导体压阻应变片的电阻变化。扩散在应变片上的压阻电桥的输出经放大后，便得到反应脉博压力搏动的电压输出△U。图4中U₀为对应于血管外加压力的直流电压成份。该信号进入前置放大电路进行放大、整波形。该电路主要由射极跟随器，线性放大器，滤波器和限幅器等四个部分组成。放大部分为一般阻容耦合放大电路，因脉博波的频率比较低所以阻容耦合取较大的RC常数。为了消除信号源（传感器）内阻的影响，以及实现与后继电压放大级间阻抗的匹配，由三级管组成两极直接耦合级连跟随器。结合电容的正反馈，提高了两级的总电流放大倍数，从而进一步提高跟随器的较大阻抗。由半导体应变片压感器传来的微弱脉博信号，经跟随器阻抗变换后，经电容C₃送给先通线性放大器。在进入放大器之前，先通过并联反接双二极管限幅电路。在这里，由于前面跟随器不作电压放大，因而脉博信号基本还是毫伏或几十毫伏数量级，所以双二极管对它毫无影响；而对较强的干扰信号，则予以削弱到0.3V左右。通过放大后，较强的脉博信号经电容耦合出去，供显示等使用。以上经线性放大后的信号，再经场效应管和电阻、电容有源滤波器，作Q值很高的带通选频滤波，从而对脉博信号作整形，去干扰和低频波，加速波形的上升，下降沿，提高徒度。从滤波器整形出来的脉博波，进入二级相连的限幅比较电路，这些电路对脉博波作进一步的整形。由于这样两次限幅放大，不断增加了波形边沿的陡度，使得出信号基本可看成方波，幅度有±10伏（V）左右，由限幅比较电路输出近似方波，到达一个单稳定脉宽，逻幅度整形电路，输出脉宽定时负脉冲方波，再耦合到二级共射脉冲放大器放大后输出。再由脉宽定时器输出为负脉冲方波通过耦合到锯齿波发生器，进行周期（时间宽度）的电压转换，即将脉冲之间的间隔（周期T）变成和时间宽度成正比的锯齿波终点电压幅度V_TO。脉博信号的鉴别：1、三电位式双限幅比较电路：该电路输出有三种鉴别标志状态，即：高电位，低电位，零电位。若以正弦波通过比较器后的输出为三态方波波形，这里的基准（上、下限）电压E_ms、E_mx分别为：

E_ms＝V_R＋R_I／R_O（E－V_O），E_mx＝V_R－R₁／R（E－V_O）

式中，V_O为二极管正向压降，这样通过R₁、R和V_R的改变可以得到我们所需的上、下门限电压（E_ms、E_mx），作为比较的基准，以正负、零电位三种状态表达鉴别标志。

脉博信号的时间阀值鉴别除用与门时间宽度比较方法，还可通过时间－电压转换技术获得。也可将基准时间宽度直接等效地转为基准电压。以上电压，时间的比较鉴别，还可以将十进制模拟信息幅度电压转为二进制（A／D），而后用二进制电路作比较，如门逻辑数字比较器″异或″，门逻辑数字比较器等，进行更精确地比较鉴别。迟滞比较器：在双门限比较电路中，输入稍超过基准E_m时，即有高位输出；当输入偏移到小于E_m时，即有低位输出，这样输入在E_m附近漂移时，比较器的输出不断在高、低电位来回翻转。当使用迟滞比较器时，微小的U_ac减少，输出U_ac是无法回到低电位的。要将U_ac（很大的减少）退到＜E_mx时，U_ac输出才能翻转到低电位。这么大的变化，就不是″漂移″，而是真实的波形下降。阀值管理电路：1、鉴别标志方式：由双限三态比较器输出上限上，下限下，下限上三态方波，此便于阀值管理，故无需附加整形电路。2、越阀值报警管理：（1）声光报警：当血压监测值超过上限／低于下限／或超过下限时，比较电路发出鉴别标志信号，触发驱动器使发光二极管闪亮和（或通过微型继电器）触发微型蜂音器工作。（2）数字显示：显示器以液晶显示器制做。RAM配有专门的地址译码器，为其提供地址（4）。时间信号CP经采集器（5）与数据总线相连。CPU输出的PS特征参数（6）按EPROM提供的分析程序（7）处理，经双门限比较电路（8）后，输入越阀值管理电路（9），然后分别送显示器（10）与报警系统［11］。

实施例1、参照图2：在普通电子表表带［12］上固定一个PS信号采集器［13］，该采集器由四只电阻构成的电桥及半导体应变片（压力传感器）组成，其输出线固定在表带内，接表壳里的机芯。在表壳内除电子表机芯外，设置一只专用芯片构成的单片机，6K字节EPROM存放应用程序，8K字节RAM供单元和存放数据用。信号予处理电路（前置放大器），A／D转换器，双门限比较电路，越阀值管理电路与驱动器，声光报警器等均设在表壳内。

实施例2：基本装置同实施例1，但为分体式结构。参照图3：电子表机芯［14］，驱动器［15］、蜂鸣器［16］、发光二极管［17］、选通开关［18］与电源［19］均安装在电子表壳［20］内，而予处理器（1）与CPU、A／D、AB、DB、CP、RAM、EPROM等均固定在另一壳体［21］内，两者以导线相连。

Claims (4)

1、一种血压监测手表，由电子表表芯与表壳组成，其特征是在表带上设置有脉博数据采集器，同时设置有单片机CPU，采集器接前置放大器，经A/D转换器接CPU数据总线，电子表芯的晶体振荡经分频电路接CPU，CPU输出经驱动器接显示器与蜂鸣器或发光二极管，表壳外的键盘或按钮经I/O接口接CPU。

2、按照权利要求1所述的血压监测手表，其特征是所说的脉博数据采集器为半导体应变片。

3、按照权利要求1或2所述的血压监测手表，其特征是所说的CPU及其外围电路均设置在手表壳内。

4、按照权利要求1或2所述的血压测手表，其特征是所说的  CPU及其外围电路，一部分设置在手表壳内，另一部分设置在另一壳体内，两部分以导线相连。

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