CN217338560U - 一种基于示波法的无创血压计检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于示波法的无创血压计检测装置，包括脉搏波发生机构、气动机构和微控制器，脉搏波发生机构包括方形气缸，方形气缸内壁上密封滑动连接有活塞，活塞外端螺纹连接有螺纹连杆，螺纹连杆外端与步进电机的电机轴连接，方形气缸远离活塞的端壁设有前面板接口，前面板接口通过管路用于与被测无创血压计及袖带连接，气动机构包括气泵和第一电磁阀，气泵进气口通过管路与外部气源连通，气泵出气口通过管路与方形气缸侧壁连通，第一电磁阀入口通过管路与方形气缸侧壁连通，第一电磁阀出口作为泄气口，步进电机、气泵和第一电磁阀分别与微控制器电连接。本申请能实现对无创血压计静态压力测量范围、示值误差、气密性和动态性能进行检测。

Description

一种基于示波法的无创血压计检测装置

技术领域

本实用新型涉及计量检测技术领域，具体涉及一种基于示波法的无创血压计检测装置。

背景技术

血压是人体生命体征的重要参数，是反映血流动力学状态的最主要的指标之一，通过测量人体血压，即收缩压和舒张压，能够监测人体心血管系统功能，发现高血压和低血压等异常情况，是疾病发现、诊断、治疗、康复和预防的重要依据。无创血压测量就是采用袖带和压力传感器间接无创测量血压，其中基于示波法即测量阻塞袖带中的振荡波来实现动脉血压测量的无创自动测量血压计因其操作容易、示值直观等特点被广泛应用于医院和家庭日常护理。无创血压计属于二类医疗器械，其示值是否准确，测量能力是否满足医疗实践，质量是否可靠，将会直接影响到诊断治疗，甚至危及到患者身体健康和生命安全。JJG692—2010《无创自动测量血压计检定规程》对无创血压计静态和动态计量性能提出了明确要求，然而如何对无创血压计的静态和动态计量性能进行检测，成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有无创血压计的静态和动态计量性能如何进行检测的技术问题，本实用新型提供一种基于示波法的无创血压计检测装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种基于示波法的无创血压计检测装置，包括脉搏波发生机构、气动机构和微控制器，所述脉搏波发生机构包括方形气缸，所述方形气缸内壁上密封滑动连接有活塞，所述活塞的外端螺纹连接有螺纹连杆，所述螺纹连杆的外端与步进电机的电机轴固定连接，所述方形气缸远离活塞的端壁设有前面板接口，所述前面板接口通过管路用于与被测无创血压计及袖带连接；所述气动机构包括气泵和第一电磁阀，所述气泵的进气口通过管路与外部气源连通，所述气泵的出气口通过管路与方形气缸侧壁连通，所述第一电磁阀的入口通过管路与方形气缸侧壁连通，所述第一电磁阀的出口作为泄气口；所述步进电机、气泵和第一电磁阀分别与微控制器电连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于示波法的无创血压计检测装置使用时，首先将被测无创血压计及其袖带通过管路如软管与方形气缸上的前面板接口连接，并将袖带捆扎在相应尺寸的金属容器上；接着微控制器控制第一电磁阀关闭气泵启动，通过气泵给整个气路充气，当达到目标压力后关闭气泵并保持压力，此时读取被测无创血压计稳定后的示值，用该示值与设定值比较即可判断静态压力示值误差，选取设置不同的测量点可以检测被测无创血压计的静态压力测量范围；之后按照前述判断静态压力示值误差中在读取被测无创血压计稳定后的示值后，五分钟后再次读取被测无创血压计稳定后的示值，两次示值的压力差则反映了被测无创血压计的气密性；然后微控制器控制步进电机启动，步进电机通过螺纹连杆带动活塞在方形气缸内作往复运动，活塞的往复运动会使方形气缸内的压力发生连续变化，从而改变整个气路系统的压力，进而产生压力振荡波即人工脉搏波，人工脉搏波波形是由步进电机有规律地挤压密闭气腔而生成压力波波形来表现，单个人工脉搏波的周期与设置的脉率一致，脉搏波的幅度(振荡波的幅度)由活塞运动的幅度、气路系统静压力、气体量等因素决定，活塞运动的幅度与步进电机的单次行程长度直接相关，行程越长活塞挤压气腔效果越强，模拟出的脉搏波的振幅越大，人工脉搏波主要由脉搏波的振幅变化和单一脉搏波的形状来确定，其中振幅的变化遵循人体血压脉搏波包络线轨迹，将平均压示值处的脉搏波振幅设为1，收缩压和舒张压处的脉搏波振幅相应的系数值通过查表获得，不同血压值对应不同的脉搏波包络线，且每一个有效袖带压力对应的脉搏波的振幅是不同的，进而通过血压包络线复现人体动脉脉搏波来实现对被测无创血压计动态性能的测量；同时，传统的血压模拟方案采用的是脉搏波形对称模拟，未能准确的反映波形特性特别是下降波形，而本无创血压模拟器即脉搏波发生机构能完整的复现人体脉搏波波形特征。

进一步，所述螺纹连杆上设有与微控制器电连接用于实时测量活塞位移量的位移传感器。

进一步，所述步进电机采用阿美泰克海顿A05混合式直线步进电机。

进一步，所述前面板接口通过管路上安装连接的三通接头与被测无创血压计及袖带连接。

进一步，所述气动机构还包括与微控制器电连接的第二电磁阀，所述第二电磁阀的入口通过管路与方形气缸侧壁连通，所述第二电磁阀的出口连接有内置袖带。

进一步，所述气泵的进气管路上连接有过滤器，所述气泵的出气管路上连接有单向阀。

附图说明

图1是本实用新型提供的基于示波法的无创血压计检测装置结构示意图。

图中，1、脉搏波发生机构；11、方形气缸；12、活塞；13、螺纹连杆；14、步进电机；15、前面板接口；16、位移传感器；17、三通接头；2、气动机构；21、气泵；22、第一电磁阀；23、泄气口；24、第二电磁阀；25、内置袖带；26、过滤器；27、单向阀；3、微控制器；100、被测无创血压计；200、袖带。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1所示，本实用新型提供一种基于示波法的无创血压计检测装置，包括脉搏波发生机构1、气动机构2和微控制器3，所述脉搏波发生机构1包括方形气缸11，所述方形气缸11内壁上密封滑动连接有活塞12，所述活塞12的外端螺纹连接有螺纹连杆13，所述螺纹连杆13的外端与步进电机14的电机轴固定连接，所述方形气缸11远离活塞12的端壁设有前面板接口15，所述前面板接口15通过管路如软管用于与被测无创血压计100及袖带200连接；所述气动机构2包括气泵21和第一电磁阀22，所述气泵21的进气口通过管路与外部气源连通，所述气泵21的出气口通过管路与方形气缸11侧壁连通，所述第一电磁阀22的入口通过管路与方形气缸11侧壁连通，所述第一电磁阀22的出口作为泄气口23，所述泄气口23用于检测完毕后将整个气路中的气体泄至外界；所述步进电机14、气泵21和第一电磁22阀分别与微控制器3电连接，所述控制器3用于对步进电机14、气泵21和第一电磁22进行启停控制，所述微控制器3具体可以通过现有的步进电机驱动器与步进电机14电连接，进而通过控制步进电机14的旋转方向和旋转角度来控制活塞12运动。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于示波法的无创血压计检测装置使用时，首先将被测无创血压计及其袖带通过管路如软管与方形气缸上的前面板接口连接，并将袖带捆扎在相应尺寸的金属容器上；接着微控制器控制第一电磁阀关闭气泵启动，通过气泵给整个气路充气，当达到目标压力后关闭气泵并保持压力，此时读取被测无创血压计稳定后的示值，用该示值与设定值比较即可判断静态压力示值误差，选取设置不同的测量点可以检测被测无创血压计的静态压力测量范围；之后按照前述判断静态压力示值误差中在读取被测无创血压计稳定后的示值后，五分钟后再次读取被测无创血压计稳定后的示值，两次示值的压力差则反映了被测无创血压计的气密性；然后微控制器控制步进电机启动，步进电机通过螺纹连杆带动活塞在方形气缸内作往复运动，活塞的往复运动会使方形气缸内的压力发生连续变化，从而改变整个气路系统的压力，进而产生压力振荡波即人工脉搏波，人工脉搏波波形是由步进电机有规律地挤压密闭气腔而生成压力波波形来表现，单个人工脉搏波的周期与设置的脉率一致，脉搏波的幅度(振荡波的幅度)由活塞运动的幅度、气路系统静压力、气体量等因素决定，活塞运动的幅度与步进电机的单次行程长度直接相关，行程越长活塞挤压气腔效果越强，模拟出的脉搏波的振幅越大，人工脉搏波主要由脉搏波的振幅变化和单一脉搏波的形状来确定，其中振幅的变化遵循人体血压脉搏波包络线轨迹，将平均压示值处的脉搏波振幅设为1，收缩压和舒张压处的脉搏波振幅相应的系数值通过查表获得，不同血压值对应不同的脉搏波包络线，且每一个有效袖带压力对应的脉搏波的振幅是不同的，进而通过血压包络线复现人体动脉脉搏波来实现对被测无创血压计动态性能的测量；同时，传统的血压模拟方案采用的是脉搏波形对称模拟，未能准确的反映波形特性特别是下降波形，而本无创血压模拟器即脉搏波发生机构能完整的复现人体脉搏波波形特征。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述螺纹连杆13上设有与微控制器3电连接用于实时测量活塞12位移量的位移传感器16，由此可以避免活塞12因为摩擦等因素产生位移误差，同时也能够判定活塞12是否回到初始位置，所述微控制器3具体可选用现有的PLC控制器或者单片机来实现。

作为具体实施例，所述步进电机14采用现有的阿美泰克海顿A05混合式直线步进电机，该步进电机的步距角为1.8°，步长为0.05mm，搭配现有的步进电机驱动器将输入的脉冲信号转化为电机能够识别的位移信号，且两种信号成正比关系，从而精确控制步进电机的位移和方向。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述前面板接口15通过管路上安装连接的三通接头17与被测无创血压计100及袖带200连接，即在与前面板接口15连接的管路上安装连接一个三通接头17，所述三通接头17的三个接口分别与连接前面板接口15的管路、被测无创血压计100及其袖带200连接，由此可以实现本检测系统与被测无创血压计的快速连接。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述气动机构2还包括与微控制器3电连接的第二电磁阀24，所述第二电磁阀24的入口通过管路与方形气缸11侧壁连通，所述第二电磁阀24的出口连接有内置袖带25，由此在对具有袖带的无创血压计进行更好模拟基础上，在模拟无创血压计正常的检测过程中还能增大整个气路的气量，因而可使气体泄漏率更小，压力变化也相对稳定些。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述气泵21的进气管路上连接有过滤器26，所述气泵21的出气管路上连接有单向阀27，由此在通过气泵21给整个气路充气的过程中，可通过过滤器26对充入的气体进行过滤，并通过单向阀27避免充入的气体返流，进而提高了整个气路的充气质量和气密性。作为一种实施方式，所述气泵和电磁阀具体可分别选用厦门坤锦CJP39C气泵和CJV15电磁阀。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于示波法的无创血压计检测装置，其特征在于，包括脉搏波发生机构、气动机构和微控制器，所述脉搏波发生机构包括方形气缸，所述方形气缸内壁上密封滑动连接有活塞，所述活塞的外端螺纹连接有螺纹连杆，所述螺纹连杆的外端与步进电机的电机轴固定连接，所述方形气缸远离活塞的端壁设有前面板接口，所述前面板接口通过管路用于与被测无创血压计及可捆扎在金属容器上的袖带连接；所述气动机构包括气泵、第一电磁阀和第二电磁阀，所述气泵的进气口通过管路与外部气源连通，所述气泵的出气口通过管路与方形气缸侧壁连通，所述气泵的进气管路上连接有过滤器，所述气泵的出气管路上连接有单向阀，所述第一电磁阀的入口通过管路与方形气缸侧壁连通，所述第一电磁阀的出口作为泄气口，所述第二电磁阀的入口通过管路与方形气缸侧壁连通，所述第二电磁阀的出口连接有内置袖带；所述步进电机、气泵、第一电磁阀和第二电磁阀分别与微控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的基于示波法的无创血压计检测装置，其特征在于，所述螺纹连杆上设有与微控制器电连接用于实时测量活塞位移量的位移传感器。

3.根据权利要求1所述的基于示波法的无创血压计检测装置，其特征在于，所述步进电机采用阿美泰克海顿A05混合式直线步进电机。

4.根据权利要求1所述的基于示波法的无创血压计检测装置，其特征在于，所述前面板接口通过管路上安装连接的三通接头与被测无创血压计及袖带连接。

Images