CN218684425U - 一种动态心电血压测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种动态心电血压测量装置，包括：心电模块，所述心电模块配置用于获取实时心电信号；脉搏模块，所述脉搏模块配置用于获取实时脉搏信号；第一运算单元，所述第一运算单元的输入端分别与所述心电模块和所述脉搏模块的输出端电连接，所述第一运算单元用于计算获得实时血压信号；此方案可实现人体血压进行连续监测，从而减少高血压患者出现致命危险的概率。

Description

一种动态心电血压测量装置

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种动态心电血压测量装置。

背景技术

随着中国经济水平的发展和人们生活水平的提高，心血管健康得到了人们越来越多的关注。血压监测是最常见也是最重要的心血管健康监测手段之一。如今医院或者家中的血压监测装置大都使用传统的柯氏音测量法或是示波测量法，虽测量数据准确，但袖带测压只能测出某个时刻的血压值，无法持续监测，提供给医生的数据有限。连续血压监测能够可以实际反映血压在全天内的变化，得知24小时血压变化趋势，去除了偶测血压的偶然性，提高了轻度高血压的检出率，结合血压动态变化还可以测定药物的治疗效果，更重要的是预测一天内心脑血管疾病突然发作的时间，从而减少高血压患者出现致命危险的概率。因此，对人体血压进行连续监测尤为重要。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种动态心电血压测量装置，包括：

心电模块，所述心电模块配置用于获取实时心电信号；

脉搏模块，所述脉搏模块配置用于获取实时脉搏信号；

第一运算单元，所述第一运算单元的输入端分别与所述心电模块和所述脉搏模块的输出端电连接，所述第一运算单元用于计算获得实时血压信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括血压模块，所述血压模块的输出端与所述第一运算单元的输入端电连接，所述血压模块用于获取血压信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述心电模块包括：

心电极片，所述心电极片可贴于人体胸部，所述心电极片用于获取人体心电信号；

第一转换单元，所述第一转换单元的输入端与所述心电极片电连接，所述第一转换单元配置用于对心电信号进行放大滤波；

第二转换单元，所述第二转换单元的输入端与所述第一转换单元的输出端电连接，其输出端与所述第一运算单元的输入端电连接，所述第二转换单元配置用于将滤波后的心电信号转换为数字量心电信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括显示模块，所述显示模块的输入端与所述第一运算单元的输出端电连接，所述显示模块配置用于直观显示实时血压值。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述脉搏模块外设有保护件，所述保护件用于防止外界对所述脉搏模块产生干扰。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一转换单元的型号为亚德诺AD8232。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二转换单元的型号为德州仪器AD8320。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述血压模块的型号为LR-SP-A21。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括微处理器，所述微处理器包括所述第一运算单元，所述微处理器的型号为STM32L476。

综上所述，本申请提出一种动态心电血压测量装置，包括实时获取心电信号的心电模块和实时获取脉搏信号的脉搏模块，将实时的心电信号和脉搏信号输入至第一运算单元，通过第一运算单元的计算得到实时血压信号；此方案可实现人体血压的连续监测，得知全天血压变化的趋势，去除了偶测血压的偶然性，从而减少高血压患者出现致命危险的概率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种动态心电血压测量装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的心电模块的电路图；

图3为本申请实施例提供的第二转换单元的电路图；

图4为本申请实施例通提供的脉搏模块的电路图；

图5为本申请实施例提供的显示模块的电路图；

图6为本申请实施例提供的去躁前的脉搏信号波形图；

图7为本申请实施例提供的去躁后的脉搏信号波形图；

图8为本申请实施例提供的计算PTT时心电信号和脉搏信号对应的波形图。

图中所述文字标注表示为：

100、微处理器；200、心电模块；210、第二转换单元；300、脉搏模块；400、血压模块；500、显示模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

诚如背景技术中提到的，针对现有技术中的问题，本申请提出了一种动态心电血压测量装置，包括：

心电模块200，所述心电模块200配置用于获取实时心电信号；

脉搏模块300，所述脉搏模块300配置用于获取实时脉搏信号；

第一运算单元，所述第一运算单元的输入端分别与所述心电模块200和所述脉搏模块300的输出端电连接，所述第一运算单元用于计算获得实时血压信号；具体地，获取脉搏信号和心电信号传输至第一运算单元的时间差，记为脉搏传导时间PTT，第一运算单元包括PTT与血压的函数关系，故通过实时获取实时心电信号和实时脉搏信号，得到PTT值，即可通过此函数关系得到血压值；此方案可实现人体血压进行连续监测，从而减少高血压患者出现致命危险的概率。

其中，此装置包括装置本体，所述装置本体为如手机大小的可放入口袋的小仪器，所述装置本体内设有微处理器100和外围电路，进一步地，所述微处理器100包括第一运算单元，所述微处理器100的型号为STM32L476，具体地，根据可穿戴、设备低功耗的需求，选用的所述微处理器100为100针的STM32L476单片机，所述微处理器100包括一套完整的数字信号处理器，所述处理器内还嵌设有高速存储器；所述微处理器100通过导线与所述心电模块200和所述脉搏模块300连接；

进一步地，所述心电模块200包括：

心电极片，所述心电极片可贴于人体胸部，所述心电极片用于获取人体心电信号；

第一转换单元，所述第一转换单元的输入端与所述心电极片电连接，所述第一转换单元配置用于对心电信号进行放大滤波；由于心电信号归属于低频的微弱信号，电压幅值为毫伏级，同时因为心电信号源自于人体，信号源的具体阻抗数据也是千欧至数百千欧的波动数据，并伴随着显著的噪声，故需要具备高增益、低噪声、低漂移等功能的模拟电路来放大、滤波；可选地，所述第一转换单元的型号为亚德诺AD8232，此芯片可作为单导联心电信号前端使用，具有较高的集成作用，在调理模块时，可采用心电信号和其他生物电测定的集成信号来完成；

第二转换单元210，所述第二转换单元210的输入端与所述第一转换单元的输出端电连接，其输出端与所述第一运算单元的输入端电连接，所述第二转换单元210配置用于将滤波后的心电信号转换为数字量心电信号；其中，心电信号经过AD8232芯片的滤波放大后，需将模拟量信号转换为数字量信号，可选地，所述第二转换单元210的信号为德州仪器AD8320，其电路图如图3所示，AD8320芯片为16bit分辨率，采样转换频最高可达100KHZ，线性度为0.05％，工作电压范围为2.7～5.25V，在工作电压2.7V时，100KHz采样率下的功耗为1.8mW，如果在非转换状态时，功耗可以降低到100uW，再加上8脚的MSOP封装，符合便携式设备低功耗的需求；所述心电模块的电路图如图2所示。

进一步地，所述脉搏模块300外设有保护件，所述保护件用于防止外界对所述脉搏模块300产生干扰；其中，所述脉搏模块300采用美信公司的MAX30102芯片，其电路图如图4所示，此芯片为脉搏采集电路的芯片，配套的LED电源实际参数为1.8V，提供配套的独立5V供电，该芯片集成度较高，集成了红外光LED、光电检测器、光器件等，内置数字滤波的低噪声电路和可以抑制环境光的电路；可通过人体的手腕、耳垂或者手指等位置获取脉搏信号，在某些特定的场景下，选择采集手腕的脉搏信号，将所述脉搏模块集成于手环内，此手环具有玻璃盖，极大地规避了光干扰等问题，性能较为可靠。

进一步地，还包括血压模块400，所述血压模块400的输出端与所述第一运算单元的输入端电连接，所述血压模块400用于获取血压信号；其中，获取PTT与血压信号的函数关系的步骤如下：

构建函数关系：

y＝kx+b (1)

其中，y为血压值，x为PTT值，k、b为线性关系系数；

获取人站立时的脉搏信号和心电信号，得到第一PTT；通过所述第一运算单元获得第一PTT值；

测量人站立时的血压，得到第一血压；可选地，可通过此装置外的测压仪进行测量，亦可通过本装置的所述血压模块400进行测量，本实施例的所述血压模块400的型号为郎瑞慧康科技有限公司的LR-SP-A21型血压模块，该模块通过气管与可绑在人体胳膊处的袖带连接，原模块采用6V的血压气泵，鉴于本装置采用锂电池供电，如果采用升级DC/DC升压电路，电流比较大，升压效率低，故将所述血压气泵更换为3.7V，同时降低了尺寸空间；所述血压模块400串口支持RS-232，TTL两种电平信号，本装置采用TTL电平信号，所述微处理器100通过通用异步收发传输器接口来控制血压模块400的运行；

获取人躺卧时的脉搏信号和心电信号，得到第二PTT；

测量人躺卧时的血压，得到第二血压；

将所述第一PTT、所述第二PTT作为输入，所述第一血压、所述第二血压作为输出输入至所述函数关系得到k和b的值，从而得到PTT与血压的函数关系；最初使用此装置时，通过所述血压模块400获得所述函数关系后，可将所述血压模块400从此装置上拆下，进一步地提高了此装置的轻便性。

进一步地，获得PTT包括三步：

首先，对脉搏信号进行去躁处理；脉搏信号以及心电信号内部都有可能存在噪声，如肌电干扰、基线漂移或工频干扰等，脉搏信号的有效频带是0.515.0HZ，故，利用带通滤波器进行信号处理，即可有效去除低频的基线漂移和高频噪声，对异常值的噪声则通过平滑滤波器进行去除；图6所示，为原始的脉搏信号波形图，如图7所示，为去躁后的脉搏信号波形图；

其次，计算PTT；具体地，如图8所示，横坐标为时间，单位是ms，纵坐标为振幅，单位是mv：在心电信号中准确检测出两相邻波峰，将两个波峰中较早出现的波峰对应的时间记录为T₁；在两个波峰之间找到脉搏信号中振幅最大的点，将该点对应的时间记录为T₂；PTT＝T₂-T₁；

进一步地，还包括显示模块500，所述显示模块500的输入端与所述第一运算单元的输出端电连接，所述显示模块500配置用于直观显示实时血压值；所述显示模块500设于所述装置本体上，用于将由所述第一运算单元获得的数字量的血压信号转换为模拟量信号进而进行显示，可选地，所述显示模块500选用美信公司的DC/DC，其电路图如图5所示。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种动态心电血压测量装置，其特征在于，包括：

心电模块(200)，所述心电模块(200)配置用于获取实时心电信号；

脉搏模块(300)，所述脉搏模块(300)配置用于获取实时脉搏信号；

第一运算单元，所述第一运算单元的输入端分别与所述心电模块(200)和所述脉搏模块(300)的输出端电连接，所述第一运算单元用于计算获得实时血压信号。

2.根据权利要求1所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：还包括血压模块(400)，所述血压模块(400)的输出端与所述第一运算单元的输入端电连接，所述血压模块(400)用于获取血压信号。

3.根据权利要求1所述的动态心电血压测量装置，其特征在于，所述心电模块(200)包括：

心电极片，所述心电极片可贴于人体胸部，所述心电极片用于获取人体心电信号；

第一转换单元，所述第一转换单元的输入端与所述心电极片电连接，所述第一转换单元配置用于对心电信号进行放大滤波；

第二转换单元(210)，所述第二转换单元(210)的输入端与所述第一转换单元的输出端电连接，其输出端与所述第一运算单元的输入端电连接，所述第二转换单元(210)配置用于将滤波后的心电信号转换为数字量心电信号。

4.根据权利要求1所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：还包括显示模块(500)，所述显示模块(500)的输入端与所述第一运算单元的输出端电连接，所述显示模块(500)配置用于直观显示实时血压值。

5.根据权利要求1所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：所述脉搏模块(300)外设有保护件，所述保护件用于防止外界对所述脉搏模块(300)产生干扰。

6.根据权利要求3所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：所述第一转换单元的型号为亚德诺AD8232。

7.根据权利要求3所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：所述第二转换单元(210)的型号为德州仪器AD8320。

8.根据权利要求2所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：所述血压模块(400)的型号为LR-SP-A21。

9.根据权利要求1所述的动态心电血压测量装置，其特征在于：还包括微处理器(100)，所述微处理器(100)包括所述第一运算单元，所述微处理器(100)型号为STM32L476。

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