医学电子仪器设计贺忠海电子课件第6章节血压测量仪器设计.ppt

气泵充放气 判断开始测量按键有效后启动血压测量功能，微控制器输出控制指令气泵进行充气，当充气到达一定压力值时，血流被完全阻断，系统将自动转入放气阶段 电机需要较大的功率驱动，最简单的解决方法用三极管即可，如果有特殊要求可以用专门的驱动芯片。 气泵充放气 电机的启动阶段有较大的过载电流，如果直接加阶跃信号会产生很大的电流变化，通过PWM功能模块给气泵充气可以缓慢增加电机电流，从而平稳启动气泵。 停止充气的条件是ADC0测到的血压直流分量大于4V（200mmHg） 放气的速率由微控制器进行控制，通过单片机内的定时器控制气阀的放气时间可以平稳的降低袖带气压。气泵及气阀均为感性负载，需并联续流二极管以防止烧坏器件。 测量血压 两路ADC转换 心跳脉冲通过CCP1 (输入捕捉/输出比较/脉宽调制模块) 触发ADC信道1采样血压交流分量测出每个脉冲的峰峰值，同时计算出这个脉冲时间段内ADC信道0测到的血压直流分量的平均值。把峰峰值和直流平均值作为一对数据记录起来，每个心跳脉冲会对应一对数据。 测量血压 ADC信道0测到的血压直流分量小于1 V表示气压低于50 mmHg，是单次测量结束的标志。 为了最大限度地利用A/D转换的采样速度，用中断来采集A/D转换后的数据。 为了找到脉搏波的峰值，采用定时A/D转换的方法，定时器每2ms启动一次A/D转换过程。 ADC数据处理 ADC信道1测量血压交流分量的采样率为2 kHz 经过ADC多次测量去除异常数据，将多次测量的数据先做比较，去掉个别与大多数数据相差较大的数据，对剩下的数据中取偏大(小)的几个数据取平均，从而得到高(低)峰值 工作流程图 计算收缩压和舒张压  图6-15 血压交直流信号及收缩压和舒张压位置 计算收缩压和舒张压 单片机在测量过程中已经存储各个脉搏波的峰值，以及每个脉搏波的间隔时间。然后开始统计记录下来的若干组峰峰值和直流平均值，找出峰峰值最大的值Amax，再往前找峰峰值最接近0.5Amax的一对数据，其中血压直流分量即为收缩压，往后找峰峰值最接近0.8Amax的一对数据，其中血压直流分量即为舒张压。 6.5.3 调整方法 零压输出调整 前置电路增益的调整 满量程调整 6.6 动态血压监测 6.6.1 动态血压测量意义和内容 一个人昼夜24小时内，每间隔一定时间内的血压值称为动态血压，动态血压计（Ambulatory Blood Pressure Monitoring，ABPM）测量内容包括收缩压、舒张压、平均动脉压，心率以及它们的最高值和最低值，大于或等于21.3/12.6kPa (160/95mmHg)或/和18.7/12.0kPa(140/90mmHg)百分数等项目。 为了解患者全天的血压波动水平和趋势，动态血压监测提供了极有价值的信息。 动态血压仪分类 袖带式 指套式 动态血压监测优点 (1)去除了偶测血压的偶然性，避免了情绪、运动、进食、吸烟、饮酒等因素影响血压，较为客观真实地反映血压情况。 (2)动态血压可获知更多的血压数据，能实际反映血压在全天内的变化规律。 (3)对早期无症状的轻高血压或临界高血压患者，提高了检出率并可得到及时治疗。 (4)动态血压可指导药物治疗。在许多情况下可用来测定药物治疗效果，帮助选择药物，调整剂量与给药时间。 (5)判断高血压病人有无靶器官(易受高血压损害的器官)损害。有心肌肥厚、眼底动态血管病变或肾功能改变的高血压病人，其日夜之间的差值较小。 　 (6)预测一天内心脑血管疾病突然发作的时间。在凌晨血压突然升高时，最易发生心脑血管疾病。 (7)动态血压对判断预后有重要意义。 6.6.2 仪器结构 6.6.3 单片机控制系统 单片机控制系统组成记录仪的核心控制单元。开始使用记录仪时，通过PC机设置测量参数（如系统时间，测量间隔等）；测量过程中定时向血压模块发送测量命令、接收测量结果，然后在记录仪的液晶屏上显示和存储到内部的存储器中；连接PC机时将存储器中的数据读出后上传到PC机上。 6.6.4 软件工作流程 6.6.5 PCB设计 采用四层电路板设计，其中内电源层只作为接地平面不走信号线。同时打过孔时要注意保证有可靠的地回路； 模拟电路与数字电路元件放置时也要有效的分开； 将流过大电流的元件或插头（如充气泵，放气阀门等）放置在一起，远离模拟和数字电路元器件； 布线时尽量增加通过大电流的导线的宽度（一般要求50mil以上）； 布线时要对电流的回路有足够的判断，尽量减小回路面积。 6.6.6 液晶显示控制 通常动态血压记录仪的显示采用段码液晶屏，通过MSP430F413单片机内部液晶控制单元进行显示控制。待机时液晶屏显示记录仪的系统时间；测量过程中显示实时的袖带压力；每次测量结束后可以显示收缩压、舒张压、平均压、脉率等