改进的电子血压检测装置

1.一种改进的电子血压检测装置，包括袖带(10)、充气泵(50)、压力传感器(30)、放气电磁阀(70)、主微处理器(100)、显示屏(110)、通讯接口(120)和上位机(200)，其特征在于：还包括三通电磁阀(20)，所述三通电磁阀(20)的公共通气口接压力传感器(30)，常通气口接袖带(10)，常闭气口与大气连通。
2.根据权利要求1所述改进的电子血压检测装置，其特征在于：所述改进的电子血压检测装置还包括独立定时电路(45)、过压超时控制电路(46)和阀驱动电路(71)，所述放气电磁阀(70)接阀驱动电路(71)，所述阀驱动电路(71)的输入端接主微处理器(100)和过压超时控制电路(46)，所述过压超时控制电路(46)的一输入端接独立定时电路(45)的输出。
3.根据权利要求2所述改进的电子血压检测装置，其特征在于：所述独立定时电路(45)的启动计时输入端接主微处理器(100)。
4.根据权利要求3所述改进的电子血压检测装置，其特征在于：所述独立定时电路(45)由第二微处理器U2为主构成，并通过软件方式实现定时、触发功能，所述第二微处理器U2的一个I/O接口连接主微处理器(100)的一个I/O接口，第二微处理器U2的另一个I/O接口连接过压超时控制电路(46)的一个输入端。
5.根据权利要求1所述改进的电子血压检测装置，其特征在于：所述通讯接口(120)是RS232接口。
6.根据权利要求1所述改进的电子血压检测装置，其特征在于：所述通讯接口(120)是USB接口。

改进的电子血压检测装置\n技术领域\n本发明涉及用于诊断目的的测量血压、脉率的装置，尤其涉及一种可准确校正零点压力测量血压的装置。\n背景技术\n现有技术中无创血压测量方法都是采用基于袖带脉搏波的振荡方法。人体血压的无创测量方法主要有利用柯氏音的听诊法(简称柯氏音法)和利用袖带振荡波的比例系数法(简称振荡法)。\n柯氏音法是有经验的医护人员采用医用听诊器、水银压力计及袖带、充/放气囊通过将袖带捆绑在受试者上臂的适当位置，以听诊器贴近肱动脉，以充/放气囊向袖带充气增加压力直到阻塞手臂的血液流动，然后通过充/放气囊逐步减低袖带压力以恢复手臂的血液流动，在这个过程中手臂的动脉血流脉动会产生一个由小到大，再由大到小的柯氏音变化，并可借助听诊器和水银压力计来听取柯氏音的变化以确定收缩压和舒张压。\n目前在电子血压测量设备中绝大多数是使用了基于振荡法的血压测量方法，基本过程与听诊法极为类似，即也通过袖带充气升压以阻塞手臂的血液流动，然后逐渐使袖带放气降压以恢复手臂的血液流动，并监测袖带内的静态压力和因动脉血的脉动所产生的压力脉搏波，但计算方法是通过测量在放气过程手臂的动脉血流脉动变化传递到袖带内所产生的压力脉搏波及其对应的袖带压力，可以检测到一组幅度从小到大，再由大到小的压力脉搏波及对应的由大到小的袖带压力，并以压力脉搏波的最大值所对应袖带压力为平均压，再依据经验值的压力脉搏波的幅度比例系数(压力脉搏波的最大值乘以二个小于1的系数得到的二个幅度值所对应的袖带压力分别为收缩压和舒张压)来向袖带压高的方向推算出收缩压，而向袖带压低的方向推算出舒张压(简称基于袖带振荡脉搏幅度的比例系数法)。\n电子血压测量设备的基本结构一般包含(一)检测袖带压力的压力传感器及处理电路，(二)基于袖带压力变化的压力脉搏波处理电路，(三)过压力检测传感器及放大、保护处理电路，(四)袖带、控制放气阀、充气泵与压力传感器连接的气路及充、放气控制，(五)模/数转换、单片机系统，(六)电源部分。其中测量过程中压力脉搏波和袖带压力的检测可以放在充气后的放气阶段或充气阶段，放气阶段的放气形式可以是连续均匀放气(即以3-5mmHg均匀压力递减，同时检测压力脉搏波)，也可以是台阶放气(即以5-10mmHg的台阶逐次减低袖带压力，在每个压力台阶上检测压力脉搏波)，每次台阶压力减低的大小将根据检测到的脉搏波幅度来确定。连续均匀放气形式将增加血压测量过程的时间，对手臂运动、体位变化的影响也难于克服，其应用受到一定限制，而台阶放气形式将减少血压测量时间，并能克服由于手臂运动、体位变化等引发的干扰，具备较好的抗干扰能力，所以很多公司在血压测量中大多采用台阶放气形式。\n现有技术的缺点：无创血压测量的振荡方法实现应依靠硬件和软件的综合来完成血压测量，其中硬件部分主要考虑一是对袖带压力和压力脉搏波信号的放大，二是袖带压另一路独立的过压保护电路，三是数字电路部分，目前所了解的硬件部分主要缺陷有：A、带压力的检测需要定时的校零操作，目前大多是直接在袖带没有充气的条件下自动校零，但由于电路漂移存在和在多次血压测量过程中很难保证袖带内静压力能降低到接近“零”的压力值，这将导致一是可能的校零失败；二是校零成功但仍可能产生因零点偏移所引发的压力值偏差，总之会影响袖带压力测量的准确性。\nB、根据安全的要求，血压测量过程中需要具有两套独立的定时系统来确保测量时间的限制，目前血压测量模块通常是模块自身有一套定时系统，并提供一个接口与外部所提供一个定时触发端口相连，通过上位机的定时功能来实现另一套独立定时系统，也能完成独立计时的安全要求，但这个血压模块没有实现完整的安全独立定时系统，需要上位机的配合，这样将给血压模块的安全应用带来隐患。\n发明内容\n本发明所要解决的技术问题是为了避免现有技术的不足之处而提出一种改进的电子血压检测装置。该装置在袖带与压力传感器之间添设三通电磁阀，该阀一个常通气口通过延长气管与袖带连接，其常闭气口与空气相通，这样就实现了在进行血压测量时，压力传感器与整个气路联通，实时感应气路内的压力，亦使得定期能在每次进行血压测量过程中和血压测量的间期，通过对这个三通阀的加电切换，使得上述的压力传感器可以直接与外界大气联通，可以准确地得到“零压力”校准值，实现袖带压力测量的无内部气路参与的“零压力”的定期自动校准，完成袖带压力的准确测量。\n同时，新增一路独立定时电路，由一片单片机或两个固定180秒±5秒的时限定时器电路串接组成，这个触发器的输入端与血压模块的主微处理器(MCU)的一个I/O口连接，其中当一个来自主MCU的启动脉冲时启动这个限时计时器工作，当再次接收一个中止脉冲时将终止上述限时计时器工作，另外在其输入端有一个延迟门电路，防止在上电时产生触发脉冲异常启动定时操作。\n本发明解决所述技术问题通过采用以下的技术方案来实现：设计制造一种改进的电子血压检测装置，包括袖带、充气泵、压力传感器、放气电磁阀、主微处理器、显示屏、通讯接口和上位机，尤其是还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀的公共通气口接压力传感器，常通气口接袖带，常闭气口与大气连通。\n所述改进的电子血压检测装置还包括独立定时电路、过压超时电路和阀驱动电路，所述放气电磁阀接阀驱动电路，所述阀驱动电路的输入端接主微处理器和过压超时控制电路，所述过压超时控制电路的一输入端接独立定时电路的输出。\n所述独立定时电路的启动计时输入端接主微处理器。\n所述独立定时电路由第二微处理器为主构成，并通过软件方式实现定时、触发功能；所述第二微处理器的一个I/O接口连接主微处理器的一个I/O接口，第二微处理器的另一个I/O接口连接过压超时控制电路的一个输入端。\n所述通讯接口可以是RS232接口，还可以采用USB接口。\n本发明与现有技术的电路设计相比较，第一个优点为：优化了气路连接结构，实现袖带压力自动、准确的“零压力点”的无气路残余压力影响的自动校准，增加袖带压力测量的准确性。\n第二个优点是：采用了一套定时电路实现了血压测量过程中的独立时限定时功能，真正实现模块级的独立定时，增强了血压测量过程中的安全保证。\n附图说明\n图1是本发明所述装置的构成原理方框图；图2、图3、图4是本发明所述装置检测血压的流程图；图5是本发明所述装置中独立定时电路的电原理图。\n具体实施方式\n下面结合附图和最佳实施例对本发明做进一步详尽的描述。\n本发明改进的电子血压检测装置，如图1所示：包括袖带10、充气泵50、压力传感器30、放气电磁阀70、微处理器100、显示屏110、通讯接口120以及上位机200，尤其是：还包括三通电磁阀20，所述三通电磁阀20的公共通气口接压力传感器30，常通气口接袖带10，常闭气口与大气连通。\n所述改进的电子血压检测装置还包括独立定时电路45、过压超时电路46和阀驱动电路71，所述放气电磁阀70接阀驱动电路71，所述阀驱动电路71的输入端接主微处理器100和过压超时控制电路46，所述过压超时控制电路46的一输入端接独立定时电路45的输出。\n用所述改进的电子血压检测装置检测血压的方法，如图2、图3、图4所示，包括步骤：a.首先，在袖带10和压力传感器30之间添设三通电磁阀20；b.之后，系统通电开始工作时，先使三通电磁阀20工作于压力传感器30接通大气的状态，压力传感器30进行零点校准检测；c.零点校准结束后，使三通电磁阀20工作于压力传感器30接通袖带10的状态，进行血压测量时，启动充气泵50开始工作向袖带10加压，上位机200通过通讯接口120接收数据并显示袖带10内压力，或由显示屏110显示袖带10内压力，当袖带10内压力达到设定值后，加压停止；d.系统打开/关闭放气电磁阀70，根据设定的速率放气，并检测是否有脉搏信号出现；e.检测到有脉搏信号出现；主微处理器100根据固化软件所确定的算法进行数据处理，并在显示屏110上或上位机200上显示测得的血压值；f.在测量过程中，遇到超时或过压现象，系统立即关闭充气泵50，打开放气电磁阀70，将袖带10内压力泄放，保证使用安全，并使得主微处理器100重新复位；g.一次测量结束，打开放气电磁阀70，将压力泄放，关闭放气电磁阀70；h.再次进行血压测量时，如果需要校正零点压力，从步骤b开始循环；不需校正零点压力，则从步骤c开始循环。\n上述方法步骤a所述在袖带10和压力传感器30之间添设三通电磁阀20包括步骤：a.将三通电磁阀20的公共通气口接压力传感器30，常通气口接袖带10，常闭气口与大气连通；b.设置三通阀驱动电路21，该电路21由主微处理器100控制；c.主微处理器100对三通阀驱动电路21控制的管脚通过输出高电平和低电平，使三通电磁阀20工作于公共通气口与常通气口连通、与常闭气断开的A状态和与公共通气口与常通气口断开、与常闭气连通的B状态。\n如图1所示：实现所述方法所基于的系统还包括独立定时电路45和过压超时控制电路46，在步骤f时，在所述测量过程中，遇到超时或过压现象，系统立即关闭充气泵50，打开放气电磁阀70，所述系统中设置有一独立定时电路45，所述独立定时电路45由主微处理器100控制启动，计时时间一到便输出一控制信号到过压超时控制电路46，该过压超时控制电路46立即关闭充气泵50，打开放气电磁阀70，将压力泄放。\n所述独立定时电路45由第二微处理器U2为主构成，并通过软件方式实现定时、触发功能；第二微处理器U2的一个I/O接口连接主微处理器100的一个I/O接口，第二微处理器U2的另一个I/O接口连接过压超时控制电路46的一个输入端。\n所述通讯接口120在最佳实施例中采用RS232接口，在其他实施例中还可以选用USB接口。\n如图5所示的最佳实施例：所述独立定时电路45的启动计时输入端接主微处理器100的P02接口。图中的第二微处理器U2由TI的MSP430型单片机构成，由MSP430的系统软件完成计时，当U2检测到启动定时器信号时，即启动软件计时器；当U2检测到终止定时器信号时，即终止软件计时器；这个软件计时器的限制将依赖于应用模式设置：即成人/新生儿模式设置，成人模式为180±1秒，新生儿模式为90±1秒。\n当然上述计时器还可以采用模拟器件实现同样的功能。\n在本最佳实施例中，微处理器U2的一个I/O口P1.0连接超时控制电路46的输入端，当系统处在除测量状态以外的其它待命状态时，这个端口保持低电平，而当系统处在正常测量工作状态时这个端口将输出一个高电平，并保持一直到本次测量过程结束，这个端口再次回到低电平继续保持待命状态。当超时控制电路46的一输入端处在低电平时，计时器处在停止计时状态，只有当计时器的计时超过限时(如180±1秒(成人)或90±1秒(新生儿))时这个端口才有输出，启动放气电磁阀70、终止充气泵50，并通知主微处理器100。\n实践证明，本发明优化了气路连接结构，实现袖带压力自动、准确的的无残余压力影响的“零压力点”自动校准，增加了袖带压力测量的准确性。\n同时，本发明采用了一套定时电路实现了血压测量过程中的独立时限定时功能，真正实现了模块级的独立定时，增强了血压测量过程中的安全保证。