一種新型的基于LabView設計的脈壓模擬器
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脈壓模擬器是一個(gè)仿真系統，同時(shí)也是一個(gè)閉環(huán)控制系統，涉及到A/D數據采集、波形的實(shí)時(shí)顯示和處理以及D/A模擬輸出等技術(shù)。美國NI公司的LabView虛擬儀器技術(shù)正好符合了本系統的所有要求。LabView語(yǔ)言是一種非常優(yōu)秀的圖形化編程語(yǔ)言，它不但能夠完成一般的數學(xué)運算、邏輯運算和輸入輸出功能，而且還帶有專(zhuān)門(mén)用于數據采集和儀器控制的庫函數和開(kāi)發(fā)工具，特別是其專(zhuān)業(yè)的數學(xué)分析程序包，可以滿(mǎn)足復雜的工程計算和分析要求。
采用虛擬儀器技術(shù)來(lái)設計測試儀器，開(kāi)發(fā)效率高，可維護性強，測試精度、穩定性和可靠性能夠得到充分保證，具有很高的性?xún)r(jià)比，節省投資，便于設備更新、功能轉換與擴充。
1 系統設計思想
本系統的目的在于模擬一個(gè)真正的血壓波形。所謂血壓是指血液在血管內流動(dòng)，對血管壁產(chǎn)生的側壓力。血壓包含收縮壓和舒張壓。收縮壓是指心臟在收縮時(shí)，血液對血管壁的側壓力；舒張壓是指心臟在舒張時(shí)，血管壁上的側壓力。而收縮壓和舒張壓的差值一般稱(chēng)為脈壓，只有心臟松弛時(shí)才出現脈壓，且其頻率與心率相同。血壓波形可人為分解為靜壓波形和動(dòng)形波形。心臟收縮期和舒張期的壓力波形基本上為一條線(xiàn)性折線(xiàn)，即靜壓波形；每次心跳產(chǎn)生一個(gè)脈壓波形，即動(dòng)壓波形。圖1為壓力波形圖。
基于心臟壓力波形的特點(diǎn)，可以通過(guò)疊加實(shí)現血壓波形的模擬。用一個(gè)氣室充氣模擬心臟收縮過(guò)程的壓力曲線(xiàn)圖，而用均勻放氣的曲線(xiàn)模擬心臟松弛時(shí)的壓力曲線(xiàn)圖。充氣放氣過(guò)程勻速進(jìn)行，正好符合心臟收縮舒張頻率穩定的特點(diǎn)。這樣就實(shí)現了心臟的靜壓波形，這也是血壓計測量的基本原理。均勻放氣過(guò)程中，在每次心跳到來(lái)之時(shí)，用LabView軟件產(chǎn)生一個(gè)脈壓波形，通過(guò)D/A輸出給一直進(jìn)行放氣和充氣的氣室；軟件產(chǎn)生時(shí)其頻率與心率相同，正好疊加在靜壓波形上，成為完整血壓波形，從而實(shí)現了二種波形的硬件疊加。圖2和圖3相疊加，就成為圖1的心臟壓力波形。
2 系統硬件和軟件實(shí)現
2.1 系統硬件構成
系統硬件構架包括執行機構、壓力傳感器、A/D輸入、計算機和D/A輸出，如圖4所示。從執行機構的壓力傳感器輸出的壓力信號通過(guò)調諧電路放大，再通過(guò)A/D采樣，由計算機進(jìn)行數據處理計算，給出動(dòng)壓信號。動(dòng)壓波形信號經(jīng)D/A輸出并經(jīng)放大后驅動(dòng)執行機構，實(shí)現人體脈壓和血壓的模擬。此時(shí)執行機構產(chǎn)生的便是與人體標準血壓基本相同的信號。
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