便攜式電子血壓計連續動(dòng)態(tài)監測的設計

摘要：設計了一種能夠連續監測動(dòng)態(tài)血壓的便攜式電子血壓計。血壓計測量方法采用示波法，以ATmegal6單片機為核心，實(shí)現A／D轉換、定時(shí)測量、數據存儲、串口通信、LCD顯示等功能，可用作偶測血壓計，需要時(shí)能夠連續全天24小時(shí)監測動(dòng)態(tài)血壓和脈搏。
關(guān)鍵詞：便攜式；動(dòng)態(tài)血壓；ATmegal6；示波法

隨著(zhù)便攜式醫療器械的普及，其中常用的有電子血壓計。但是市面上的同類(lèi)產(chǎn)品只能適用于偶測血壓，針對一些疾病的確診需要24小時(shí)監測病人的動(dòng)態(tài)血壓，此類(lèi)產(chǎn)品就無(wú)法滿(mǎn)足需要。加之對于一個(gè)家庭或者一個(gè)病人，經(jīng)常需要偶測血壓，但是有時(shí)也需要監測24小時(shí)動(dòng)態(tài)血壓，如果單獨為了滿(mǎn)足監測動(dòng)態(tài)血壓市場(chǎng)的需要而生產(chǎn)動(dòng)態(tài)血壓計，資源勢必有些浪費?；谏鲜鲂枨?，根據市場(chǎng)上電子血壓計的基本原理，提出了一種既能監測動(dòng)態(tài)血壓又能偶測血壓的便攜式電子血壓計的設計思路。

1 設計理論
1．1 血壓測量和24小時(shí)動(dòng)態(tài)血壓監測
目前，一般醫院使用水銀血壓計測量血壓，醫生可以用聽(tīng)診器聽(tīng)到動(dòng)脈血管的不同聲音，來(lái)判斷收縮壓和舒張壓的值，這就是柯氏音法；而國內外大多數電子血壓計普遍采用的是示波法。關(guān)于示波法的測量原理參見(jiàn)文獻。
通常人們所測得的血壓均屬偶測血壓(Clinic Bloodpressure，CBP)。偶測血壓存在較大的局限性，它只能代表被測者當時(shí)的血壓狀況，有的人在測量時(shí)由于心情緊張或情緒波動(dòng)造成血壓讀數偏高。動(dòng)態(tài)血壓監測(Ambulatory Bloodpressure Monitoring，ABPM)是一種全天24小時(shí)每隔15～30 min或任選時(shí)間間隔進(jìn)行的自動(dòng)的無(wú)創(chuàng )性血壓測量及記錄方法。人體典型血壓的晝夜節律變化呈“雙峰一谷”，即清晨醒后血壓逐漸升高，在上午6：00～8：00出現第1個(gè)高峰，此后血壓趨于平穩，下午4：00～6：00出現第2個(gè)高峰，夜間進(jìn)入睡眠后，血壓逐漸下降，夜間2：00～3：00降至最低。血壓的晝夜節律是否正常是判斷高血壓病情嚴重程度的良好指標，而動(dòng)態(tài)血壓監測能夠反映患者全天的血壓波動(dòng)水平和趨勢，對高血壓和心血管功能的評估提供極有價(jià)值的信息。
1．2 總體方案設計
動(dòng)態(tài)血壓監測，是在原有電子血壓計的基礎上，增加新的功能：自動(dòng)控制血壓計定時(shí)地使袖套充氣和排氣；能夠調整自動(dòng)測量血壓的時(shí)間間隔，一般設定為每隔15～30 min記錄1次，為了盡可能少地干擾患者日?；顒?dòng)和夜間睡眠，可根據實(shí)際需要調整時(shí)間間隔，如白天每隔30 min記錄1次，夜間比白天記錄時(shí)間間隔適當延長(cháng)些，可設定為每隔60 min記錄1次；能自動(dòng)定時(shí)顯示收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓和脈率；增加RS-232串口通訊，方便在電腦軟件平臺上顯示動(dòng)態(tài)血壓曲線(xiàn)；任何時(shí)候只要按下START按鈕，馬上啟動(dòng)加測，并能夠在測量失敗后自動(dòng)補測；4節5號標準堿性干電池(1．5 V／每節)供電，低電壓自動(dòng)報警提示，更換電池后從斷點(diǎn)起測等。

該裝置總體框圖，如圖l所示，由微控制器控制氣泵向袖帶內充氣至一定壓力值(如180 mmHg)，確保超過(guò)收縮壓，使血流阻斷，然后控制氣閥以3～5 mmHg的速率階梯式放氣。在放氣過(guò)程中，壓力傳感器將袖帶內壓力信號轉換為電信號，電信號經(jīng)過(guò)低通濾波器濾波，得到袖帶的靜壓力信號和十分微弱的脈搏信號，一路送往單片機ADC0引腳，用以轉換袖帶靜壓力信號(微弱脈搏振蕩信號可以忽略)成血壓值；另一路經(jīng)過(guò)高通濾波器濾波，得到脈搏振蕩信號后，經(jīng)過(guò)放大器放大分別送到單片機ADCl和AINl引腳，用以測量脈搏振蕩信號幅度和經(jīng)過(guò)比較器得到標準的脈沖信號來(lái)計算脈率，當檢測到收縮壓、平均壓和舒張壓后，打開(kāi)氣閥，使袖套全部放氣，完成一次測量過(guò)程，并把測量結果保存、顯示。整個(gè)測量過(guò)程由微控制器控制并完成各種計算?？驁D中的主要部分在下文中將分別詳細介紹。