便攜式電子血壓計(jì)連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)

摘要：設(shè)計(jì)了一種能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)血壓的便攜式電子血壓計(jì)。血壓計(jì)測(cè)量方法采用示波法，以ATmegal6單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換、定時(shí)測(cè)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、串口通信、LCD顯示等功能，可用作偶測(cè)血壓計(jì)，需要時(shí)能夠連續(xù)全天24小時(shí)監(jiān)測(cè)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

隨著便攜式醫(yī)療器械的普及，其中常用的有電子血壓計(jì)。但是市面上的同類產(chǎn)品只能適用于偶測(cè)血壓，針對(duì)一些疾病的確診需要24小時(shí)監(jiān)測(cè)病人的動(dòng)態(tài)血壓，此類產(chǎn)品就無法滿足需要。加之對(duì)于一個(gè)家庭或者一個(gè)病人，經(jīng)常需要偶測(cè)血壓，但是有時(shí)也需要監(jiān)測(cè)24小時(shí)動(dòng)態(tài)血壓，如果單獨(dú)為了滿足監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)血壓市場(chǎng)的需要而生產(chǎn)動(dòng)態(tài)血壓計(jì)，資源勢(shì)必有些浪費(fèi)。基于上述需求，根據(jù)市場(chǎng)上電子血壓計(jì)的基本原理，提出了一種既能監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)血壓又能偶測(cè)血壓的便攜式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)思路。

1 設(shè)計(jì)理論
1．1 血壓測(cè)量和24小時(shí)動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)
目前，一般醫(yī)院使用水銀血壓計(jì)測(cè)量血壓，醫(yī)生可以用聽診器聽到動(dòng)脈血管的不同聲音，來判斷收縮壓和舒張壓的值，這就是柯氏音法；而國(guó)內(nèi)外大多數(shù)電子血壓計(jì)普遍采用的是示波法。關(guān)于示波法的測(cè)量原理參見文獻(xiàn)。
通常人們所測(cè)得的血壓均屬偶測(cè)血壓(Clinic Bloodpressure，CBP)。偶測(cè)血壓存在較大的局限性，它只能代表被測(cè)者當(dāng)時(shí)的血壓狀況，有的人在測(cè)量時(shí)由于心情緊張或情緒波動(dòng)造成血壓讀數(shù)偏高。動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)(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)的無創(chuàng)性血壓測(cè)量及記錄方法。人體典型血壓的晝夜節(jié)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(xiàn)第1個(gè)高峰，此后血壓趨于平穩(wěn)，下午4：00～6：00出現(xiàn)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(jié)律是否正常是判斷高血壓病情嚴(yán)重程度的良好指標(biāo)，而動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)能夠反映患者全天的血壓波動(dòng)水平和趨勢(shì)，對(duì)高血壓和心血管功能的評(píng)估提供極有價(jià)值的信息。
1．2 總體方案設(shè)計(jì)
動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)，是在原有電子血壓計(jì)的基礎(chǔ)上，增加新的功能：自動(dòng)控制血壓計(jì)定時(shí)地使袖套充氣和排氣；能夠調(diào)整自動(dòng)測(cè)量血壓的時(shí)間間隔，一般設(shè)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(jù)實(shí)際需要調(diào)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(dāng)延長(zhǎng)些，可設(shè)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(tái)上顯示動(dòng)態(tài)血壓曲線；任何時(shí)候只要按下START按鈕，馬上啟動(dòng)加測(cè)，并能夠在測(cè)量失敗后自動(dòng)補(bǔ)測(cè)；4節(jié)5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)堿性干電池(1．5 V／每節(jié))供電，低電壓自動(dòng)報(bào)警提示，更換電池后從斷點(diǎn)起測(cè)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(nèi)充氣至一定壓力值(如180 mmHg)，確保超過收縮壓，使血流阻斷，然后控制氣閥以3～5 mmHg的速率階梯式放氣。在放氣過程中，壓力傳感器將袖帶內(nèi)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過低通濾波器濾波，得到袖帶的靜壓力信號(hào)和十分微弱的脈搏信號(hào)，一路送往單片機(jī)ADC0引腳，用以轉(zhuǎn)換袖帶靜壓力信號(hào)(微弱脈搏振蕩信號(hào)可以忽略)成血壓值；另一路經(jīng)過高通濾波器濾波，得到脈搏振蕩信號(hào)后，經(jīng)過放大器放大分別送到單片機(jī)ADCl和AINl引腳，用以測(cè)量脈搏振蕩信號(hào)幅度和經(jīng)過比較器得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)來計(jì)算脈率，當(dāng)檢測(cè)到收縮壓、平均壓和舒張壓后，打開氣閥，使袖套全部放氣，完成一次測(cè)量過程，并把測(cè)量結(jié)果保存、顯示。整個(gè)測(cè)量過程由微控制器控制并完成各種計(jì)算?？驁D中的主要部分在下文中將分別詳細(xì)介紹。