可監(jiān)測人體脈搏波及心率鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)

　　人體脈搏波中蘊(yùn)藏著豐富的生理病理信息，大量的臨床實(shí)測結(jié)果證實(shí)，脈搏波的特征與心血管疾病有著密切的關(guān)系。脈搏波所表現(xiàn)出來的形態(tài)、強(qiáng)度、速率與 節(jié)律等方面的綜合信息的確在相當(dāng)程度上反映出人體心血管系統(tǒng)的許多生理和病理特征。因此采用簡單易懂的方法獲得人體脈搏波就顯得很重要。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　本文提出了一種可監(jiān)測人體脈搏波及心率的健康鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)方法，其系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)共分為九個(gè)部分：反射式脈搏波光電傳感器、脈搏波信號(hào)濾波電路、脈搏波信號(hào)放大模塊、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊、鼠標(biāo)控制模塊、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù) 采集處理共用的單片機(jī)控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊以及Micro USB接口。如圖1所示。

　　通過反射式脈搏波光電傳感器采集到包含人體多種生理參數(shù)的信號(hào)，然后由脈搏波信號(hào)濾波電路與脈搏波信號(hào)放大模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，并和鼠標(biāo)數(shù)據(jù) 采集模塊采集的數(shù)據(jù)在鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊匯集，經(jīng)過進(jìn)一步處理之后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊形成適合傳輸?shù)诫娔X端的信號(hào)形 式，再經(jīng)由Micro USB接口傳輸?shù)诫娔X端進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理和顯示。

　　1.1 反射式脈搏波光電傳感器

　　將反射式脈搏波光電傳感器放在正常使用鼠標(biāo)時(shí)大拇指所處的位置上(見圖2)，采用HG40系列反射式傳感器，紅外發(fā)光二極管作為快速光源，3DU5 系列光電三極管作為接收管，組成紅外發(fā)射-接收對(duì)管。光從紅外發(fā)光二極管快速光源發(fā)出后，透過皮膚和組織，除一部分光被皮膚、肌肉、血液和指甲等吸收外， 一部分由血液反射回，由3DU5系列光電三極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳感器外部覆有直徑1 cm的濾光片，對(duì)外部光源進(jìn)行過濾。

　　1.2 信號(hào)初步處理電路

　　本電路由脈搏波信號(hào)濾波電路、脈搏波信號(hào)放大模塊兩個(gè)模塊組成，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和放大。如圖3，圖4所示。

　　脈搏波濾波電路輸入端與反射式脈搏波光電傳感器輸出端連接，對(duì)50 Hz工頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾除，并傳輸至脈搏波數(shù)據(jù)放大模塊。

　　由于采集到的信號(hào)微弱，于是設(shè)置脈搏波數(shù)據(jù)放大模塊，接收經(jīng)脈搏波濾波電路濾波后的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)绞髽?biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊。