一种腕式血压计及其测量方法技术

本发明专利技术涉及一种腕式血压计及其测量方法，微处理器接收到测量信号后，关闭电磁放气阀；打开加压气泵，并读取腕带压力值，判断压力值是否达到判定压力，如果是，则关闭加压气泵，同时打开橡胶泄气阀缓慢放气，读取腕带的压力值并通过巴特沃斯带通滤波器从中抽取出脉搏波信号；通过脉搏波信号形成脉搏波包络线，将脉搏波包络线峰值点的最大值点对应的时间点作为分界点，把脉搏波包络线分割为上坡段和下坡段两部分，通过上坡段决定收缩期血压值，下坡段决定舒张期血压值。本发明专利技术成本相对较低，稳定性好，不易受干扰；并且通过蓝牙与移动终端建立通信，并由上传至云平台，实现医生对患者血压的远程网络监护。

A wrist sphygmomanometer and its measurement method

The invention relates to a wrist sphygmomanometer and its measuring method. After receiving the measuring signal, the microprocessor closes the electromagnetic vent valve, opens a pressurized gas pump, reads the pressure value of the wrist band, and judges whether the pressure value reaches the judgment pressure. If it is, the pressure pump is closed, and the rubber vent valve is slowly deflated and the wrist is read. The pulse wave signal is extracted from the Butterworth bandpass filter, and the pulse wave envelope is formed by the pulse wave signal, and the time point corresponding to the maximum point of the peak point of the pulse wave envelope is divided into two parts of the upper and lower slope segments, which are determined by the upper slope section. Systolic blood pressure values, downhill sections determine diastolic blood pressure. The invention has relatively low cost, good stability, and is not easy to be disturbed; and the communication between the mobile terminal and the mobile terminal is established by Bluetooth, and the remote network monitoring of the patient's blood pressure is realized by uploading to the cloud platform.

【技术实现步骤摘要】
一种腕式血压计及其测量方法
本专利技术涉及医疗设备领域，具体地说是一种腕式血压计及其测量方法。
技术介绍
传统的上臂用腕带式血压计，一般由腕带，加压气泵，排气阀，压电式压力传感器几个部分组成，腕带式血压计一般使用示波法判别血压。上臂用腕带式血压计在使用过程中，将腕带捆绑在测量者上臂处，气泵加压至一定程度，阻断人体动脉血管，使用排气阀缓慢放气，记录放气过程中实时产生的压力值，通过经验算法判定某两个压力值为测量者的收缩压和舒张压。同等成本下，传统电子血压计使用的压力传感器输出信号为模拟信号，转换精度收到器件本身，后续模数转换精度的限制，且模拟信号噪声容忍度低，易受干扰。传统的血压计多为本地测量使用，无法连接网络实现与医生的远程互动，从而应用受到一定程度的限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种低成本的，测量时间短，舒适程度高，可以实现互联网远程问诊的腕式血压计及其测量方法。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种腕式血压计，包括腕带以及腕带外部包围可充入空气的空气袋，所述腕带通过气管与电容式传感器连接，电容式传感器另一端通过环形振荡电路连接微处理器，电容式传感器采集实时变化的腕带压力，引起电容式传感器电容值改变，环形振荡电路接收到电容值后将其转化为频率实时变化的电脉冲信号发送到微处理器；微处理器通过泵驱动电路连接加压气泵，发出PWM控制信号给泵驱动电路，通过调整PWM信号的占空比对加压气泵进行开关控制；加压气泵通过气管连接腕带，用于向空气袋中充入空气，对测量部位增加压迫压力；微处理器通过阀驱动电路连接电磁放气阀，发出控制信号给阀驱动电路，控制阀驱动电路对电磁放气阀进行开关控制；电磁放气阀通过气管连接腕带，用于在测量结束后将空气袋中空气排出；还包括存储器连接微处理器，用于存储电容传感器的电容容值与压迫压力之间的映射关系数据。在所述气管上设置橡胶泄气阀，用于在测量过程中缓慢泄露空气袋中的空气，使环形震荡电路可以采集放气过程中的待测血压和脉搏。所述微处理器包括脉搏波检测部、脉搏波包络线数据生成部、血压判断部和血压决定部；其中，脉搏波检测部，用于从腕带压力信号中检测出脉搏波信号，脉搏波是与心脏波动同步而叠加在所述压迫压力上的压力分量；脉搏波包络线数据生成部，用于生成脉搏波包络线数据，脉搏波包络线数据将通过脉搏波检测部检测出的脉搏波信号的振幅值与该脉搏产生时对应的腕带压力相关联；血压判断部，用于调取存储器中的振荡电路输出频率与压迫压力之间的映射关系数据；血压决定部，用于通过脉搏波包络线数据来决定收缩期血压值和舒张期血压值在包络线上的位置，进而通过时间轴找到包络线上收缩期和舒张期对应的腕带压力曲线上的准确位置，得到收缩期血压值和舒张期血压值。所述微处理器通过4阶巴特沃斯带通滤波器进行滤波。还包括蓝牙电路连接微处理器，将测量数据发送到移动终端。一种腕式血压计的测量方法，包括以下步骤：步骤1：微处理器接收到测量信号后，关闭电磁放气阀；步骤2：打开加压气泵，并读取腕带压力值，判断压力值是否达到判定压力，如果是，则关闭加压气泵，同时打开橡胶泄气阀缓慢放气，否则返回步骤2；步骤3：读取腕带的压力值并通过巴特沃斯带通滤波器从中抽取出脉搏波信号；步骤4：通过脉搏波信号形成脉搏波包络线，将脉搏波包络线峰值点的最大值点对应的时间点作为分界点，把脉搏波包络线分割为上坡段和下坡段两部分，通过上坡段决定收缩期血压值，下坡段决定舒张期血压值；步骤5：将得到的脉搏数据、收缩期血压值、舒张期血压值和心率值通过蓝牙发送到移动终端，同时打开电磁放气阀，测量结束。所述脉搏波包络线为脉搏波信号峰值点的连线。所述通过上坡段决定收缩期血压值包括以下过程：步骤1：取得包络线上坡段峰值为峰值最大点0.3倍到峰值最大点区间内的所有峰值点，同时取得包络线上坡段峰值为峰值最大点0.3倍到峰值最大点区间内的所有脉搏波的波谷点；步骤2：将得到的峰值点和谷值点做差得到上坡段每个脉搏的峰峰值，作为纵坐标，将峰值对应的时间作为横坐标进行双高斯拟合；步骤3：将双高斯拟合后的曲线求离散二阶导数，找到二阶导数为零的点，即包络线拐点；步骤4：如果包络线拐点为由凸函数到凹函数的拐点，则该点对应脉搏波包络线的横轴时间坐标即对应收缩期血压值出现位置；否则该点对应脉搏波包络线的横轴时间坐标不对应收缩期血压值出现位置；步骤5：根据收缩期血压值出现位置的时间坐标找到滤波前腕带压力曲线上对应的腕带压力，即为收缩期血压值。所述通过下坡段决定舒张期血压值包括以下过程：步骤1：取得包络线下坡段峰值为峰值最大点0.3倍到峰值最大点区间内的所有峰值点；步骤2：将每个峰值点与其前一个峰值点做差，得到一阶差值曲线；步骤3：将一阶差值曲线每个峰值点的后一个点与该峰值点做差，得到二阶差值曲线；步骤4：找到二阶差值曲线中的最大值点所对应的时间坐标，该时间坐标对应滤波前腕带压力曲线上对应的腕带压力，即为舒张期血压值。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术的硬件结构成本相对较低，稳定性好，不易受干扰；2.本专利技术通过蓝牙与移动终端建立通信，并由上传至云平台，实现医生对患者血压的远程网络监护。附图说明图1是本专利技术的硬件结构图；图2是本专利技术的微处理器功能模块图；图3是本专利技术的方法流程图；图4是本专利技术的决定收缩期压力值和舒张期压力值流程图；图5是本专利技术的测量过程腕带压力变化示意图；图6是本专利技术的脉搏波信号示意图；图7是本专利技术的包络线示意图；图8是本专利技术以峰值最大的为分界点，左侧上坡段的上下包络线示意图；图9是本专利技术的峰峰值数据进行双高斯拟合后的曲线示意图；图10是本专利技术的对上坡段双高斯拟合后的曲线求二阶导数后的曲线示意图；图11是本专利技术的收缩期压力值对应示意图；图12是本专利技术的下坡段截取的峰值点示意图；图13是本专利技术的一阶差值离散点示意图；图14是本专利技术的二阶差值离散点示意图；图15是本专利技术的舒张期压力值对应示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示为本专利技术的硬件结构图；血管阻血用腕带通过气管与电容式传感器，加压气泵，电磁放气阀，橡胶泄气阀相连。由微处理器控制加压泵和电磁泄气阀。微处理器使用PWM控制加压泵，通过改变PWM信号的占空比控制气泵加压速度。加压气泵作用为增加对手腕测量部位的压迫压力，向空气袋充入空气。电磁放气阀作用为保持测量过程中气路的良好封闭状态，以及测量结束后将空气袋中的空气瞬间排出。橡胶泄气阀的作用为在测量过程中缓慢泄露空气袋中的空气。使环形震荡电路可以完整采集缓慢的完整的放气过程，为脉搏波的采集和血压的判断提供依据。泵驱动电路，其作用为基于微处理器发出的控制信号控制加压泵的开关。阀驱动电路，其作用为基于微处理器发出的控制信号控制电磁阀的开关存储器，起作用为存储传感器电容容值与压力之间的映射关系数据。微处理器控制环形震荡电路的上电与断电。当接收到采集信号时控制控制振荡器上电，当采集并完成血压判断后，控制振荡器下电。振荡器将压力带来电容传感器的容值改变转换为不同频率的电脉冲信号，送至微处理器。进而，微处理器具有以下功能：10ms周期性地读取来自环形振荡器的电脉冲信号的频率，读回存储器中的频率与压力映射关系数据，转换为实际压力值。并从腕带压力信号分离出叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腕式血压计，包括腕带以及腕带外部包围可充入空气的空气袋，其特征在于：所述腕带通过气管与电容式传感器连接，电容式传感器另一端通过环形振荡电路连接微处理器，电容式传感器采集实时变化的腕带压力，引起电容式传感器电容值改变，环形振荡电路接收到电容值后将其转化为频率实时变化的电脉冲信号发送到微处理器；微处理器通过泵驱动电路连接加压气泵，发出PWM控制信号给泵驱动电路，通过调整PWM信号的占空比对加压气泵进行开关控制；加压气泵通过气管连接腕带，用于向空气袋中充入空气，对测量部位增加压迫压力；微处理器通过阀驱动电路连接电磁放气阀，发出控制信号给阀驱动电路，控制阀驱动电路对电磁放气阀进行开关控制；电磁放气阀通过气管连接腕带，用于在测量结束后将空气袋中空气排出；还包括存储器连接微处理器，用于存储电容传感器的电容容值与压迫压力之间的映射关系数据。

【技术特征摘要】
1.一种腕式血压计，包括腕带以及腕带外部包围可充入空气的空气袋，其特征在于：所述腕带通过气管与电容式传感器连接，电容式传感器另一端通过环形振荡电路连接微处理器，电容式传感器采集实时变化的腕带压力，引起电容式传感器电容值改变，环形振荡电路接收到电容值后将其转化为频率实时变化的电脉冲信号发送到微处理器；微处理器通过泵驱动电路连接加压气泵，发出PWM控制信号给泵驱动电路，通过调整PWM信号的占空比对加压气泵进行开关控制；加压气泵通过气管连接腕带，用于向空气袋中充入空气，对测量部位增加压迫压力；微处理器通过阀驱动电路连接电磁放气阀，发出控制信号给阀驱动电路，控制阀驱动电路对电磁放气阀进行开关控制；电磁放气阀通过气管连接腕带，用于在测量结束后将空气袋中空气排出；还包括存储器连接微处理器，用于存储电容传感器的电容容值与压迫压力之间的映射关系数据。2.根据权利要求1所述的腕式血压计，其特征在于：在所述气管上设置橡胶泄气阀，用于在测量过程中缓慢泄露空气袋中的空气，使环形震荡电路可以采集放气过程中的待测血压和脉搏。3.根据权利要求1所述的腕式血压计，其特征在于：所述微处理器包括脉搏波检测部、脉搏波包络线数据生成部、血压判断部和血压决定部；其中，脉搏波检测部，用于从腕带压力信号中检测出脉搏波信号，脉搏波是与心脏波动同步而叠加在所述压迫压力上的压力分量；脉搏波包络线数据生成部，用于生成脉搏波包络线数据，脉搏波包络线数据将通过脉搏波检测部检测出的脉搏波信号的振幅值与该脉搏产生时对应的腕带压力相关联；血压判断部，用于调取存储器中的振荡电路输出频率与压迫压力之间的映射关系数据；血压决定部，用于通过脉搏波包络线数据来决定收缩期血压值和舒张期血压值在包络线上的位置，进而通过时间轴找到包络线上收缩期和舒张期对应的腕带压力曲线上的准确位置，得到收缩期血压值和舒张期血压值。4.根据权利要求1所述的腕式血压计，其特征在于：所述微处理器通过4阶巴特沃斯带通滤波器进行滤波。5.根据权利要求1所述的腕式血压计，其特征在于：还包括蓝牙电路连接微处理器，将测量数据发送到移动终端。6.根据权利要求1～5所述血压计的测量方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：石刚，李虎阳，江宏，张聪，刘博，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21