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摘要：隨著科技的進步，電子血壓計取代汞柱型血壓計是歷史的必然。結合多年以來的護理經驗，依靠電子技術、通信技術為支撐的電子血壓計的設計。經試驗，設計具有穩定性高、適應性強等特點。

關鍵詞：集成電路應用；血壓計；壓力；水銀；護理專業

1引言

現有血壓計主要分為兩種：一種是水銀的血壓計，水銀的血壓計是利用液體的壓強與人體血液的壓強平衡的原理設計的。使用水銀的原因在于，水銀是一種廉價的、高密度的金屬液體。眾所周知，76mm的水銀柱的壓強約等于10.3m的純凈水的壓強，因此血壓計如果用水去做，體積將非常的龐大。但水銀作為一種有毒金屬液體，在使用中難免會遇到破損、遺失等問題，而這些破損和遺失的水銀血壓計中所含的水銀，大部分將揮發在醫院等場合。這是一個極大的污染，因此對于醫院這種環境中，其實水銀制的血壓計并絕對安全。另一種是電子的血壓計。目前的電子血壓計，雖然體積小巧，但通常設計比較復雜，成本很高，并且由于多采用民用級的電子元件設計[2,3]，隨著環境的改變和時間的老化，常會出現失準等問題，對于需要依靠定量讀數進行病情判斷的醫院來說，無疑存在巨大的診治風險，因此這種血壓計也并不適合使用。

2數字顯示式人工干預型血壓計的方案設計

本方案要解決目前血壓計或是因采用汞柱壓值計讀而造成環境污染，或是因采用電子聽診脈搏音而造成計量差異性大、準確性與重復性低的問題，為此提供一種數字顯示人工干預式電子血壓計，這種血壓計構造簡單，避免采用汞柱所造成的環境污染，脈搏音聽診判斷正確，壓值計量準確，重復性好。結合圖1，是本方案的設計原理圖，本方案的原理特征在于用軟管連接了充氣皮球和顯示器，充氣皮球的與傳統水銀式的血壓計的功能相同，是為了給待測人員的動脈處加壓，以實現測量的壓強平衡。充氣皮球上端仍設有3個開關，放氣按鈕、收縮壓判定按鈕、舒張壓判定按鈕，不同的是這3個按鈕具備信號無線信號處理裝置，可將處理后的信號傳給主控MCU芯片。方案中的MCU芯片為貝嶺所生產的BL6534A芯片，該芯片的特點是內置3路12為Σ-ΔADC通道，該芯片Flash空間256Kb，并具備32Kb的SRAM，可滿足復雜的程序運行。并且BL6534A中含有LDC驅動的電路，可支持4~8COM的顯示驅動，工作電壓更是從2.5V~5.5V。因此當傳感器獲得信號后，進行濾波整形和放大，放大倍數一般控制在50~100倍之間，放大后的信號進入到高速的A/D轉換器中，A/D轉換器對模擬信號數字化并進行數字濾波。同時MCU內部的溫度傳感器將對外部溫度進行線性補償，然后根據量程范圍進行量程轉換并將其送到PDM存儲器輸出，通過轉換電路輸出數字量，同時將傳感器輸入信號以相應的數值顯示在液晶顯示器上，這樣即完成了對血壓的測量。

3方案設計改進

上述設計雖然在一定程度上取代了傳統的汞柱型血壓計，可以看出，血壓計仍需充氣囊手動控制來測量收縮壓、舒張壓，操作仍有一定的局限性。隨著溫度的變化測量誤仍不可避免。因此基于對專業醫學人士的請教，發現通過測量耳機取代了傳統的聽診器、充氣囊，此種裝置可以在耳垂部直接測量血壓值和心率值，利用腦電測量系統代替了皮膚電阻測量系統，能夠更好地反映測量的準確性和可信度。圖2為改進后的原理圖，由控制器、腦電測量模塊、揚聲器、數字顯示器組成，其用控制器取代了聽診器和充氣囊，并增加了腦電測量模塊，控制器能夠生成脈沖信號，經微處理器計算處理后，得到心率數據，并自動檢測收縮壓、舒張壓的時刻，測量其收縮壓、舒張壓數值。腦電測量模塊能夠自動測量受測者的精神狀態，反映血壓測量的準確性和可信度。改進后的血壓計分為兩部分：測量部分和顯示部分，測量部分包括控制器、腦電測量模塊，顯示部分為數字顯示器，測量部分為耳機形狀，其上有耳槽和耳槽連接曲柄，腦電測量模塊和控制器位于耳槽殼上，腦電測量模塊引出一個腦電測量電極，其腦電測量電極測量時位于前額上方，為防止外部光線的影響，其耳槽為不透光結構，其內部置有近紅外傳感器，近紅外傳感器從控制器引出的，測量時正好可置于耳垂上，控制器內部還含有微處理器和無線收發芯片，其與數字顯示器通過無線通信，控制數字顯示器的工作，腦電測量模塊與控制器內部的微處理器直接通過串行口相連接。圖3為本方案的控制電路圖，控制器由近紅外傳感器電路、信號放大和整形電路、無線收發電路等組成，近紅外傳感器電路由近紅外線發射二極管和接收二極管組成，將近紅外傳感器置于耳垂上，心臟的舒張會帶來人體血液的流動，這種流動會展現在每一個毛細血管上。因此用發射二極管和接受二極管，可以捕捉到耳垂中毛細血管血液變化，即可判斷出血液的流動特性。血液的飽和度強，則壓力變大，且心跳的頻率與血液的舒張頻率對應，因此紅外的二極管即可捕捉到和心跳對應的脈沖信號。所產生的脈沖信號F1~F3、R3~R5、C1、C2等組成的低通放大器放大，然后經F4、R6、R7、C3組成的放大器進一步放大，最紅一路輸出至MCU的P0.7引腳，作為測量血壓值的信號，另一路送給由F5、F6、RP1、R8等組成的施密特觸發器整形后輸出，接到微處理器的P3.2引腳，作為測量心率的信號，電路中的可變電阻RP1用來調整施密特觸發器的閾值，發光二極管VD3接到P3.3引腳，作脈搏測量狀態顯示，脈搏每跳動一次，VD3點亮一次。無線收發電路采用A7105芯片，采用四線制SPI串行通信技術，其片選信號SCS接微處理器的P1.0引腳，串行時鐘信號SCK接P1.1引腳，讀信號SDIO接P1.2引腳，寫信號GIOI接P1.3引腳。改進后的裝置運行穩定可靠。

4結語

電子式的護理產品，是為中國護理事業進一步的與國際接軌，提供了強有力的技術保障。通過上述對血壓計的改進設計，經在臨床護理中的對比試驗，電子式血壓計具有適應能強，操作簡便，讀取方便等特點，適合在護理中廣泛推廣。

參考文獻

[1]王甲,阮頤.一種簡化型M-BUS通信芯片設計[J].集成電路應用,2017,34(01):33-35.

[2]王甲,傅代軍,阮頤,宋文博.一種單IO口控制的繼電器驅動芯片設計思路[J].集成電路應用,2017,34(05):27-29.

作者:馬麗 宋文溪 單位:山東巨野縣中醫院 山東寧智電子科技有限公司