手指血压计的研制

　　一、引言

　　血压计是一种非常普遍的基本医疗仪器。常用的血压计采用非损伤方法，测量原理为柯氏阻塞法。用非损伤性方法测量血压时，最常见的是把振动传感器、微音传感器或听诊器与一个可充气的气袖联为一体，气袖与水银压力计或无汞压力计相连，在半自动或全自动血压测量仪器中，其原理与常用血压计完全一样，只不过用微音传感器代替了听诊器，用压力传感器代替了水银压力计。半自动血压计同样需要人工对袖套进行充气和放气，而全自动血压计则需要一套能自动充气和放气的泵及其控制系统。这些非损伤的血压计均需要充气的袖套，因而使用繁琐。本文介绍的手指血压计采用了一只全新的血压测量方法。

　　二、原理和方法

　　如图1为非损伤测量血压的原理。使用这类仪器时先将动脉处加压到比该处脉搏消失时的压力高30%左右，然后缓慢降低压力至0，降压的时间为1分钟左右。获得类似图1的波形，在由200mmHg 25800Pa开始的降支段上，其中第一个脉动出现时的压力就是动脉收缩压，最后一个可读出的脉动消失时对应的压力就是动脉舒张压。手指血压计不用充气的袖套;只需用手指按紧力传感器，然后缓慢释放，同时用光电容积式脉搏波传感器检测搏波。每一次脉搏实际上是心脏收缩与舒张的结果，而每一次心脏收缩与舒张都会导致手指指尖充血量的变化，所以手指指尖充血量的变化波形也代表了脉搏波的波形。光电容积式脉搏波传感器以此原理工作。使用时首先用食指用力按紧力传感器(力大约为5--10N)，此时食指的脉搏停止，然后缓慢释放(约1分钟)。在释放力的过程中，力传感器和光电容积式脉搏波传感器同时监测食指，此过程中出现第一次脉搏时的力对应于动脉收缩压，最后一次脉搏波消失时的力对应于动脉舒张压。

　　三、复合传感器的设计

　　从以上介绍的原理可以看出，要通过手指测量血压，设计出合理的能同时测量力与脉搏波的复合传感器是关键之一。复合传感器要求能伺时分别测出力和脉搏波。如图2，力传感器为悬臂梁结构的应变式力传感器，量程lON，在悬臂梁的末端有一个面积为1 cm“的台肩作为与手指的接触面。由于手指接触面积恒定，所以手指力与压力有固定的正比关系。应变片贴在悬臂梁的挠性部分，实际结构中在悬臂梁的末端还有机械限位装置以避免用力过大时损坏悬臂梁。作为手指接触面的台肩中心开有一个5的孔安装发光二极管，而发光二极管的对面安装有相配的光敏电阻，它们共同构成光电容积式脉搏波传感器。选择光敏电阻而不用光敏三极管是因为光敏电阻具有更高的灵敏度，对微弱的红色光更加敏感。发光二极管与光敏电阻之间的距离为18mm，足以塞进正常人的食指。