采用AT89C52的振弦式血压测量仪设计

　　血压的传统测量是采用水银血压计, 手工操作, 人眼观察,需要专业医务人员操作, 很不方便, 测量精度不高, 误差较大,现有的电子血压计常用的传感器是压电式压力传感器, 测有心血管病的病人血压或测低压信号时性能稍差, 故利用振弦式传感器原理, 设计了一种新型的振弦式血压测量仪, 内含单片机控制器, 有液晶显示装置, 可以显示出收缩压和舒张压的大小,灵敏度高, 另外, 还有血压超限报警。

　　1 血压测量的基本原理和方法

　　目前的电子血压计, 基本采用柯氏声法或振动波法进行血压测量, 两者都需要用袖带阻断动脉血液流动, 在充放气过程中检测柯氏声或振荡波, 然后利用检测到的特征点所对应时刻袖带内的压力值来确定血压值。柯氏声法即 1905 年 Korotkow(俄国医生)开发的听诊血压测定法。振动波法测量过程与柯氏法类似。目前国内外的电子血压计普遍采用幅值系数法判别收缩压和舒张压。脉搏 波动最大幅值 AM与收缩压脉搏波动幅值AS 及舒张压脉搏波动幅值 AD 对于不同的受检验者均有如下比例关系:

　　根据上海医用仪表厂多年的研究成果, 取KS=0.58, KD=0.77, 由此, 只要测量出血压振荡波的最大幅值, 就可获得收缩压脉搏波动幅值和舒张压脉搏波动幅值, 再对应获得产生此收缩压脉搏波动幅值和舒张压脉搏波动幅值的袖带压力值, 就是所求得收缩压和舒张压绝对值。

　　本文采用振动波法, 设计了一种振弦式血压测量仪, 以振弦式压力传感器来敏感袖带压力及血压振动波, 血压测量时单片机采集并存储放气过程中检测到的脉搏跳动波及其对应的袖带压力, 当记录的脉搏波动次数达到要求后, 打开气阀释放残余气体, 单片机利用存储的脉搏波动数据求得脉搏波动包络线(近似抛物线), 有了抛物线, 就可以确定抛物线下符合系数 KS点的袖带压力即收缩压及符合系数KD下袖带压力即舒张压,计算完毕后经液晶显示屏显示出收缩压、舒张压及平均压。同时, 高低血压有超限的还有报警声提示。

　　2 振弦式血压测量仪的总体硬件结构设计

　　电子血压计由微控制器、气袖带、电动气泵、振弦式压力传感器, 电磁泄气阀、液晶显示器、键盘等构成。硬件结构框图如图1 所示, 由七个主要模块构成。

　　(1) 主控制器模块———微控制器采用 AT89C52 为控制芯片, 信号处理模块—主要功能是脉搏波的判断和检测, 主要分两步: 第一步, 对 A/D 采样的脉搏波信号进行低通滤波处理, 排除因外界干扰造成的信号读数的误差; 第二步, 采用相关运算,最大程度地排除因手臂的运动造成的误差。在这基础上, 分析信号, 得到波形的峰- 峰值(判断收缩压, 舒张压和平均压), 得到每个脉搏波的时间(供心率的计算)。