引言
血壓監(jiān)測儀或稱為血壓計主要利用一個充氣袖帶和監(jiān)聽設備,,通過偵聽的方式測量血壓;也可以利用壓力傳感器測量血壓。這種監(jiān)測儀可以通過兩種途徑實現:對袖帶手動充氣,利用聽診器監(jiān)聽動脈壁發(fā)出的聲音(聽診法);或者在血壓計內部嵌入一個壓力傳感器,對動脈壁的振動進行測量(振量法),。
上臂式血壓計
腕式血壓計
自動電子血壓計
自動檢測血壓計有兩種類型:上臂式血壓計和腕式血壓計,。上臂式血壓計包含一個氣囊,,測量時將其纏縛于上臂。充氣袖帶通過一條皮管連接到放置在手臂附近的監(jiān)視器,。腕式血壓計尺寸較小,,整個裝置可以纏繞在手腕上,因此,,這類產品對尺寸的要求比較嚴格,。有些上臂式血壓計需要手動充氣,但目前市場上的多數上臂式和腕式血壓計都采用了全自動設計,。
測量技術
自動電子血壓計首先對袖帶充氣使其具有足夠的壓力,,從而阻止血液在局部主動脈的流動。隨著壓力逐漸釋放,,當血液開始流過動脈時,,測量到的壓力值為心臟收縮壓。同時還可以監(jiān)測到脈搏跳動的速率,。當血流又恢復暢通時,,此時測量到的數值相當于心臟的舒張壓。由此完成一次完整的測量周期,,整個過程由裝置中的泵,、充氣袖帶、電子閥和壓力傳感器完成,。
壓力傳感器產生的信號經過運算放大器或儀表放大器調理后送入模/數轉換器(ADC),。然后,針對不同類型的監(jiān)視器和傳感器,,采用適當的方法在數字域計算心臟收縮壓,、舒張壓和脈搏速率,并將得到的結果顯示在液晶屏(LCD)上,,通常還會將數據和對應的時間/日期存儲到非易失存儲器內,。
帶有高級語音提示功能的血壓計功能框圖。
數據接口
有些血壓計能夠把數據上傳到計算機,,以便進行更深入的分析和后期測量跟蹤,,可以通過USB接口傳輸數據??梢赃x擇一個分立的USB收發(fā)器,,也可以選擇內置這種收發(fā)器的微控制器。
音頻提示
血壓計的音頻提示可以是簡單的蜂鳴聲,,也可以采用高端語音提示,。簡單的蜂鳴器可以利用微控制器的一個或兩個脈寬調制(PWM)輸出端口引腳驅動;對于高級語音提示功能電路,可以選擇音頻數/模轉換器(DAC)和揚聲器放大器處理音頻信號,。
電源管理
上臂式血壓計通常采用4節(jié)AAA (1.5V)堿性電池供電,,腕式血壓計大多采用2節(jié)AAA堿性電池供電。血壓計泵和模擬電路要求5V或3.3V供電,,數字電路根據具體采用的測量技術選擇3.3V或1.8V供電,。由此,一個典型的上臂式血壓計需要一路buck-boost開關電源為泵/模擬電路提供5V電源,,另外還需要一路低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)為數字電路提供3.3V電源,。典型的腕式血壓計則采用boost開關電源提供泵/模擬電路所需的3.3V電源,利用一個LDO將輸入電壓轉換到1.8V,,為數字電路供電,。
為了延長電池使用壽命,血壓計不工作時可以關斷電源,,而只維持實時時鐘(RTC)有效并可快速恢復血壓計的工作狀態(tài),。
顯示與背光
血壓計大多使用簡單的段式LCD顯示器,其中包含100段或更少的段碼,,LCD驅動器通常集成在微控制器內部,。利用一個或兩個白光LED (WLED)或電致發(fā)光(EL)燈源提供顯示器背光。腕式血壓計可以采用開關電源拓撲提供WLED驅動,,上臂式血壓計則可采用線性穩(wěn)壓器提供WLED驅動,。
靜電放電
所有血壓計監(jiān)視器必須通過IEC 61000-4-2的靜電放電(ESD)的測試要求,可以利用內置ESD保護的器件,,或者采用ESD保護線對暴露在接口位置的線路加以保護,。