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摘要：随着科技的进步，电子血压计取代汞柱型血压计是历史的必然。结合多年以来的护理经验，依靠电子技术、通信技术为支撑的电子血压计的设计。经试验，设计具有稳定性高、适应性强等特点。
关键词：集成电路应用；血压计；压力；水银；护理专业
1引言
现有血压计主要分为两种：一种是水银的血压计，水银的血压计是利用液体的压强与人体血液的压强平衡的原理设计的。使用水银的原因在于，水银是一种廉价的、高密度的金属液体。众所周知，76mm的水银柱的压强约等于10.3m的纯净水的压强，因此血压计如果用水去做，体积将非常的庞大。但水银作为一种有毒金属液体，在使用中难免会遇到破损、遗失等问题，而这些破损和遗失的水银血压计中所含的水银，大部分将挥发在医院等场合。这是一个极大的污染，因此对于医院这种环境中，其实水银制的血压计并绝对安全。另一种是电子的血压计。目前的电子血压计，虽然体积小巧，但通常设计比较复杂，成本很高，并且由于多采用民用级的电子元件设计[2,3]，随着环境的改变和时间的老化，常会出现失准等问题，对于需要依靠定量读数进行病情判断的医院来说，无疑存在巨大的诊治风险，因此这种血压计也并不适合使用。
2数字显示式人工干预型血压计的方案设计
本方案要解决目前血压计或是因采用汞柱压值计读而造成环境污染，或是因采用电子听诊脉搏音而造成计量差异性大、准确性与重复性低的问题，为此提供一种数字显示人工干预式电子血压计，这种血压计构造简单，避免采用汞柱所造成的环境污染，脉搏音听诊判断正确，压值计量准确，重复性好。结合图1，是本方案的设计原理图，本方案的原理特征在于用软管连接了充气皮球和显示器，充气皮球的与传统水银式的血压计的功能相同，是为了给待测人员的动脉处加压，以实现测量的压强平衡。充气皮球上端仍设有3个开关，放气按钮、收缩压判定按钮、舒张压判定按钮，不同的是这3个按钮具备信号无线信号处理装置，可将处理后的信号传给主控MCU芯片。方案中的MCU芯片为贝岭所生产的BL6534A芯片，该芯片的特点是内置3路12为Σ-ΔADC通道，该芯片Flash空间256Kb，并具备32Kb的SRAM，可满足复杂的程序运行。并且BL6534A中含有LDC驱动的电路，可支持4~8COM的显示驱动，工作电压更是从2.5V~5.5V。因此当传感器获得信号后，进行滤波整形和放大，放大倍数一般控制在50~100倍之间，放大后的信号进入到高速的A/D转换器中，A/D转换器对模拟信号数字化并进行数字滤波。同时MCU内部的温度传感器将对外部温度进行线性补偿，然后根据量程范围进行量程转换并将其送到PDM存储器输出，通过转换电路输出数字量，同时将传感器输入信号以相应的数值显示在液晶显示器上，这样即完成了对血压的测量。
3方案设计改进
上述设计虽然在一定程度上取代了传统的汞柱型血压计，可以看出，血压计仍需充气囊手动控制来测量收缩压、舒张压，操作仍有一定的局限性。随着温度的变化测量误仍不可避免。因此基于对专业医学人士的请教，发现通过测量耳机取代了传统的听诊器、充气囊，此种装置可以在耳垂部直接测量血压值和心率值，利用脑电测量系统代替了皮肤电阻测量系统，能够更好地反映测量的准确性和可信度。图2为改进后的原理图，由控制器、脑电测量模块、扬声器、数字显示器组成，其用控制器取代了听诊器和充气囊，并增加了脑电测量模块，控制器能够生成脉冲信号，经微处理器计算处理后，得到心率数据，并自动检测收缩压、舒张压的时刻，测量其收缩压、舒张压数值。脑电测量模块能够自动测量受测者的精神状态，反映血压测量的准确性和可信度。改进后的血压计分为两部分：测量部分和显示部分，测量部分包括控制器、脑电测量模块，显示部分为数字显示器，测量部分为耳机形状，其上有耳槽和耳槽连接曲柄，脑电测量模块和控制器位于耳槽壳上，脑电测量模块引出一个脑电测量电极，其脑电测量电极测量时位于前额上方，为防止外部光线的影响，其耳槽为不透光结构，其内部置有近红外传感器，近红外传感器从控制器引出的，测量时正好可置于耳垂上，控制器内部还含有微处理器和无线收发芯片，其与数字显示器通过无线通信，控制数字显示器的工作，脑电测量模块与控制器内部的微处理器直接通过串行口相连接。图3为本方案的控制电路图，控制器由近红外传感器电路、信号放大和整形电路、无线收发电路等组成，近红外传感器电路由近红外线发射二极管和接收二极管组成，将近红外传感器置于耳垂上，心脏的舒张会带来人体血液的流动，这种流动会展现在每一个毛细血管上。因此用发射二极管和接受二极管，可以捕捉到耳垂中毛细血管血液变化，即可判断出血液的流动特性。血液的饱和度强，则压力变大，且心跳的频率与血液的舒张频率对应，因此红外的二极管即可捕捉到和心跳对应的脉冲信号。所产生的脉冲信号F1~F3、R3~R5、C1、C2等组成的低通放大器放大，然后经F4、R6、R7、C3组成的放大器进一步放大，最红一路输出至MCU的P0.7引脚，作为测量血压值的信号，另一路送给由F5、F6、RP1、R8等组成的施密特触发器整形后输出，接到微处理器的P3.2引脚，作为测量心率的信号，电路中的可变电阻RP1用来调整施密特触发器的阈值，发光二极管VD3接到P3.3引脚，作脉搏测量状态显示，脉搏每跳动一次，VD3点亮一次。无线收发电路采用A7105芯片，采用四线制SPI串行通信技术，其片选信号SCS接微处理器的P1.0引脚，串行时钟信号SCK接P1.1引脚，读信号SDIO接P1.2引脚，写信号GIOI接P1.3引脚。改进后的装置运行稳定可靠。
4结语
电子式的护理产品，是为中国护理事业进一步的与国际接轨，提供了强有力的技术保障。通过上述对血压计的改进设计，经在临床护理中的对比试验，电子式血压计具有适应能强，操作简便，读取方便等特点，适合在护理中广泛推广。
参考文献
[1]王甲,阮颐.一种简化型M-BUS通信芯片设计[J].集成电路应用,2017,34(01):33-35.
[2]王甲,傅代军,阮颐,宋文博.一种单IO口控制的继电器驱动芯片设计思路[J].集成电路应用,2017,34(05):27-29.
作者:马丽 宋文溪 单位:山东巨野县中医院 山东宁智电子科技有限公司