专利名称：一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计。
背景技术：
据有关统计资料显示，我国现有的高血压患者已达一亿，并且每年新增人数在300 万以上。从高血压的危害来看，高血压病已成为人类的头号隐形杀手。高血压病不但是长期危害人体健康的一种慢性病，而且它还是脑中风、冠心病、心肌梗死、心力衰竭、肾衰等疾病的祸首，因此被人们称为“无形杀手”。治疗高血压病，首先是要准确地测量血压。测量血压的仪器称为血压计。血压计可分为直接式和间接式两种。两种血压计的工作原理是不相同的，直接式是用压力传感器直接测量压力变化；间接式的工作原理则是控制从外部施加到被测部位上的压强，并将控制的结果与其相关的柯氏音的产生和消失的信息加以判断。前者不管对动脉或静脉都可连续测试，而后者只能测量动脉的收缩压和舒张压。目前市面上常用的血压计有水银柱式血压计、气压表式血压计和电子血压计三种。水银式血压计比电子血压计和表式血压计准确而安全，全世界通用，被认为是血压测定的“金标准”。但水银柱式血压计对操作技术要求较高，而且含汞，如果处置不当，会成为医院、家庭主要污染源，一般适用于医院和诊所。由于含汞温度计含有污染和毒性很大的水银，近年来，世界各国纷纷对汞的供应和使用采取了限制和禁止措施。2007年，欧洲议会通过立法，禁止欧盟各国使用含汞温度计。到2007年年底，美国有13个州已经通过立法禁止使用含汞温度计，医疗系统转而购买更安全的替代品。在2009年2月肯尼亚内罗毕举行的联合国环境计划(UNEP)第25次管理理事会议上，各国环境部长达成共识联合国环境规划署将在2010年至2013年间召开5次政府间谈判委员会系列会议，并计划到2013年达成国际汞污染控制公约。也就是说，传统水银血压计废弃之后，其它形式的血压计将全面占据市场。气压表式血压计，利用气压泵操作测压，它体积小，携带方便，且无水银外泄的缺点，但随着应用次数的增加，会因弹簧形式改变而影响结果的准确性，所以需要定期与标准的水银柱式血压计进行校准。电子血压计外观轻巧，携带方便，操作简易，显示明了，比较适合一般家庭使用。电子血压计主要采用示波法实现无创测量血压。利用电子压力传感器判别、记载血压测量过程中的压力和脉搏信号，通过临床考证过的算法程序处理，最终得出压缩压和舒张压。这种血压计的不足就是算法复杂，容易随条件的变化而产生较大的测量误差。市售的电子血压计，如按测量部位来区分，可分为手腕式与上臂式；如按测量方式来划分，可分为全自动式与半自动式。相对而言，手腕式电子血压计不及上臂式电子血压计准确，并且价格也较贵。由此可见，研制一种新型环保方便实用的血压计迫在眉睫。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有三种血压计污染较大、算法复杂、测量误差随条件变化较大等缺陷，提供一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计。它在传统血压计基础上进行改造，保留气囊、袖带，对血压测量进行即时数字显示，进而取代繁琐的传统机械指针式表头和水银柱式指示器单元。它采用新型压力传感器和单片机，对压力信号数据进行数据传输、采样和处理，动态精确监控血压，成本低廉、操作简单、 功能新颖、便于携带，具备良好的临床应用与市场推广价值。非专业人士亦可自助操作，轻松获得血压体征参数。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案 本实用新型提供了一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，所述血压计由血压压力采集与处理单元和心跳音监听电路构成，所述血压压力采集与处理单元由血压计袖带、气囊、导气管、压力传感器和单片机构成，所述血压计袖带连接气囊和导气管，通过导气管连接压力传感器，压力传感器和单片机连接，单片机连接一个显示驱动电路，所述心跳音监听电路包括微音监听器，所述微音监听器连接一个固态功放，所述固态功放连接心跳音扩声喇叭，所述微音监听器安装于血压计袖带中。所述压力传感器通过运算放大器和A/D转换电路和单片机连接，单片机连接一个对A/D转换电路进行校准的电路。所述显示驱动电路包括和单片机连接的LED显示器驱动电路，LED显示器驱动电路连接即时显示血压读数的LED显示器。所述单片机连接复位和晶振电路，所述复位和晶振电路包括复位开关、复位电路和晶振电路，所述晶振电路和单片机连接，所述复位电路和单片机分别和复位开关连接。所述单片机连接清零、校准开关及电源模块单元，所述清零、校准开关包括清零开关和校准开关，所述清零开关和校准开关分别和单片机连接，电源模块单元包括充电电池， 所述充电电池分别连接给单片机供电的变压模块和给除单片机以外部件供电的变压模块， 给单片机供电的变压模块通过电路总开关和单片机连接。本实用新型工作原理既不像直接式血压计采用压力传感器直接测量压力变化；也不像间接式血压计控制从外部施加到被测部位上的压强，并将控制的结果与其相关的柯氏音的产生和消失的信息加以判断。本系统采用高灵敏度的微音监听器，记录心跳音，并放大至心跳音扩声喇叭；同时根据心跳音的显著变化，实时记录并即时显示血压收缩压和舒张压的数值，测量人可以随时观察。本实用新型利用监听心跳声的显著变化直接观察血压读数。由于拥有心跳音监听电路，且利用手动气囊进气即可操作。与目前市场各类血压计相比，操作简单，价格低廉，拥有较实用的价值。本实用新型的工作原理为将袖带捆扎于手臂上，首先人工挤压气囊，对袖带充气，使其具有足够的压力，从而阻止血液在局部主动脉的流动。随着压力逐渐释放，当血液刚开始流过动脉时，此时压力传感器测量到的压力值即为心脏收缩压。此后压力一直在减小，直到血流完全恢复畅通时， 此时压力传感器测量到的数值相当于心脏的舒张压。由此，完成一次完整的测量周期。压力大小经由运算放大器放大、由A/D转换电路送入单片机。由单片机将压力数值通过LED显示驱动电路，送至即时显示血压读数的LED显示器。同时，当气囊对血压计袖带进出气时，心跳音监听电路高效且不失真地放大心跳声音，并放大至扩声喇叭，以便清晰地监听到心跳音。测量人用气囊进气，同时注意聆听心跳音。当血压计袖带的压力值从高于收缩压向低于收缩压变化时，产生心跳音。此时，测量人根据心跳音的显著变化，直接观察收缩压数值；当血压计袖带的压力值从高于舒张压向低于舒张压变化时，心跳音消失。此时，测量人根据心跳音的显著变化，直接观察舒张压数值。因而，本实用新型的独有特点是(1)功能新颖，直接根据心跳声的显著变化即可确定并即时显示血压收缩压和舒张压数值，不再采用电子血压计血压测试的繁琐算法。这是一个显著进步。(2)使测试者实时听见心跳，看见血压数值，操作简单，直观形象；非专业人士亦可自助操作，轻松获得血压参数。( 在传统血压计基础上进行改造，只保留气囊和袖带，利用手动进气即可操作，进而取代繁琐的传统机械指针式表头和水银柱式指示器单元，成本非常低廉，具备良好的临床应用与市场推广价值。
图1为本实用新型结构示意图。图中1、血压计袖带；2、气囊；3、导气管；4、压力传感器；5、运算放大器；6、A/D转换电路；7、单片机；8、对A/D转换电路进行校准的电路；9、微音监听器；10、四芯线；11、固态功放；12、心跳音扩声喇叭；13、复位开关；14、复位电路；15、晶振电路；16、LED显示器驱动电路；17、即时显示血压读数的LED ；18、清零开关；19、校准开关；20、充电电池；21、给单片机供电的变压模块；22、给除单片机以外部件供电的变压模块；23、电路总开关。图2为本实用新型数据采集部分电路图。图3为本实用新型中对A/D转换电路进行校准的电路图。图4为本实用新型显示驱动电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，所述血压计由血压压力采集与处理单元和心跳音监听电路构成，所述血压压力采集与处理单元由血压计袖带1、气囊2、导气管3、压力传感器4、运算放大器5、A/D转换单元6、 单片机7和对A/D转换电路进行校准的电路8构成，所述血压计袖带连接气囊和导气管，通过导气管连接压力传感器，压力传感器通过运算放大器、A/D转换单元和单片机连接，单片机连接对A/D转换电路进行校准的电路，对A/D转换电路进行校准的电路保证了 A/D转换电路的精度和准确性。单片机连接一个显示驱动电路，所述心跳音监听电路包括微音监听器9，所述微音监听器通过四芯线10连接一个固态功放11，所述固态功放连接心跳音扩声喇叭12，所述微音监听器安装于血压计袖带中。所述显示驱动电路包括和单片机连接的LED显示器驱动电路16，LED显示器驱动电路连接即时显示血压读数的LED显示器17。所述单片机连接复位和晶振电路，所述复位和晶振电路包括复位开关13、复位电路14和晶振电路15，所述晶振电路和单片机连接，所述复位电路和单片机分别和复位开关连接。所述单片机连接清零、校准开关及电源模块单元，所述清零、校准开关包括清零开关18和校准开关19，所述清零开关和校准开关分别和单片机连接，电源模块单元包括充电电池20，所述充电电池分别连接给单片机供电的变压模块21和给除单片机以外部件供电的变压模块22，给单片机供电的变压模块通过电路总开关23和单片机连接。图2为本实用新型数据采集部分电路图。图3为本实用新型中对A/D转换电路进行校准的电路图。图4为本实用新型显示驱动电路图。本实用新型中，压力传感器为MPXM2053GS，接受血压计袖带的压力值；运算放大器采用MAX7652 ；A/D转换电路采用AD7710芯片构建完成；单片机采用AT89S51 ；对A/D转换电路进行校准的电路采用X25045构建完成，其为美国Xicor公司生产的具有可编程看门狗、电压监控、串行E2PROM功能的高性能集成电路芯片，在本实用新型中主要功能就是存储 AD7710的校准参数及系统复位。LED显示器驱动电路采用了 MAX7219来驱动LED显示器。MAX7219为MAXIM公司出品的串行输入输出、共阴极、8位数字LED显示驱动器，只须一个外部电阻就可以为所有的LED段电流进行设置，简化了电路设计，提高了系统的可靠性。MAX7219采用串行接口方式，AT89S51与其连接只需要用3条I/O线(LOAD、DIN、CLK)便可实现数据传送，各个数字均可被寻址和更新，而不需要重写整个显示器。清零开关为清除显示器数值之用；校准开关为校准AD7710之用。充电电池为9V 充电电池，给单片机供电的变压模块以及给除单片机以外其它部件供电的变压模块均为 LM7805CV芯片。9V充电电池通过给单片机供电的变压模块给单片机和复位电路等多个部件提供工作电压。9V充电电池通过给除单片机以外其它部件供电的变压模块，分别为压力传感器、运算放大器、A/D转换电路、对A/D转换电路进行校准的电路、微音传感器、固态功放、心跳音扩声喇叭、LED显示器驱动电路、即时显示血压读数的LED显示器等多个部件进行供电。电路总开关起到控制整个系统电源开闭的作用。本实用新型工作原理既不像直接式血压计采用压力传感器直接测量压力变化；也不像间接式血压计控制从外部施加到被测部位上的压强，并将控制的结果与其相关的柯氏音的产生和消失的信息加以判断。本系统采用高灵敏度的微音监听器，记录心跳音，并放大至心跳音扩声喇叭；同时根据心跳音的显著变化，实时记录并即时显示血压收缩压和舒张压的数值，测量人可以随时观察。本实用新型利用监听心跳声的显著变化直接观察血压读数。由于拥有心跳音监听电路，且利用手动气囊进气即可操作。与目前市场各类血压计相比，操作简单，价格低廉，拥有较实用的价值。本实用新型的工作原理为将袖带捆扎于手臂上，首先人工挤压气囊，对袖带充气，使其具有足够的压力，从而阻止血液在局部主动脉的流动。随着压力逐渐释放，当血液刚开始流过动脉时，此时压力传感器测量到的压力值即为心脏收缩压。此后压力一直在减小，直到血流完全恢复畅通时， 此时压力传感器测量到的数值相当于心脏的舒张压。由此，完成一次完整的测量周期。压力大小经由运算放大器放大、由A/D转换电路送入单片机。由单片机将压力数值通过LED显示驱动电路，送至即时显示血压读数的LED显示器。同时，当气囊对血压计袖带进出气时，心跳音监听电路高效且不失真地放大心跳声音，并放大至扩声喇叭，以便清晰地监听到心跳音。测量人用气囊进气，同时注意聆听心跳音。当血压计袖带的压力值从高于收缩压向低于收缩压变化时，产生心跳音。此时，测量人根据心跳音的显著变化，直接观察收缩压数值；当血压计袖带的压力值从高于舒张压向低于舒张压变化时，心跳音消失。此时，测量人根据心跳音的显著变化，直接观察舒张压数值。最后应说明的是显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例， 而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，其特征在于所述血压计由血压压力采集与处理单元和心跳音监听电路构成，所述血压压力采集与处理单元由血压计袖带、气囊、导气管、压力传感器和单片机构成，所述血压计袖带连接气囊和导气管，通过导气管连接压力传感器，压力传感器和单片机连接，单片机连接一个显示驱动电路，所述心跳音监听电路包括微音监听器，所述微音监听器连接一个固态功放，所述固态功放连接心跳音扩声喇叭，所述微音监听器安装于血压计袖带中。
2.如权利要求1所述的基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，其特征在于所述压力传感器通过运算放大器和A/D转换电路和单片机连接，单片机连接一个对A/D转换电路进行校准的电路。
3.如权利要求2所述的基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，其特征在于所述显示驱动电路包括和单片机连接的LED显示器驱动电路，LED显示器驱动电路连接即时显示血压读数的LED显示器。
4.如权利要求3所述的基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，其特征在于所述单片机连接复位和晶振电路，所述复位和晶振电路包括复位开关、复位电路和晶振电路， 所述晶振电路和单片机连接，所述复位电路和单片机分别和复位开关连接。
5.如权利要求4所述的基于语音监听技术的即时显示式数字血压计，其特征在于所述单片机连接清零、校准开关及电源模块单元，所述清零、校准开关包括清零开关和校准开关，所述清零开关和校准开关分别和单片机连接，电源模块单元包括充电电池，所述充电电池分别连接给单片机供电的变压模块和给除单片机以外部件供电的变压模块，给单片机供电的变压模块通过电路总开关和单片机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于语音监听技术的即时显示式数字血压计。所述血压计由血压压力采集与处理单元和心跳音监听电路构成，所述血压压力采集与处理单元由血压计袖带、气囊、导气管、压力传感器和单片机构成，所述血压计袖带连接气囊和导气管，通过导气管连接压力传感器，压力传感器和单片机连接，单片机连接一个显示驱动电路，所述心跳音监听电路包括微音监听器，所述微音监听器连接一个固态功放，所述固态功放连接心跳音扩声喇叭，所述微音监听器安装于血压计袖带中。本实用新型利用监听心跳声的显著变化直接观察血压读数。本实用新型成本低廉、操作简单、功能新颖、便于携带，具备良好的临床应用与市场推广价值。
文档编号A61B5/022GK202235343SQ201120335738
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者于旭东, 周宁, 张帆, 战延谋, 段同华, 焦保健, 马建华 申请人:张帆, 焦保健