专利名称：柯氏音听诊法血压测量装置及其数据处理方法
技术领域：
本发明属一种医疗设备，具体涉及一种血压测量装置及其该装置的数据 处理方法。
背景技术：
目前常用的血压计有水银柱式(汞柱)血压计、电子血压计和气压表式血 压计三种，电子血压计用压力传感器测出袖带压力并通过电子元件显示出 来，其基本原理多为示波法，根据袖带脉搏波的变化间接地计算血压值，这 种方法判断血管的起膊时刻不是用传统的柯氏音听诊法，而是通过脉搏波传 感器或压力传感器，这在实际应用中有很大的误差，而气压表式血压计测量 原理虽然是柯氏音听诊法，但压力数值指示部分由于所采用的弹簧指针也存 在易变形不准确的问题，使得测量结果不准确，且需要经常性校准以保证其 测量精度，所以目前医学界公认的血压测量设备只有柯氏音水银柱血压计可 以精确测量血压值，具有较高的准确性和稳定性。柯氏音听诊血压计有一百 多年的临床实践基础，是事实上无创血压测量的"金标准"，现在用于诊断 和治疗高血压的指导原则也是基于柯氏音水银血压计的测量值。
但是目前临床和家庭中广泛使用的柯氏音水银(汞柱)血压计存在以下 缺陷
1、 环境污染。因为水银(汞)有毒，水银血压计在使用过程中经常发 生水银泄露现象，造成环境污染；
2、 血压测量过程操作者引入的主观误差难以控制，从而降低了系统测 量精度。如美国心脏协会(AHA)对使用水银血压计测量血压时的放气速 率、数值读取等有严格的要求，如放气速率应控制在2、mmHg/秒，应读取水 银柱最近的2mmHg等，如果放气速度〉3mmHg/秒，可导致对收縮压明显的低 估，对舒张压则高估。而水银血压计在实际使用过程中操作者很难准确控制放气速率，读数时也会由于个人因素而不能读取水银柱最近的2mmHg，上述 操作者的主观因素会对整体测量结果引入很大误差，事实上水银血压计在 使用过程中的操作者主观因素引入的测量误差倍受争议。
3、压力测量的精度、可靠性有待进一步提高。听诊法水银血压计发明 一百多年以来，技术上没有什么改进，压力的测量、指示仍旧采用液柱(水银 柱)的方式，水银血压计使用过程中很重要的一点是标度问题，即确保压力 测量从零点开始，如果起始线在零之上或之下，那么最后的测量值就会不准 确。
发明内容
本发明旨在克服上述不足，提供一种无汞化，且能提高测量准确性和可 靠性的柯氏音听诊法血压测量装置及其数据处理方法。
解决上述问题的技术方案是本发明设有听诊器、与充放气装置连接的 袖带，其特征在于设有电子压力测量与显示装置，其结构为设有与所述 袖带连接的压力传感器，压力传感器通过信号调理电路和A/D转换电路接数 据处理控制器，数据处理控制器至少设有与电子显示装置连接的袖带压力数 据输出端和袖带压力变化速率提示输出端。
本发明装置的数据处理方法至少包括下述内容
a、 将压力传感器获取的压力信号经信号调理电路和A/D转换电路转换成
数字信号输入到数据处理控制器，将其换算成实际的数字压力值 后，通过电子显示装置显示出袖带压力数字信息；
b、 在袖带压力值的电子显示装置上，设定固定的压力值差作为一个显
示单位，数据处理控制器选择显示装置上能够显示最接近所测压力 信号值的部件显示该测得的压力值；
c、 数据处理控制器对输入的数字压力信号的变化率进行检测，并将其
在电子显示装置上提示显示出来；
d、 在数据处理控制器与袖带连接进行测量压力前，先进行初始压力校 零，即以未加压的袖带压力作为参考零点压力，使该状态下的袖带压力在电本发明方法的进一步方案是包含下述内容
在袖带压力的显示装置上，按每2mmHg压力值差作为一个显示单位， 数据处理控制器控制显示部件的方法是对测得的压力信号换算成实际数 字压力值V2后，控制显示装置将最接近(V2+l) /2整数值的数值显示出
来，表征该压力测得值。
本发明的操作方法与传统的柯氏音听诊法相同将袖带绑在被测者胳
膊上，用充气装置给袖带充气，然后边放气边用听诊器听，通过柯氏音到 达时刻袖带压力显示装置的显示得到被测者的血压值，同时本发明显示装 置上还会显示放气速率，提示操作者将放气速率控制在适当范围内。
本发明具有以下优点
1、 采用电子压力测量与显示装置替代了原有的水银柱显示装置，可实 现血压测量的无汞化，消除了现有的水银血压计可能带来的汞污染 问题。
2、 本发明装置的根本原理仍旧是采用人工柯氏音听诊法测量血压，所
以可充分利用传统方法百年来的临床实践基础、实践经验，使本发 明测量结果与传统水银血压计的测量结果相吻合，从而保证了本发 明测量结果的权威性。
3、 本发明用电子压力测量与显示装置代替了水银柱显示装置，所
以可利用电子系统的灵活性与智能性，对整个测量过程中容易引 入操作者主观误差的环节进行误差控制，从而从总体上控制操作 者主观因素误差，提高测量系统的测量精度与可靠性，大大改进 了柯氏音听诊法血压测量技术。本发明方法测量前的自动校零可 提高测量的准确性，显示压力变化率可向操作者提示放气速率， 使操作者将放气速率掌握在适度范围内，提高读数的准确性。。
4、 电子测压具有高度的准确性与可靠性，从而提高了系统压力测量的
准确性。
5、 本发明相对于水银血压计携带更加方便，而且使用时不必像水银血 压计那样要注意水银柱的方向性。
66相对于弹簧指针的气压表式血压计，本发明使用电子显示装置进行 压力指示，不存在随着应用次数增多，会因弹簧性状改变而影响结 果的准确性问题，因而不需要经常的维护与校准。
7、本发明方法进一步方案按每2mmHg压力值差作为一个显示单位，数据 处理控制器控制显示装置按将实测压力值V2按最接近(V2+l) /2整数值 的数值显示出来，可减少读数误差。
图1、本发明装置方框示意图
图2、本发明装置电子压力测量显示装置方框原理图
图3、本发明装置实施例压力传感器和信号调理电路图
图4、本发明装置实施例数据处理控制器电路图
图5、本发明装置实施例圆盘形电子显示装置结构示意图
图6、本发明装置实施例长方形立式电子显示装置结构示意图
图7、初始压力自动校零流程图
图8、选择最接近所测压力信号值的部件显示该测得的压力值的流程图
图9、初始化及袖带充气压力指示流程图
图10、放气袖带压力显示及放气速率提示流程图
具体实施方案
参见图l，本例设有常规柯氏音法测血压用的听诊器、血压袖带，袖带 与充放气装置一充气橡皮球囊连通，充气球囊设有放气控制阀。
参见图2，电子压力测量与显示装置结构为在所述的血压袖带上装有
压力传感器，压力传感器依次通过信号调理电路、A/D转换电路与数据处理 控制器连接，数据处理控制器的压力数据输出端和袖带压力变化速率数据输 出端与显示装置连接。
压力传感器可采用市场上的高精度压力传感器，如采用压阻原理的固态 压力传感器，本例压力传感器使用HIT1210-15g，采用恒流源驱动方式，参 见图3，传感器输出差模信号经过由MAX4164构成的仪用放大电路放大，成 为单端信号，经过滤波后从OUT点输出。本例A/D转换电路与数据处理控制器采用微处理器LPC2132实现，参见 图4，前述从OUT点输出的经过调理的信号直接进入微处理器A/D引脚 AD0.7进行采样，微处理器LPC2132测得压力信号后，使用引脚 P0.8 P0.23(共16个引脚)和P1.16 P1.25(共10个引脚)驱动显示装置，电子 显示装置采用LED发光二极管，其中151个LED用于指示0 300mmHg的袖 带压力值，其余7个LED分别用于系统状态提示。
本例显示装置为电子化模拟仪表盘，结构如图5所示，在显示盘上，设 有150个格的等分刻度，每一格单位刻度表征2mmHg压力值差，150个单位 刻度分别表示0 300mmHg范围的压力值，将所述与数据处理控制器袖带压力 输出端连接的151个LED发光二极管分别设置在与每一刻度对应的部位，点 亮的LED即表示与其对应刻度的压力值，本例的每一刻度线对准与其对应的 LED发光二极管。
等分的刻度可以垂直向直线排列，显示盘呈长方形(参见图6)，模 拟水银柱显示装置，等分的刻度也可圆环形排列，模拟圆盘式仪表盘，本例 是在圆盘形显示盘上呈圆环形等分排列(参见图5)，每一刻度外环部位设 置一 LED发光二极管，在同一显示盘上还设有由7个LED发光二极管组成的 系统状态提示显示，其中将5个LED分成左右两排， 一排用于放气速率太快
(>3mmHg/s)时指示,另一组用于放气速率在〈3mmHg/s时指示，还有一个 发光二极管在袖带压力过高时点亮警示，另一个发光二极管用于系统电量提 示。
本发明装置利用软件进行数据处理内容包括
1、 测试前先进行初始压力自动校零(参见图7流程图)将未加压的 袖带与所述的电子测压系统连接后，系统以未加压的袖带压力作为参考零点 压力，自动调整压力传感器测量的零点，并使显示装置将袖带压力值指向
"OmmHg"刻度。
2、 袖带充气加压后，压力传感器获取的压力信号转换成电信号经信号 调理电路和A/D转换电路转换成数字信号输入到数据处理控制器，数据处理 控制器将其换算成实际的数字压力值后，选择显示装置上能够显示最接近所测压力信号值的部件显示该测得的压力值；
本例的数据处理方法是(参见图8流程图)将测得AD值V1换算成 0 300mmHg之间的压力值V2，求出(V2+l) /2的整数部分V3，将显示 0 300mmHg压力值中对应V3的刻度的LED管点亮，这样会最大限度减少 操作者的读数误差。
3、数据处理控制器对与系统状态相关的数据进行处理，包括
对输入的数字压力信号的变化率进行检测(参见图10流程图)，设定 当放气速率大于3mmHg/s时控制系统状态提示的一排发光二极管(图5左 下的两个发光二极管)显示，放气速率小于3mmHg/s时控制系统状态提示 的另一排发光二极管(图5右下的三个发光二极管)显示；
检查换算成的袖带压力数值V2是否大于300mmHg (参见图9流程 图)，大于该值时控制系统状态指示的报警LED (图5下部超过300 mmHg 刻度的发光二极管)发光，也可控制报警器报警，或声光同时报警。
检査电池电压是否过低，过低时控制显示系统发出提示显示，本例通过 系统状态指示的LED闪烁向操作者发出提示(图5所示表盘下部中间的发光 二极管)，具体是设有电源电量监测芯片，电源电量过低时，监测芯片相应 引脚电平会发生变化(置高或置低)，微处理器检测电平信号就获取电池电 量情况。
本例的袖带和听诊器与传统柯氏音听诊法采用的袖带和听诊器相同；
充放气装置采用了与传统柯氏音听诊测血压相同的手动橡皮球和橡皮 管、控制阀门实现袖带充放气；也可与电子化测压与显示系统相结合，采用 电动系统自动充放气，使用电机驱动气泵自动充气，使用电磁阀放气。
显示装置采用了电子化模拟圆形表盘，其外观与刻度标示和传统的血压 表盘相同，但不使用弹簧指针指示压力，而是采用LED指示刻度的形式， 微处理器测得压力后直接点亮相应的LED，操作者根据点亮的LED所对应的 刻度读取压力数值，从而消除了传统压力表采用弹簧指针指示压力的不稳定 性，和经常需要维修校准的问题。
除了采用圆形模拟仪表盘的形式显示压力，为保留原有水银柱的读数习惯，也可采用柱形模拟仪表形式(图6):纵向的方式用LED指示压力，其 基本原理同上述的电子模拟仪表盘。柱状模拟仪表高度可以设计与水银柱相 当高，用点亮的LED指示当时的压力数值。
此外，压力显示还可采用数字形式，如采用数码管或液晶显示屏直接显 示压力数值，显示分辨率参考国际标准为1个mmHg。
权利要求
1、柯氏音听诊法血压测量装置，设有听诊器、与充放气装置连接的袖带，其特征在于设有电子压力测量与显示装置，其结构为设有与所述袖带连接的压力传感器，压力传感器通过信号调理电路和A/D转换电路接数据处理控制器，数据处理控制器至少设有与电子显示装置连接的袖带压力数据输出端和袖带压力变化速率提示输出端。
2、 根据权利要求l所述的柯氏音听诊法血压测量装置，其特征在于 所述的电子显示装置为电子化模拟仪表盘，具体结构为在显示盘上，设有 若干等分的刻度，每一格单位刻度表征相同的压力差值，将若干与数据处理 控制器袖带压力输出端连接的LED发光二极管分别设置在与每一刻度对应的 部位。
3、 根据权利要求2所述的柯氏音听诊法血压测量装置，其特征在于所述的显示盘为圆形，等分的刻度呈圆环形排列。
4、 根据权利要求2所述的柯氏音听诊法血压测量装置，其特征在于 所述的显示盘为长方形，等分的刻度呈垂直向排列。
5、 根据权利要求3或4所述的柯氏音听诊法血压测量装置，其特征在 于设有150个格的等分刻度，表征0 300mmHg范围的压力值。
6、 根据权利要求1-5任一权利要求所述装置的数据处理方法，其特征在于该装置的数据处理方法至少包括下述内容a、 将压力传感器获取的压力信号经信号调理电路和A/D转换电路转换成数字信号输入到数据处理控制器，将其换算成实际的数字压力值 后，通过电子显示装置显示出袖带压力数字信息；b、 在袖带压力值的电子显示装置上，设定固定的压力值差作为一个显示单位，数据处理控制器选择显示装置上能够显示最接近所测压力 信号值的部件显示该测得的压力值；c、 数据处理控制器对输入的数字压力信号的变化率进行检测，并将其在电子显示装置上提示显示出来；d、在数据处理控制器与袖带连接进行测量压力前，先进行初始压力校 零，即以未加压的袖带压力作为参考零点压力，使该状态下的袖带 压力在电子显示装置上显示为零。
7、 根据权利要求6所述的数据处理方法，其特征在于所述的数据处理 方法包括下述内容在袖带压力的电子显示装置上，按每2mmHg压力值差作为一个显示单 位，数据处理控制器控制显示部件的方法是对测得的压力信号换算成实际 数字压力值V2后，控制显示装置将最接近(V2+l) /2整数值的数值显示出来，表征该压力测得值。
8、 根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于所述的数据处理 方法包括下述内容检査电池电压是否过低，过低时控制显示系统发出提示
全文摘要
柯氏音听诊法血压测量装置及其数据处理方法，设有听诊器、与充放气装置连接的袖带，其特征在于设有电子压力测量与显示装置，其结构为设有与所述袖带连接的压力传感器，压力传感器通过信号调理电路和A/D转换电路接数据处理控制器，数据处理控制器至少设有与电子显示装置连接的袖带压力数据输出端和袖带压力变化速率提示输出端。本发明方法设有初始压力自动校零、放气速率检测提示、自动选择与检测压力值最接近数值显示出来等环节，本发明可实现柯氏音听诊法血压测量的无汞化，减少环境污染，并通过电子测压系统提高血压测量的准确性和可靠性，降低人为造成的误差。
文档编号A61B5/0225GK101317755SQ20071011068
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月8日 优先权日2007年6月8日
发明者昊 吴, 张政波, 曹德森 申请人:曹德森;吴 昊;张政波