专利名称：人体血压柯氏音强度图像仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及柯氏音法血压测量电子化技术领域，具体涉及人体血压柯氏音 强度图像仪。
背景技术：
人体血压是医学科学在18世纪的重要发现，现在人们都知道，血压是人体 健康状况的重要表征，也是疾病诊断和治疗的重要的判断和参考依据。发现血 压以后，血压计量方法和测量方法的研究就成为重要的课题。 一百多年前的探 索中提出的，比较有代表性的方法有震荡法和柯氏音法两种。
振荡法1896年， 一位德国研究者发现，在使用臂带充放气测量血压的过 程中，随着外压力的下降，臂带内气体中会出现一个振荡波，其幅度与人体血 压相关。他认为，测得这种振荡波的幅度，就可以通过某种换算关系求得收縮 压和舒张压。这一建议公布以后，进一步的实验都可以确认振荡波确实存在， 幅值也可检测，但所称换算关系难以定论。
柯氏音法1905年，俄国医生柯洛特可夫(Korotkoff)发现，用装有气囊 的臂带通过加压将上臂臂弯上方的肱动脉压瘪，在随后的放气减压过程中，通 过听诊器可以探测到血流重新冲开血管后会发出和心动节律相同的血液冲击、 回流、摩擦混合音，后来即命名这种节律音为柯氏音。按音强、音调、音色， 柯氏音可分为弹响音、杂音、拍击音、捂音和消失音5期或者5相。柯氏建议: 取弹响音出现时的柯氏音第一音对应的平衡外压力为收縮压；对于成人，取"消 失音"(常取为可能探测到的最末音)对应的外压力为舒张压；对于儿童，取拍 击音向捂音转变时的"变音"对应的外压力为舒张压；人体血压即以"收縮压/ 舒张压"联合表示。这就是一百多年来人类公认的血压计量方法和测量方法， 全世界的诊所则一直使用听诊器探测柯氏音以测量人体血压。
柯氏音法确立以后，世界医学界一直采用由人耳通过听诊器探测柯氏音， 再配置一个合适的气体压力计用以计量和显示所加的气体外压力，从而判断人
体血压。这种听诊器+气体压力计测量血压的方法即称为听诊法。由于没有更可 靠的方法和适用的器具，听诊法一直被当作柯氏音法的经典实现方式，被全世 界的诊所用作血压测量标准方法，甚至被说成是所谓"金标准"。但是，随着科 技的发展，特别是社会经济的发展，听诊法的缺陷越来越明显，归结起来有如 下几方面
1、 柯氏音法的基本准则就是要可靠地探取其第一音和最末音(或"变音") 据以确定收縮压和舒张压。由于任何个体的柯氏音脉冲阵列总是两端最弱、最 模糊，因此要可靠探取其第一音和最末音并不容易。在听诊法中，测量者以自 己的耳朵通过听诊器进行这种探取，其可靠性完全决定于测量者的专业训练水 平、听觉、注意力、工作态度等主观因素和听诊器的质量，主观性和误差率必 然相当大，因为这本身就是一种无标准或非标准的、主观决定性的测量；用一
个多联听诊器通过同一听诊头同时听测某个受测者的血压，各听测者报出的结
果差别会很大，这是医学院校中常见的现象；
2、 随着社会和经济的不断发展，高血压病成为威胁人类健康和生命的常见 病，迫切需要简便、可靠的血压测量器具，以推广血压的自测、互测，提高血 压自知率。听诊法需要专业训练，还需要好的听觉和注意力，显然不适合或不 可能在医学殿堂以外推广应用；
3、 随着信息技术的发展，越来越多的医学参数需要存储、追溯，听诊法这 种完全人工化的血压测量不能适应这种病历电子化的医学现代化要求。
听诊法的这些基本缺陷早就启示和要求血压测量电子化研究。在这种研究 中，示波法有过重大的影响。上世纪50年代以后，有人提出用电子方法检测前 述振荡波测量人体血压，并称之为示波法，其实质也就是前述振荡法，只是示 波法进一步认为振荡波的幅值对应于人体血压平均值；测得这个幅值对应的平 衡外压力，再寻求一种换算方法，就可以算出收縮压和舒张压。但是，由此设 计和制造的示波法电子血压计虽经各种技术改进，都普适性差，这种实际上在 另行建立血压计量和测量方法的打算被证明是行不通的。后来，示波法便力图 从电子"算"法上向柯氏音法逼近。2002年，国际法制计量组织(QIML)发布 R16-2《无创自动血压计》的国际建议，明确了示波法是一种"算"血压的方法， 建议要求其控制测量血压的最大平均误差为士0.7kPa (士5mmHg)，最大的实验
标准偏差为1. lkPa (8mmHg)。这样的误差范围显然是医学测量不能接受的。
在反复中，历史再次确认柯氏音法作为无创间接血压计量和测量的科学方 法，血压测量电子化的方向就是柯氏音法电子化的方向，其要义是用电子探 测器探测柯氏音，转换为蜂鸣器的鸣叫，出现第一声鸣叫时从配用的气体压力 计上读记收縮压，最后一声时读记舒张压。这就是电子助测式血压测量器具， 产品名称有如"电子听诊血压计"、"助读式血压计"等。
电子助测式血压测量器具同样经历了艰难的研究、发展的历程。上世纪末， 本发明人所在的上海上达医用仪表厂有限公司研制的助读式血压计终于取得了 成功，其助测血压的可靠性、精准性得到市场和科技界的共同认可。著名生物 医学工程专家、中国工程院俞梦孙院士肯定这项创新方向正确，产品设计原理 可靠，并归结其原理为用高灵敏度探测收縮压，然后再根据人体柯氏音的规 律性判断舒张压。上海市食品药品监督管理局在严格论证的基础上，于2007年 底批准注册该产品的预期用途为"供专业医生用于人体收縮压和舒张压"测量。 可以说，助读式血压计类产品有效地避免了对柯氏音的主观探测，实现了 探测的机械化，也为大众提供了简便、可靠的血压自测、互测器具。但是，它 还不是以直接的方式向人们展示受测者的柯氏音，由于历史的原因，人们往往 还是怀疑它的提示鸣叫是否与真实的柯氏音同步对应，这就阻碍了它的推广应 用；同时，助读式血压计类产品目前的构成也不能适应上述病历电子化的迫切 需要。
因此，为适应社会科技的电子化发展和人们的实际需求，研发出一种新型 血压检测的医疗设备来克服上述缺点已成为迫切需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种人体血压柯氏音强度图像仪， 它能以更直接的方式显示、输出和存储受测者血压的柯氏音强度图像，使得检 测人体血压更方便、更可靠，效率更高。
为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的
人体血压柯氏音强度图像仪，包括CPU中央处理模块、与CPU中央处理模 块输入端相连的柯氏音传感器模块、压力传感器模块和直流供电模块，与CPU
中央处理模块输出端相连的显示器模块，所述柯氏音传感器模块和压力传感器
模块为并联关系；所述显示器模块包括声/光提示模块、工作指示模块、欠压指 示模块、LCD图形显示模块和数据接口模块，所述声/光提示模块、工作指示模 块、欠压指示模块、LCD图形显示模块和数据接口模块彼此之间为并联关系。
所述CPU中央处理模块接收信号输入设备的系列信号输入，通过内部数字 化程序处理，转换为信号输出设备的系列信号输出。所述CPU中央处理模块是 由一个或两个以上的CPU组合构成的组合型CPU，其编定的程序接收和处理所 述输入设备的电子模块的各类输入信号，转变成相应的各类输出数字信号，控 制所述输出设备的电子模块。
所述信号输入设备包括有与CPU中央处理系统的的信号输入端连接的有 柯氏音传感器模块、压力传感器模块、功能选择操作系统模块和欠压探测模块， 所述柯氏音传感器模块、压力传感器模块、功能选择操作系统模块以及欠压探 测模块之间为并联关系。
所述柯氏音传感器模块是通过滤波放大器模块与CPU中央处理系统相连 接，即柯氏音传感器模块的一端连接滤波放大器模块，所述滤波放大器模块的 另一端连接CPU中央处理系统，柯氏音传感器模块产生柯氏音模拟信号，并经 滤波放大器模块内适合的模拟电路滤波和放大，然后传输给CPU中央处理系统 模块；
所述压力传感器模块一端连接CPU中央处理系统，压力传感器模块的另一 端连接压力控制系统模块，所述压力控制系统模块控制压力传感器模块，将压 力传感器模块产生的压力信号传输给CPU中央处理系统；
所述功能选择操作系统模块与CPU中央处理系统直接相连，并向CPU中央 处理系统传输功能操作信号，所述功能操作信号主要包括增益调节、图像移动、 停止和清屏；
所述信号输出设备主要包括LCD图形显示模块、声/光提示模块、工作指示 模块、欠压指示模块和数据接口模块，输出的信号有柯氏音脉冲强度的LCD 图形显示、柯氏音的声/光提示、数据接口以及工作指示、欠压指示。
所述LCD图形显示模块通过以压力为横轴，对应的柯氏音脉冲强度为纵轴 的图形表示出柯氏音脉冲强度的LCD图形显示，人们可以直观地从LCD图形
两端脉冲对应的压力判断收縮压和舒张压，同时LCD图形也能显示心率的变化； 所述柯氏音的声/光提示模块为测量者提供柯氏音脉冲出现的警报； 所述数据接口模块包括能驱动所显示的LCD图形的打印和能连接USB电
子病历存储器的接口，即数据接口模块连接有图形打印模块和USB接口模块。 所述直流供电系统是由6V直流电源向3.3V稳压器、CPU中央处理系统模
块、压力传感器模块和欠压探测模块提供6V直流供电，所述3.3V稳压器向滤
波放大器模块提供3.3V直流供电，向CPU中央处理系统模块提供A/D基准电压。
本发明的有益效果是，它能以更直接的屏幕同步展示方式向人们展示受测 者的柯氏音，血压测量更加方便、快捷而准确，本发明提供的人体血压柯氏音 强度图像仪不仅第一次使人类的柯氏音法血压测量变得客观、透明，测量结果 无可置疑，而且也第一次使人类血压测量实现可追溯性，第一次使人类血压测 量能够存储作电子病历。
下面结合附图和具体实施方式
来进一步详细说明本发明；
图1为本发明人体血压柯氏音强度图像仪的结构示意图2为本发明人体血压柯氏音强度图像仪的电子功能模块连接示意图； 图3是一次典型的柯氏音生成及其强度图像；
图4是本发明人体血压柯氏音强度图像仪应用于所述图3那次测量应当生 成的LCD图形显示；
图5是本发明人体血压柯氏音强度图像仪变速放气应当生成的LCD图形显示。
具体实施例方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参看图1与图2，本发明人体血压柯氏音强度图像仪，包括CPU中央处理 模块l、与CPU中央处理模块输入端相连的柯氏音传感器模块2、压力传感器模
块3和直流供电模块13，与CPU中央处理模块输出端相连的显示器模块15,所 述柯氏音传感器模块2和压力传感器模块3为并联关系；所述显示器模块15包 括声/光提示模块6、工作指示模块7、欠压指示模块8、 LCD图形显示模块9和 数据接口模块IO，所述声/光提示模块6、工作指示模块7、欠压指示模块8、 LCD图形显示模块9和数据接口模块10彼此之间为并联关系。
图1表示了本发明人体血压柯氏音强度图像仪的总结构示意图，如图1所 示，柯氏音传感器模块2通过一滤波放大器模块21与CPU中央处理模块的输 入端相连，压力传感器模块3与CPU中央处理模块的输入端相连，所述CPU中 央处理模块1的输出端连接显示器模块15。
图2表示了本发明人体血压柯氏音强度图像仪的各电子功能模块及其相互 间的连接关系。
参看图2， CPU中央处理模块1是本发明的关键的、多功能的数字式信息 处理模块，由一个或两个以上的CPU组合构成的组合型CPU，其编定的程序接 收和处理所述输入设备的电子模块的各类输入信号，转变成相应的各类输出数 字信号，控制所述输出设备的电子模块。
所述与CPU中央处理系统输入端连接的信号输入设备包括柯氏音传感器 模块2、压力传感器模块3、功能选择操作系统模块4和欠压探测模块5，所述 柯氏音传感器模块2、压力传感器模块3、功能选择操作系统模块4以及欠压探 测模块5之间为并联关系。
所述柯氏音传感器模块2是通过一滤波放大器模块21与CPU中央处理系 统1相连的，即柯氏音传感器模块1的一端连接滤波放大器模块21，所述滤波 放大器模块21的另一端连接CPU中央处理系统1，柯氏音传感器模块4产生柯 氏音模拟信号，并经滤波放大器模块21内适合的模拟电路滤波和放大，然后传 输给CPU中央处理系统模块1;所述柯氏音模拟信号输入是由柯氏音传感器模 块2和滤波放大器模块21的连接组合作用生成，是LCD图形显示和声/光提示 两输出的信号来源，经CPU中央处理系统1处理后成为所述两输出；
所述压力传感器模块3 —端连接CPU中央处理系统1，压力传感器模块3 的另一端连接压力控制系统模块31，所述压力控制系统模块31控制压力传感器 模块3，将压力传感器模块3产生的压力信号传输给CPU中央处理系统1;
所述压力控制系统模块31由臂带内置气囊、打气球、自动放气阀、手动放 气阀、尾气阀和连接管组合构成；当需要生成均匀降压的LCD图形显示时，均 匀放气减压；当需要节约诊疗时间时，可变速放气，生成两端紧縮、中间疏松 的LCD图形显示，由于本发明是典型的柯氏音法血压测量装置，柯氏音探测器 定域探测柯氏音，应采用标准尺寸的软布臂带；所述压力传感器模块3探测臂 带气囊内的气体压力，转变成电信号，传输给CPU中央处理系统1，经处理后 成为LCD图形显示的一个坐标信号来源。所述传感器的柯氏音探测器预置于所 述臂带中，测量绑扎时能对准肱动脉搏动位置，所探测的柯氏音信号通过合适 的电缆传输给所述滤波放大器21，所述臂带是图1所示压力控制系统模块31的 一个部件。
所述功能操作系统模块4与CPU中央处理系统1直接相连，并向CPU中央 处理系统1传输功能操作信号，所述功能操作信号主要包括增益调节、图像移 动、停止和清屏；
所述欠压探测模块5与CPU中央处理系统1直接相连，对整个电路系统进 行欠压检测。
所述与CPU中央处理系统1输出端连接的信号输出设备包括声/光提示模 块6、工作指示模块7、欠压指示模块8、 LCD图形显示模块9、数据接口模块 10，所述声/光提示模块6、工作指示模块7、欠压指示模块8、 LCD图形显示模 块9、数据接口模块10之间为并联关系，并且与所述输入设备的各电子功能模 块相对应。
所述声/光提示模块6在每次足够强度的柯氏音或噪音都将触发一次闪光或 蜂鸣器鸣叫，向本设备使用者发出可能的柯氏音脉冲警报；
所述工作指示模块7设有指示灯，所述指示灯绿色是否点亮告知6V直流供 电的通断；
所述欠压指示模块8也设有指示灯，所述指示灯黄色，由欠压探测经CPU 中央处理系统1处理后决定是否亮告知6V直流供电是否欠压；
所述LCD图形显示模块9将CPU中央处理系统1处理同步输入的柯氏音 模拟信号和压力信号在LCD屏幕上显示成以压力为横轴、对应的柯氏音脉冲强 度为纵轴随时间蔓延的图像，观察者据此判定受测者的血压；
所述数据接口模块10又连接有图形打印模块11和USB接口模块12，包括 能驱动所显示的LCD图形的打印和能连接USB电子病历存储器的接口 。
所述直流供电系统是由6V直流电源13向3.3V稳压器14、 CPU中央处理 系统1、压力传感器模块3和欠压探测模块5提供直流供电；所述3.3 V稳压器 14向滤波放大器21提供3.3V直流供电，向CPU中央处理系统1提供A/D基准 电压。
参看图3，它表示一次典型的柯氏音生成及其强度图像，图3中的上图以曲 线表示这次血压测量中受测者肱动脉血液内压力的周期性变化，标有阴影的部 分表示超过外压力的血液的一次次冲流，它们都产生对应的柯氏音脉冲；图3 中的下图则表示了随着外压力出现下降出现的柯氏音脉冲阵列，脉冲的强度、 音色、音调表现出阶段性变化；外压力下降到低于血液内压力下限时，柯氏音 探测器下方出现正常的脉搏音，图3中也显示出了几次脉搏音。
图4是本发明人体血压柯氏音强度图像仪应用于所述图3那次测量应当生 成的LCD图形显示。与现有的助读式血压计产品不同的是，图3中舒张压过后 的脉搏音在这里可以被显示出来，以展现客观、真实的图像；CPU中央处理系 统1将可靠地识别、剔除和抑制干扰，整个电子电路的抗干扰能力越强，LCD 图形显示中柯式音脉冲阵列图像就越清晰；在本图4所示情形中，观测者根据 柯氏音第一脉冲和最后脉冲对应的压力横坐标，可以清楚地判断受测者的血压 约为"128/82" mmHg;图形下方的脉搏率由CPU中央处理系统1根据柯氏音 模拟信号输入运算后给予显示；操作设备的屏幕控制系统端钮，选择、调整、 定格合适的LCD图形显示画面，即可输出打印为门诊记录，或输出到存储器存 储为受测者的电子病历。
图5是本发明人体血压柯氏音强度图像仪变速放气应当生成的LCD图形显 示。由于本发明主要供诊所使用，为节约诊疗时间，减少病人痛苦，变速放气 是经常需要的措施。本图5表示某高血压患者血压约为226/82mmHg，完全以2 4mmHg/s的国际建议标准速率放气，测量过程将持续1分钟左右，不仅患者不 适，诊疗环境也不允许。现在操作者在加压到250mmHg左右时让本发明的压力 控制系统自动慢速均匀放气减压，当明显可判定收縮压后加入快速放气减压， 当从LCD图形变化判断快到舒张压时恢复自动慢速均匀放气减压，这就使得测 量时间明显縮短。如果LCD图形匀速延伸，对应快速放气减压区域的图形将明 显收縮，而两端的图形疏松，柯氏音脉冲清晰，从而仍可准确判断血压。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发 明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1、人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，它包括CPU中央处理模块，与CPU中央处理模块输入端相连的柯氏音传感器模块、压力传感器模块和直流供电模块，与CPU中央处理模块输出端相连的显示器模块，所述柯氏音传感器模块和压力传感器模块为并联关系。
2、 根据权利要求l所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所 述CPU中央处理模块是由一个或两个以上的CPU组合构成，能接收柯氏音模 拟信号和压力信号输入，通过数字化程序处理，转换为柯氏音脉冲强度随压 力变化的LCD图形输出。
3、 根据权利要求1或2所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述CPU中央处理模块的输入端还连接有功能选择操作模块和欠压探测模块。
4、 根据权利要求1所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述柯氏音传感器模块产生的柯氏音模拟信号经滤波放大器模块放大后传递给CPU中央处理模块。
5、 根据权利要求1所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述压力传感器模块连接有一压力控制模块。
6、 根据权利要求1所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述直流供电模块分别连接稳压器模块、欠压探测模块和压力传感器模块。
7、 根据权利要求3所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述功能选择操作模块操作的信号输入包括增益调节、图像移动、停止和清屏。
8、 根据权利要求6所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述稳压器模块还与滤波放大器模块相连。
9、 根据权利要求6或8所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述稳压器模块向滤波放大器提供直流供电，向CPU中央处理模块提供A/D 基准电压。
10、 根据权利要求l所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述显示器模块包括显示器模块包括声/光提示模块、工作指示模块、欠压指示模块、LCD图形显示模块和数据接口模块。
11、 根据权利要求io所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于，所述声/光提示模块、工作指示模块、欠压指示模块、LCD图形显示模块、数 据接口模块彼此之间为并联关系。
12、 根据权利要求ll所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于， 所述声/光提示模块在每次高强度的柯氏音或噪音下可以触发闪光或蜂鸣器 鸣叫以示柯氏音脉冲警报。
13、 根据权利要求ll所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于， 所述工作指示模块上有指示灯绿色是否点亮告知直流供电的通断。
14、 根据权利要求ll所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于， 所述欠压指示模块上有指示灯黄色受否点亮告知直流供电是否欠压。
15、 根据权利要求ll所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于， 所述LCD图形显示模块是能将CPU中央处理系统处理同步输入的柯氏音模拟 信号和压力信号在LCD屏幕上显示成以压力为横轴、对应的柯氏音脉冲强度 为纵轴随时间蔓延的图像。
16、 根据权利要求ll所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征在于， 所述数据接口模块可输出LCD图形打印。
17、 根据权利要求11或16所述的人体血压柯氏音强度图像仪，其特征 在于所述数据接口模块也可连接USB接口输出作为电子病历存储。
全文摘要
本发明公开了一种人体血压柯氏音强度图像仪，它是通过CPU中央处理系统接收系列信号输入，通过数字化程序处理，转换为系列信号输出。所述系列信号输入包括柯氏音模拟信号、压力信号和功能选择操作信号；所述系列信号输出主要包括柯氏音脉冲强度的LCD图形显示、柯氏音的声/光提示、数据接口以及工作指示和欠压指示。本发明提供的人体血压柯氏音强度图像仪的有益效果是第一次使人类的柯氏音法血压测量变得客观而透明，测量结果更加准确，也第一次使人类血压测量能够存储作电子病历，本发明将有效提高诊所的医疗水平，人体的血压测量将更加方便、快捷、准确。
文档编号A61B5/0225GK101385642SQ20081004299
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者崔开海, 容 徐 申请人:上海上达医用仪表厂有限公司