专利名称：基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计的制作方法
技术领域：
基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计技术领域[0001]本实用新型涉及电子血压计技术领域，具体涉及一种基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计。
背景技术：
[0002]血压是反映人体心血管状态的一项重要生理参数，水银血压计和电子血压计是目前临床中血压无创检测的两种主要方法。基于示波法的电子血压计测量越来越普及，但其检测方法主要基于脉搏幅值比例系数法和特征点法。虽然携带和使用都很方便，受广大消费者欢迎，但由于个体差异影响，测量精度并不稳定，个体适应性比较差。[0003]基于柯氏音听诊法原理设计的水银血压计准确性高，被视为无创血压测量的“金标准”，但它存在明显缺点重金属汞污染、不利于家庭自测、携带不方便；更重要的是由于环境噪声和测量者对柯氏音判断的主观性，容易引起测量值不稳定甚至被误判。为了实现水银听诊法的电子化客观化及无汞化，当前出现了各种不同的基于柯氏音检测装置和音频信号处理识别方法，这使得听诊法测量有了更好的客观性和准确性。但这些检测装置仍需外部附加听诊器，如申请号为201010156858. 9，公开号为101810475A，专利名称为基于柯氏音法和示波法相结合的电子听诊血压计的专利文件中，其实现了电子显示与柯氏音检测相结合的方式，但测量时需人为将听诊器放置在人体袖带下肱动脉皮肤上，利用听诊传感器(拾音器)对人体的肱动脉皮肤耦合来提取柯氏音信号，这使得仪器装置设计和使用上显得过于复杂，测量过程并非完全自动化，只是仅仅实现水银血压计“听诊”上的数字化，测量的复杂性阻碍了该测量技术在消费者中推广；另外一方面，袖带下直接放置听诊传感器提取柯氏音也容易引入外部环境噪声，血管搏动及传感器人为位移也影响柯氏音采集的稳定性。实用新型内容[0004]本实用新型提供一种基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，能够将拾音器内置于测量装置内，而免去将外置听诊器置于上臂袖带内肱动脉皮肤上的测量步骤，提高基于柯氏音血压测量的自动化和测量结果的准确性。[0005]本实用新型提供一种基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，包括上臂袖带， 用于束缚在胳膊上对脉搏波和柯氏音信号进行耦合感测；脉搏波检测模块，包括用于检测脉搏的气压传感器及用于对气压传感器所检测到的脉搏信号进行信号处理的脉搏波检测电路；柯氏音检测模块，包括用于检测柯氏音信号的拾音器及用于对拾音器所检测到的柯氏音信号进行信号处理的柯氏音检测电路；气泵模块，连接至连通器，用于通过连通器对上臂袖带充气；气阀模块，连接至连通器，用于通过连通器对上臂袖带放气；连通器，用于密封性连接所述上臂袖带，气压传感器，拾音器，气泵模块及气阀模块以形成密闭空腔；处理器单元，用于采集并处理所述脉搏检测电路和柯氏音检测电路上的数据信号，以及对气泵模块和气阀模块进行控制；显示模块，连接于处理器单元，用于显示检测数据及提示信息。[0006]优选地，拾音器的声音耦合端嵌入到连通器内，拾音器的信号输出端连接至柯氏音检测电路。优选地，所述柯氏音检测电路经过一信号幅度调整电路连接至处理器单元，所述信号幅度调整电路包括运算放大器UB和跨接在运算放大器UB反相输入端与输出端之间的电阻Rf，其中，运算放大器UB的正相输入端作为信号幅度调整电路的输入端，运算放大器UB反相输入端通过多个不同阻值的电阻分别连接到一选通芯片SI的不同开关通道引脚上，选通芯片S2的用于选择不同开关通道的选通引脚分别连接至处理器单元，选通芯片SI的第一输出端引脚X接地，选通芯片SI的第二输出端引脚Y连接至处理器单元。优选地，运算放大器UB的正相输入端还连接有一电压偏置电路，所述电压偏置电路包括串接在电源VCC端与接地端之间的电阻R5和电阻R6，运算放大电路UB的正相输入端连接至电阻R5与电阻R6的串联节点上。优选地，所述处理器单元还连接有一键盘输入模块。优选地，所述处理器单元还连接有一用于与外围设备进行数据交互的数据传输模块。上述技术方案可以看出，由于本实用新型实施例采用具有多个接口的连通器密封性连接上臂袖带，气压传感器，拾音器，气泵模块及气阀模块并形成一个密闭空腔，因此，拾音器能够通过该密闭空腔内的空气传导检测到柯氏音，由于拾音器直接设置在血压计设备内的连通器内，取代了拾音器外置的设计，因此，无论从测量方式还是设备结构上，都做出了极大改进，大大降低了了仪器设计的复杂性，提高了使用的方便性；由于密闭空腔与外界基本隔离，因此柯氏音信号不易受到外界影响，提高了血压计测量的准确性和抗干扰能力。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图I是本实用新型实施例I中电子血压计的结构原理框图；图2是本实用新型实施例I中连通器的局部结构示意图；图3是本实用新型实施例I中柯氏音检测电路与信号幅度调整电路连接的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例I :本实用新型实施例提供一种基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，如图I所示，包括上臂袖带2，用于束缚在胳膊上对脉搏波和柯氏音信号进行感测；脉搏波检测模块，包括用于检测脉搏的气压传感器及用于对气压传感器所检测到的脉搏信号进行信号处理的脉搏波检测电路；柯氏音检测模块，包括用于检测柯氏音信号的拾音器及用于对拾音器所检测到的柯氏音信号进行信号处理的柯氏音检测电路；气泵模块，连接至连通器1，用于对连通器I充气；气阀模块，连接至连通器1，用于对连通器I放气；连通器1，用于密封性连接所述上臂袖带2，气压传感器，拾音器，气泵模块及气阀模块以形成密闭空腔；处理器单元，用于采集并处理所述脉搏检测电路和柯氏音检测电路上的数据信号，以及对气泵模块和气阀模块进行控制；显示模块，连接于处理器单元，用于显示检测数据及提示信息。[0018]上臂袖带2内具有气囊是本领域人员公知的，气囊通过导管与连通器连通，因此本实用新型实施例中当气泵模块通过连通器对上臂袖带充气时，该气囊鼓起，使得上臂袖带相对于胳膊收紧，从而束紧胳膊耦合到脉搏跳动所产生的脉搏信号和柯氏音信号。[0019]由于气阀模块与气泵模块共用一根导管，本实用新型实施例中连通器I采用四通连通器，实际中也可以采用五通连通器，使得气泵模块和气阀模块彼此分开连通到连通器的本体上，对于具体的连通方式不影响本实用新型实施例的实施，只要能够在连通器内形成一个密闭空腔即可，如图2所示，本实用新型实施例中采用的四通连通器本体呈十字结构，连通器I的第一接口 11连接到气泵模块和气阀模块共用的一根导管，当气阀模块处于关闭状态，则连通器I内形成密闭空间，气泵模块可以对连通器(密闭空间或袖带)充气，当气泵关闭，气阀模块打开时，则对连通器(密闭空间或袖带)放气；连通器I的第二接口 12 连接脉搏波检测模块的气压传感器，为了进一步减少气压传感器与外界的接触，气压传感器与第二接口 12之间可以采用嵌入式连接，即气压传感器嵌入到连通器的第二接口 12内； 连通器I的第三接口 13连接柯氏音检测模块的拾音器，本实用新型实施例中拾音器的声音耦合端嵌入到连通器内，即拾音器也采用嵌入式的连接方式，拾音器嵌入到连通器I的第三接口 13内，并将声音耦合端朝向连通器内，将信号输出端朝向连通器外，将信号线31外露以便于连接到柯氏音检测电路上；连通器I的第四接口 14连接上臂袖带，即上臂袖带内的气囊通过导管连接到连通器的第四接口 14，由于四通连接器的每个接口都连接了相关装置，因此在连通器内部形成了一个密闭空间。[0020]可以理解的是，气泵模块包括了气泵和控制气泵的相应电路，气阀模块则包括了气阀和相应的控制电路，对此是本领域人员能够实现的，此处不再一一赘述。[0021]脉搏波检测模块包括用于检测脉搏信号的气压传感器及用于对气压传感器所检测到的脉搏信号进行信号处理的脉搏波检测电路。脉搏跳动能够通过上臂袖带耦合到密闭空腔内，气压传感器与密闭空腔内的空气接触，进而检测到脉搏信号。由于气压传感器上的信号叠加有袖带压力信号和脉搏波信号，因此需要通过脉搏波检测电路进行信号分离处理，对原始信号进行高通滤波并进行放大处理得到脉搏波信号；对其进行低通滤波并放大处理则得到袖带压信号，然后将检测到的脉搏信号和压力信号分别传输给处理器单元进行采集处理。[0022]柯氏音检测模块包括用于检测柯氏音信号的拾音器及用于对拾音器所检测到的柯氏音信号进行信号处理的柯氏音检测电路。众所周知，拾音器具有声音稱合端和信号输出端。本实用新型实施例中拾音器的声音耦合端嵌入到连通器内，拾音器的信号输出端连接至柯氏音检测电路。袖带放气(减压)过程中当血管内的血流冲击血管壁产生振动时，该振动声音通过束紧的上臂袖带2耦合到连通器I构成的密闭空腔的空气上，通过空气传导， 由拾音器上的声音耦合端进行检测。由于拾音器的声音耦合端嵌入到连通器内，因此与外界良好隔离，进一步减少了外界干扰，使得血压计检测更准确。处理器单元上连接了气泵模块、气阀模块、脉搏波检测模块、柯氏音检测模块及显示模块。可以理解的是，处理器单元包括CPU及外围电路，是整个血压计的控制中心，接通电源后，处理器单元控制气阀模块关闭，同时控制气泵模块对连通器充气，当充气到一定气压后，控制气阀模块打开，使连通器密闭空间内的气体匀速释放，当上臂袖带的袖带压力下降到小于收缩压时，压瘪的肱动脉管开始打开，血流冲击血管壁产生振动，此时束紧在上臂皮肤的上臂袖带的气囊耦合血流振动，即为柯氏音，该柯氏音通过连通器密闭空间传导到连通器第三接口 13的拾音器上，柯氏音信号经过柯氏音检测电路的信号处理后，传输给处理器单元。与此同时进行的测量还有脉搏信号，脉搏波检测模块的气压传感器检测到脉搏跳动引起的连通器I内密闭空间的气压变化，以此得到的脉搏信号转换为电信号，经由脉搏波检测电路进行信号分离处理，得到对应的脉搏波信号和袖带压信号，再将其传输给处理器单元采集处理。处理器单元结合脉搏波信号与柯氏音信号，进行计算，然后得出所测得的血压值,并显示于显示模块上。为了便于对血压计的控制，处理器单元上还连接有一键盘输入模块，能够通过键盘输入模块对血压计的测量参数进行设置。为了便于将血压计测量到的数据进行实时分析，处理器单元上还连接有一用于与外围设备进行数据交互的数据传输模块，例如，血压计可以通过该数据传输模块将数据导入到计算机，做进一步分析。下面结合图I、图2对本实用新型实施例中的电子血压计测量血压的工作原理做进一步说明。测量开始，在处理器单元的控制下关闭气阀模块打开气泵模块对上臂袖带中的气囊进行充气加压；同时利用脉搏波检测模块从气压传感器分别提取上臂袖带压力信号和脉搏波信号，并进行设定采样频率下的模数转换(ADC);同时计算加压过程中脉搏波最大幅度值、心率，估计平均压和收缩压等先验参数，判断上臂袖带的气囊是否达到最大加压值(可以设置为估计的收缩压加上经验压力值)。加压结束，处理器单元控制气阀模块开启，开始放气(减压)，启动拾音器提取柯氏音音频信号并进行模数转换。由于个体差异，每个人的脉搏波动强弱差异直接导致柯氏音信号波幅并不一样，为了有效提取信号，即保证经调理后的柯氏音信号幅值不要太小也不要太大以免超出A/D转换阈值电压，因此根据个体差异调节信号放大倍数(增益)是关键；又由于脉搏波和柯氏音的正相关性(脉搏波幅度高柯氏音信号往往比较强，反之亦然)，因此根据加压过程中检测到的脉搏波最大幅值(先验参数)来确定柯氏音信号最终放大倍数，因此本实用新型实施例中所述柯氏音检测电路经过一信号幅度调整电路连接至处理器单元，实现因人而异合理调整柯氏音信号幅度目的，提高血压计测量的个体自适应能力。如图3所示，本实用新型实施例中所述信号幅度调整电路包括运算放大器UB和跨接在运算放大器UB反相输入端与输出端之间的电阻Rf，其中，运算放大器UB的正相输入端作为信号幅度调整电路的输入端，运算放大器UB反相输入端通过多个不同阻值的电阻分别连接到一选通芯片SI的不同开关通道引脚上，选通芯片S2的用于选择不同开关通道的选通引脚分别连接至处理器单元，选通芯片SI的第一输出端引脚X接地，选通芯片SI的第二输出端引脚Y连接至处理器单元。本实用新型实施例中处理器单元对选通芯片的选通引脚发出具有选择相关通道的编码信号，实现对相关通道的选通，例如处理器单元发出 “01”的数字电平至选通引脚AM0、AM1，则选通芯片的Yl通道选通，则与Yl通道相连的电阻 R12被接入到运算放大器UB的反相输入端与选容芯片的第二输入端Y之间，而该第二输出端连接至处理器单元，因此处理单元可以通过控制该第二输出端Y的电压值来改变运算放大器UB的放大比例，而且电阻R12的阻值也是构成放大比例的重要因素，从而实现对运算放大器UB的放大倍数的调节。[0030]在得到相关的脉搏波信号与柯氏音信号后，从而处理器单元结合两个数据进行计算分析，得出相应的血压值，显示于显示模块上，还可以通过数据传输模块传送到计算机上。[0031]以上对本实用新型实施例所提供的基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，其特征在于，包括 上臂袖带，用于束缚在胳膊上对脉搏波和柯氏音信号进行耦合感测； 脉搏波检测模块，包括用于检测脉搏信号的气压传感器及用于对气压传感器所检测到的脉搏信号进行信号处理的脉搏波检测电路； 柯氏音检测模块，包括用于检测柯氏音信号的拾音器及用于对拾音器所检测到的柯氏音信号进行信号处理的柯氏音检测电路； 气泵模块，连接至连通器，用于通过连通器对上臂袖带充气； 气阀模块，连接至连通器，用于通过连通器对上臂袖带放气； 连通器，用于密封性连通所述上臂袖带，气压传感器，拾音器，气泵模块及气阀模块以形成密闭空腔； 处理器单元，用于采集并处理所述脉搏检测电路和柯氏音检测电路上的数据信号，以及对气泵模块和气阀模块进行控制； 显示模块，连接于处理器单元，用于显示检测数据及提示信息。
2.如权利要求I所述的基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，其特征在于拾音器的声音耦合端嵌入到连通器内，拾音器的信号输出端连接至柯氏音检测电路。
3.如权利要求I所述的基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，其特征在于所述柯氏音检测电路经过一信号幅度调整电路连接至处理器单元，所述信号幅度调整电路包括运算放大器UB和跨接在运算放大器UB反相输入端与输出端之间的电阻Rf，其中，运算放大器UB的正相输入端作为信号幅度调整电路的输入端，运算放大器UB反相输入端通过多个不同阻值的电阻分别连接到一选通芯片SI的不同开关通道引脚上，选通芯片S2的用于选择不同开关通道的选通引脚分别连接至处理器单元，选通芯片SI的第一输出端引脚X接地，选通芯片SI的第二输出端引脚Y连接至处理器单元。
4.如权利要求3所述的基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，其特征在于运算放大器UB的正相输入端还连接有一电压偏置电路，所述电压偏置电路包括串接在电源VCC端与接地端之间的电阻R5和电阻R6，运算放大电路UB的正相输入端连接至电阻R5与电阻R6的串联节点上。
5.如权利要求I所述的基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，其特征在于所述处理器单元还连接有一键盘输入模块。
6.如权利要求I所述的基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，其特征在于所述处理器单元还连接有一用于与外围设备进行数据交互的数据传输模块。
专利摘要本实用新型公开了一种基于柯氏音自动提取与辨识的电子血压计，包括上臂袖带，脉搏波检测模块，柯氏音检测模块，气泵模块，气阀模块，连通器，处理器单元，显示模块，数据传输模块；连通器用于连接所述上臂袖带，气压传感器，拾音器，气泵模块及气阀模块并形成密闭空腔；本实用新型实施例拾音器能够通过该密闭空腔内的空气传导检测到柯氏音信号，由于拾音器直接内嵌在连通器内并一起安装在血压计设备内部，取代了拾音器外置的设计，因此，大大降低了仪器设计的复杂性，提高了使用的方便性，操作习惯上与一般全自动血压计无异；由于密闭空腔与外界基本隔离，因此柯氏音信号不易受外界影响，提高了血压计测量的准确性和抗干扰能力。
文档编号A61B5/0225GK202801595SQ20122052942
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者冯学技, 邓亲恺, 郭劲松, 梁妃学 申请人:冯学技, 邓亲恺