一种基于脉搏信号的电子血压测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于脉搏信号的电子血压测量装置。

背景技术：

社会的进步促使人们越来越关注自身及家人的健康状况，同时，便携式的电子血压计也成了家庭的必备设备。

美国心脏协会调查显示，21％的汞柱血压计存在技术问题而影响其准确性，不久可能被其他血压计替代。目前欧洲等发达国家，已大部分淘汰了水银柱血压计。电子血压计的方便性、安全性使得逐步成为测量血压的主要工具。

如图1所示，现有的通用的电子血压计主要通过脉搏信号实现血压的测量，其一般由压力传感器、放大电路、二次放大、低通滤波器及带通滤波器组成(如CN101884526A、CN201420535861.5、CN201720183721.X)。压力传感器所采集的模拟信号携带有干拢信号，需要经过放大电路将信号放大后，进入带通滤波器进行滤波，将一部分中频的干拢信号滤除，再经低通滤波器进行低频干拢信号的滤波处理，经过二次的滤波处理后，得到的信号才可以表征脉搏信号，经过二次放大后进入MCU进行处理。因此，要解耦出表征脉搏的信号，需要用到多级放大和滤波电路进行处理，大大地增加了电路的复杂性和不可靠性；同时由于电路器件的差异性，信号处理模块的一致性得不到保证，会导致测量的准确度下降，误差偏大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的基于脉搏信号的电子血压测量装置，可减少测量准确度问题，保证了测量的一致性。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种基于脉搏信号的电子血压测量装置，包括压力传感器及微控制器；所述压力传感器用于采集模拟信号并将模拟信号转发至微控制器；所述微控制器包括AD模块、带通滤波模块及低通滤波模块，所述AD模块分别与带通滤波模块及低通滤波模块连接；所述AD模块用于将模拟信号转换为数字信号并对数字信号进行高频率采样以获得高频信号；所述带通滤波模块用于将高频信号进行带通滤波处理以获得脉搏波信号；所述低通滤波模块用于将高频信号进行低通滤波处理以获得压力信号。

作为上述方案的改进，所述带通滤波模块为6阶IIR滤波器。

作为上述方案的改进，所述6阶IIR滤波器的截止频率为0.6Hz–6Hz。

作为上述方案的改进，所述低通滤波模块为一阶低通滤波器。

作为上述方案的改进，所述一阶低通滤波器的截止频率为0.6Hz。

实施本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在微控制器内设置AD模块、带通滤波模块及低通滤波模块，实现了原来信号处理模块的信号处理功能。具体地，压力传感器所采集的模拟信号可直接传输至微控制器，微控制器通过内置的AD模块对模拟信号进行高频采样，再将采样出的高频信号流向带通滤波模块及低通滤波模块，其中带通滤波模块实现带通滤波功能，低通滤波模块实现低通滤波功能，可有效减少硬件成本，增加可靠性，同时更重要的是，减少了由于信号处理模块误差所引起的测量准确度问题，保证了测量的一致性。

附图说明

图1是现有的通用的电子血压计的电路原理图；

图2是本实用新型基于脉搏信号的电子血压测量装置的电路原理图；

图3是压力传感器采集到的信号波形图；

图4是本实用新型基于脉搏信号的电子血压测量装置中AD模块的电路原理图；

图5是经本实用新型处理后的信号波形图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

参见图2，图2显示了本实用新型基于脉搏信号的电子血压测量装置的电路结构图，其包括压力传感器1及微控制器2，具体地：

所述压力传感器1用于采集模拟信号并将模拟信号转发至微控制器2。

所述微控制器2包括AD模块21、带通滤波模块22及低通滤波模块23，所述AD模块21分别与带通滤波模块22及低通滤波模块23连接。其中，所述AD模块21用于将模拟信号转换为数字信号并对数字信号进行高频率采样以获得高频信号；所述带通滤波模块22用于将高频信号进行带通滤波处理以获得脉搏波信号；所述低通滤波模块23用于将高频信号进行低通滤波处理以获得压力信号。

如图3所示，压力传感器1所采集模拟信号的波形由两部分信号组成，一部分是袖带压力值，掺杂着频率低于0.6HZ的低频干拢信号，另一部分是脉搏波信号，夹杂着50HZ工频干拢信号和频率为0.6-6HZ的其它随机干拢信号，因此，微控制器2直接读取出的模拟信号是无法将压力信号与脉搏波信号进行区分的。现有技术是通过硬件电路将这两种信号先区分开来再进入微控制器2(Microcontroller Unit；MCU)，本实用新型是将模拟信号直接读进微控制器2再进行处理，区分开两种信号。

如图4所示，所述AD模块21为具有PGA功能的差分AD模块，所述差分AD模块的型号可以为AD8138、AD620，但不以此为限制。

因此，压力传感器1所采集模拟信号是随着血压的不同而变化的，信号输入到微控制器2的差分AD管脚后进入AD模块21，再通过AD模块21实现对模拟信号的放大检测。

所述带通滤波模块22为6阶IIR滤波器。所述6阶IIR滤波器的截止频率为0.6Hz–6Hz。在带通滤波处理中，本实用新型通过采用现有技术中的6阶IIR滤波器来实现对脉搏波信号提取。将带通滤波器22的截止频率设定为0.6Hz–6Hz，得出6阶IIR滤波器的系数，将高频信号输入到6阶IIR滤波器，6阶IIR滤波器的输出即为0.6-6Hz的脉搏波信号。

所述低通滤波模块23为一阶低通滤波器。在低通滤波处理中，本实用新型通过采用现有技术中的一阶低通滤波器23来实现对压力信号的提取。具体地，所述一阶低通滤波器的截止频率为0.6Hz。将高频信号输入一阶低通滤波器，一阶低通滤波器的输出即为有用的压力信号。

如图5所示，波形a是模拟信号通过低通滤波处理后的输出波形，波形b是模拟信号通过带通滤波处理后的输出波形。明显地，通过滤波后的波形可以明显区分开了频率不同的压力信号及脉搏波信号，这压力信号及脉搏波信号再通过下一级的处理，则可以得出血压值及脉搏值。

因此，测量时，压力传感器1将采集的模拟信号直接传输至微控制器2，微控制器2通过内置的AD模块21对模拟信号进行高频采样，再将采样出的高频信号流向带通滤波模块22及低通滤波模块23，其中带通滤波模块22实现带通滤波功能，低通滤波模块23实现低通滤波功能，可有效减少硬件成本，增加可靠性，同时更重要的是，减少了由于信号处理模块误差所引起的测量准确度问题，保证了测量的一致性。

下面具体操作过程对本实用新型做进一步的详细描述，本实用新型的操作流程如下：

步骤一，开始；

步骤二，初始化微控制器；

步骤三，检查电子血压测量装置的按键状态；

步骤四，判断电子血压测量装置是否按下启动键，判断为是时，进入步骤五，判断为否时，返还步骤三；

步骤五，开启气泵充气；

步骤六，AD模块采样；

步骤七，判断气压是否达到要求，判断为是时，进入步骤八，判断为否时，返还步骤五；

步骤八，以每秒4mmHg匀速排气；

步骤九，带通滤波模块及低通滤波模块对采样数据处理；

步骤十，保存处理后的数据序列；

步骤十一，判断电子血压测量装置的直流电压是否小于0.5V，判断为是时，进入步骤十二，判断为否时，返还步骤八；

步骤十二，快速放气并计算出舒张压和收缩压；

步骤十三，结束。

由上可知，本实用新型通过在微控制器内设计AD模块21、带通滤波模块22及低通滤波模块23实现了原来信号处理模块的信号处理功能，解决由于信号处理模块电路器件的不一致性导致的测量偏差大，准确度下降的问题，同时降低方案成本，增加方案的可靠性，明显改善了用户体验，降低用户使用成本。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。