一种血压模拟器的多工况智能校准系统及方法与流程

本发明涉及血压模拟器的校准领域，具体涉及一种血压模拟器的多工况智能校准系统及方法。

背景技术：

1、血压模拟器能够准确产生仿真人体脉搏的压力振荡波形，是检验血压检测装置性能的重要检测设备，其自身性能的优劣直接影响被测试血压测量装置的性能检测的可靠性；同时，血压模拟器作为一种机电设备，其自身性能会随着使用时间及环境的干扰而出现性能下降的情况。因此，实现对血压模拟器性能的准确评估与校准十分重要。

2、血压模拟器校准系统能够对血压模拟器的模拟性能进行计量与校准，现有的血压模拟器校准系统主要存在以下问题：首先，来自不同厂家的血压模拟器一般使用各自推算的经验算法进行血压模拟，并不存在统一的血压计算标准，也即各厂家血压模拟器模拟出来的血压值及血压曲线与人体真实血压的关系并不统一，使得无法对模拟血压进行溯源，检测机构也难以对血压模拟器进行客观、标准的评价；现有技术在进行模拟血压范围测试时仅选取若干测试点的误差来评价血压模拟器的性能，且只评价血压模拟器的标示误差，科学性不高；其次，当检测机构检出问题时，检测机构一般会给送检方提供关于血压模拟器测试结果不合格，或某项指标或指标范围不合格的相对简单的检测结果，厂家再根据该检测结果对血压模拟器进行调整和二次送检，但由于上述指标或指标范围一般会由血压模拟器中的多种功能模块、控制方式共同决定，且其关系往往表现为非线性，使得厂家难以根据包含某项指标或指标范围不合格的检测结果快速确定调整方案；同时，各厂家的血压模拟器具有特定的结构、压力和频率计算方式以及曲线模拟算法，其对应的修改方式可能会有多种，这在一定程度上也会延长血压模拟器的开发及校准周期，增加厂家的送检成本；最后，由于血压模拟器校准系统中的多个测试项目均涉及到压力传递的过程，因此，测试管路的气密性非常重要，同时，环境温度也会影响到血压模拟器的测试性能及结果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种血压模拟器的多工况智能校准系统及方法，以解决上述背景技术中所提到的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明的所采用的具体技术方案是：

3、一种血压模拟器的多工况智能校准方法，包含下述步骤：

4、s1：获取人体真实血压信息，将其输入至血压模拟器的第二控制模块；

5、s2：第二控制模块控制脉冲发生模块和压力发生模块进行人体真实血压模拟；

6、s3：获取人体真实血压信息、血压模拟器示值信息、压力转换器的实测信息；

7、s4：基于上述信息计算血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，评估血压模拟器的性能；

8、所述s1：获取人体真实血压信息，包括：收集人体真实血压信息，构建标准血压数据库；训练人体真实血压信息匹配模型，基于血压模拟器校准时所规定的测试参数获取人体血压信息；

9、所述s2：第二控制模块控制脉冲发生模块和压力发生模块进行人体真实血压模拟，包括：

10、第二控制模块基于血压值、血压曲线控制脉冲发生模块和压力发生模块以相应的频率和幅值进行工作，模拟得到相应的血压值和血压曲线，并将得到的血压值和血压曲线信息在第二数字示波器上进行实时显示；

11、所述s3中的血压模拟器示值信息为第二数字示波器上实时显示的血压值及血压曲线信息；

12、所述s4：基于上述信息计算血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，评估血压模拟器的性能，包括：

13、s41：将获取到的人体真实血压信息、血压模拟器示值信息、压力转换器的实测信息转换为在统一规定范围内的电压信息；

14、s42：在同一坐标系下绘制各自的血压曲线得到人体真实血压曲线1、血压模拟器示值曲线2、压力转换器的实测曲线3，每个曲线对应曲线函数1、2、3；

15、s43：利用曲线函数3减去曲线函数2后，对时间轴进行积分，再除以时间求平均值，进而得到血压模拟器的示值误差；

16、s44：利用曲线函数3减去曲线函数1后，对时间轴进行积分，再除以时间求平均值，进而得到血压模拟器的准确性误差；

17、s45：利用曲线函数2减去曲线函数1后，对时间轴进行积分，再除以时间求平均值，进而得到血压模拟器的模拟误差；

18、s46：对血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差进行加权，综合评估血压模拟器的示值、综合准确性和模拟准确性；

19、可选的，所述方法还包括：

20、s5：当血压模拟器检测结果为不合格时，第一控制模块根据血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，生成参数补偿类型及补偿值；

21、s6：启动参数补偿模块，并将参数补偿类型及补偿值发送至参数补偿模块；

22、s7：参数补偿模块根据参数补偿类型及补偿值对血压模拟器的相关参数进行补偿；

23、s8：对补偿后的血压模拟器进行二次或多次测试，直至血压模拟器校准结果为合格；

24、s9：基于血压模拟器的参数补偿类型及补偿值，自动生成对应的血压模拟器调整方案，并将其提供给送检方；

25、所述s5：当血压模拟器检测结果为不合格时，第一控制模块根据血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，生成参数补偿类型及补偿值，包括：

26、当血压模拟器校准结果中示值误差、准确性误差、模拟误差过高时，基于校准检测结果及参数补偿寻优模型来生成对应的补偿方案，确定参数补偿类型及补偿值；

27、所述s6中的参数补偿模块包括：程控压力补偿模块、程控脉冲补偿模块；

28、所述s7：参数补偿模块根据参数补偿类型及补偿值对血压模拟器的相关参数进行补偿，包括：

29、s71：将程控压力补偿模块的输出端连接至血压模拟器的压力发生模块的充气泵出口处，以进行增压或泄压操作；

30、s72：将程控脉冲补偿模块的输出端连接至血压模拟器的脉冲发生模块的第二气腔内，以对血压模拟器的脉冲频率进行补偿或抵消；

31、s73：程控压力补偿模块和程控脉冲补偿模块基于参数补偿类型及补偿值对血压模拟器的压力及脉冲进行补偿；

32、可选的，所述s8：对补偿后的血压模拟器进行二次或多次测试，直至血压模拟器校准结果为合格中，参数补偿的目标还可以为血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差低于某一预设值；

33、可选的，所述s9：基于血压模拟器的参数补偿类型及补偿值，自动生成对应的血压模拟器调整方案，并将其提供给送检方，还包括：

34、获取血压模拟器的脉冲发生模块、压力发生模块、气路传递的具体结构、血压模拟器的参数补偿类型及补偿值，并基于上述信息给出血压模拟器的调整方案；

35、可选的，所述方法还包括：

36、s10：利用电磁阀控制导通不同的血压模拟器测试气路；

37、s11：基于不同的气路进行测试，比较不同测试气路的测试结果，识别测试气路的压力损失情况；

38、s12：根据压力损失情况对测试气路的压力损失进行补偿；

39、s13：检测血压模拟器测试环境的温度参数；

40、s14：基于测试环境的温度参数对测试压力进行补偿；

41、所述s10：利用电磁阀控制导通不同的血压模拟器测试气路，包括：

42、在血压模拟器、标准压力计、压力转换器之间设置三组气路1、2、3，并利用电磁阀分别控制气路1、2、3的导通；

43、所述s11：基于不同的气路进行测试，比较不同测试气路的测试结果，识别测试气路的压力损失情况，包括：

44、s111：利用电磁阀控制任意两个气路导通，进行血压模拟器性能测试得到第一、第二测试结果；

45、s112：比较第一、第二测试结果，若二者间的差异达到预设值，则表明其中一个气路存在压力损失；

46、s113：利用电磁阀控制第三气路导通并进行测试，得到第三测试结果，将第三测试结果分别与第一、第二测试结果进行比较，确定存在压力损失的气路；

47、s114：启动报警模块，提醒工作人员对存在压力损失的气路进行更换或维修；

48、可选的，所述s12：根据压力损失情况对测试气路的压力损失进行补偿，包括：

49、在确定某气路存在压力损失且气路损失不严重时，还可以基于程控压力补偿模块对气路损失进行压力补偿，并利用标准压力计实时检测补偿后的压力值是否满足要求，以对血压模拟器继续进行校准和测试；

50、所述s14：基于测试环境的温度参数对测试压力进行补偿，包括：

51、当测试环境的温度参数大于或小于某一预设范围时，基于测试环境的温度值与预设温度范围的差值确定所需压力补偿的大小，并基于所需压力补偿的大小启动程控压力补偿模块进行压力补偿。

52、根据本发明的另一个方面，还提供了一种血压模拟器的多工况智能校准系统，该系统包括：上位机、云服务器、第一控制模块、第一交互模块、第一显示模块、第一存储模块、血压模拟器、标准压力计、压力转换器、参数补偿模块、温度传感器、第一数字示波器、报警模块；

53、获取人体真实血压信息，所述血压模拟器能够基于人体真实血压信息，准确产生仿真人体脉搏的压力及振荡波形；

54、所述获取人体真实血压信息，包括：收集人体真实血压信息，构建标准血压数据库；训练人体真实血压信息匹配模型，基于血压模拟器校准时所规定的测试参数获取人体血压信息；

55、所述标准压力计具有加压功能，用于产生校准所需的合适压力值；

56、所述血压模拟器和标准压力计通过测试气路连接；

57、所述压力转换器将血压模拟器在校准时产生的压力信号转换为在统一规定范围内的电压信号，并在第一数字示波器上进行实时显示；

58、所述第一控制模块还能够获取人体真实血压信息、血压模拟器示值信息、压力转换器的实测信息，并基于上述信息计算血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，评估血压模拟器的性能；

59、所述基于上述信息计算血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，评估血压模拟器的性能，具体包括：

60、将获取到的人体真实血压信息、血压模拟器示值信息、压力转换器的实测信息转换为在统一规定范围内的电压信息；

61、在同一坐标系下绘制各自的血压曲线得到人体真实血压曲线1、血压模拟器示值曲线2、压力转换器的实测曲线3，每个曲线对应曲线函数1、2、3；

62、利用曲线函数3减去曲线函数2后，对时间轴进行积分，再除以时间求平均值，进而得到血压模拟器的示值误差；

63、利用曲线函数3减去曲线函数1后，对时间轴进行积分，再除以时间求平均值，进而得到血压模拟器的准确性误差；

64、利用曲线函数2减去曲线函数1后，对时间轴进行积分，再除以时间求平均值，进而得到血压模拟器的模拟误差；

65、对血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差进行加权，综合评估血压模拟器的示值、综合准确性和模拟准确性；

66、可选的，当血压模拟器检测结果为不合格时，第一控制模块根据血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，生成参数补偿类型及补偿值；启动参数补偿模块，并将参数补偿类型及补偿值发送至参数补偿模块；参数补偿模块根据参数补偿类型及补偿值对血压模拟器的相关参数进行补偿；对补偿后的血压模拟器进行二次或多次测试，直至血压模拟器校准结果为合格；基于血压模拟器的参数补偿类型及补偿值，自动生成对应的血压模拟器调整方案，并将其提供给送检方；

67、可选的，所述当血压模拟器检测结果为不合格时，第一控制模块根据血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差，生成参数补偿类型及补偿值，包括：当血压模拟器校准结果中示值误差、准确性误差、模拟误差过高时，基于校准检测结果及参数补偿寻优模型来生成对应的补偿方案，确定参数补偿类型及补偿值；

68、可选的，参数补偿的目标还可以为血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差低于某一预设值；

69、所述血压模拟器包括：第二控制模块、脉冲发生模块、压力发生模块、流量阀、缓释阀、速释阀、第一腔体、泄气口、出气口、第二数字示波器、压力传感器；

70、所述第二控制模块能够基于人体真实血压信息，控制脉冲发生模块和压力发生模块进行人体真实血压模拟；

71、具体包括：第二控制模块基于人体真实血压信息中的血压值、血压曲线控制脉冲发生模块和压力发生模块以相应的频率和幅值进行工作，模拟得到相应的血压值和血压曲线，并将得到的血压值和血压曲线信息在第二数字示波器上进行实时显示；

72、所述脉冲发生模块包括：压力传递管、挤压组件，所述挤压组件包括伺服电机、丝杠、活塞机构、第二气腔；所述伺服电机与丝杠连接，并能够带动活塞机构在第二气腔内往复运动，以产生脉冲波形曲线；

73、所述压力发生模块包括：充气泵、电磁阀，所述充气泵能够在电磁阀的配合下实现对第二气腔的增压或泄压；

74、可选的，将程控压力补偿模块的输出端连接至血压模拟器的压力发生模块的充气泵出口处，以进行增压或泄压操作；将程控脉冲补偿模块的输出端连接至血压模拟器的脉冲发生模块的第二气腔内，以对血压模拟器的脉冲频率进行补偿或抵消；

75、可选的，所述基于血压模拟器的参数补偿类型及补偿值，自动生成对应的血压模拟器调整方案，并将其提供给送检方，还包括：获取血压模拟器的脉冲发生模块、压力发生模块、气路传递的具体结构、血压模拟器的参数补偿类型及补偿值，并基于上述信息给出血压模拟器的调整方案；

76、所述气路传递的具体结构可以为：脉冲发生模块、压力发生模块、流量阀、缓释阀、速释阀、第一腔体、出气口依次通过气路连接；

77、所述温度传感器能够检测血压模拟器测试环境的温度参数；

78、所述第一控制模块还能够基于测试环境的温度参数对测试压力进行补偿，包括：当测试环境的温度参数大于或小于某一预设范围时，基于测试环境的温度值与预设温度范围的差值确定所需压力补偿的大小，并基于所需压力补偿的大小启动程控压力补偿模块进行压力补偿；

79、所述第一控制模块还能够通过分析测试数据来检测测试气路的压力损失；

80、所述报警模块能够在确定测试气路存在压力损失时进行报警；

81、可选的，第一控制模块能够利用电磁阀控制导通不同的血压模拟器测试气路；并基于不同的气路进行测试，比较不同测试气路的测试结果，识别测试气路的压力损失情况；还可以根据压力损失情况对测试气路的压力损失进行补偿；

82、所述利用电磁阀控制导通不同的血压模拟器测试气路，包括：

83、在血压模拟器、标准压力计、压力转换器之间设置三组气路1、2、3，并利用电磁阀分别控制气路1、2、3的导通；

84、所述基于不同的气路进行测试，比较不同测试气路的测试结果，识别测试气路的压力损失情况，包括：

85、利用电磁阀控制任意两个气路导通，进行血压模拟器性能测试得到第一、第二测试结果；

86、比较第一、第二测试结果，若二者间的差异达到预设值，则表明其中一个气路存在压力损失；

87、利用电磁阀控制第三气路导通并进行测试，得到第三测试结果，将第三测试结果分别与第一、第二测试结果进行比较，确定存在压力损失的气路；

88、启动报警模块，提醒工作人员对存在压力损失的气路进行更换或维修；

89、可选的，所述根据压力损失情况对测试气路的压力损失进行补偿，包括：

90、在确定某气路存在压力损失且气路损失不严重时，还可以基于程控压力补偿模块对气路损失进行压力补偿，并利用标准压力计实时检测补偿后的压力值是否满足要求，以对血压模拟器继续进行校准和测试。

91、本发明提供了一种血压模拟器的多工况智能校准系统及方法，包括：获取人体真实血压信息、血压模拟器示值信息、压力转换器的实测信息，基于上述信息计算血压模拟器的示值误差、准确性误差、模拟误差以准确评估血压模拟器的性能；预置参数补偿模块，能够根据血压模拟器的误差差值，生成压力、脉冲补偿参数，启动参数补偿模块对血压模拟器的工作状态进行补偿以使得二次测试合格，基于该补偿参数，自动生成对应的调整方案，给厂家提供修改建议，减小厂家的送检成本；利用电磁阀控制导通不同的测试气路，比较不同测试气路的测试结果，识别测试气路的压力损失情况，并对压力损失进行补偿；检测测试环境的温度参数，并基于测试环境的温度参数对测试压力进行补偿，提高血压模拟器测试结果的准确性。