我國以往主要采用機(jī)械式水銀血壓計來作為患者血壓測量的醫(yī)學(xué)儀器，但隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，以及醫(yī)療衛(wèi)生水平的進(jìn)步，使得電子血壓儀得到了大規(guī)模的應(yīng)用，贏得了可觀的市場份額。就傳統(tǒng)的機(jī)械式血壓儀和電子血壓儀而言，盡管后者具備人性化的界面，操作簡便，然而在穩(wěn)定性以及準(zhǔn)確性還有待提高，進(jìn)而為患者的治療提供科學(xué)的依據(jù)。

　　我國中醫(yī)文化博大精深，脈診是“望聞問切”中的重要方法，以脈相診斷作為基礎(chǔ)，對病人的病情進(jìn)行觀察和大致的估計。通過電子儀器來對脈象進(jìn)行測量。對于國內(nèi)脈象測量的的研究現(xiàn)狀來說，雖然相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了較為深入的研究和探討，但是由于提純脈象信號的過程較為復(fù)雜，易受到非線性變形以及多種干擾的共同影響，導(dǎo)致信號提取完成后一般都產(chǎn)生了根本性的變化，因此在該方面的研究還有待加強(qiáng)。

　　筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，將脈象、心率和血壓的測量有機(jī)的整合到一起，從而利于臨床醫(yī)學(xué)的開展。筆者在研究國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)著作的基礎(chǔ)上，采用了更為先進(jìn)的智能技術(shù)和信號處理技術(shù)，最大限度的對非線性變形和脈象提取過程內(nèi)的噪聲干擾進(jìn)行消除，以提升測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。本設(shè)計中的脈象血壓儀已開發(fā)成功，得到了臨床驗證，脈象提取能夠符合設(shè)計要求，取得了較好的效果。

　　測量原理簡介

　　筆者在本設(shè)計中采用摩托羅拉生產(chǎn)的壓強(qiáng)傳感器MPX50GP，當(dāng)壓強(qiáng)范圍控制在0到40KPa之內(nèi)時，產(chǎn)生20到60mv的輸出信號。采用摩托羅拉的MC68HC05SR3單片機(jī)來作為微控制器。同時，采取大連東方的EDM 12864B來作為圖形點陣列晶。

　　基于血壓機(jī)械式測量方法，來進(jìn)行舒張壓和收縮壓確定方法的設(shè)計。通過氣泵袖套來環(huán)繞患者的手臂。在進(jìn)行泵氣的過程中，自動跟蹤監(jiān)測CP袖套壓強(qiáng)信號和BP脈沖信號，袖套壓強(qiáng)信號CP在增大的過程中會使得BP脈沖信號的振幅持續(xù)增加，在達(dá)到相應(yīng)的數(shù)值時，又會呈現(xiàn)出明顯的減小趨勢，一直到脈沖信號完全消失。當(dāng)脈沖信號完全消失時，然后增加5KPa的脈沖信號。

　　對于排氣過程而言，事先對舒張壓和收縮壓的閥值進(jìn)行設(shè)定，在排氣的過程中，脈沖信號下降到相應(yīng)幅度時，就會產(chǎn)生脈沖信號BP，該時刻即為被袖套束縛的脈管被脈搏沖開的時刻。跟蹤監(jiān)測脈沖信號，在袖套壓強(qiáng)信號CP的振幅大于收縮壓閥值的情況下，收縮壓的數(shù)值即為袖套壓強(qiáng)信號的數(shù)值，持續(xù)的對脈沖信號BP進(jìn)行跟蹤，在脈沖信號振幅達(dá)到相應(yīng)數(shù)值后迅速減小，達(dá)到事先設(shè)定的閥值時，測量獲得的袖套壓強(qiáng)信號即為患者的舒張壓。

　　對于排氣過程而言，實現(xiàn)脈沖信號向矩形波的轉(zhuǎn)換，并將該矩形波來作為中斷的觸發(fā)信號。

　　完成收縮壓的捕捉定位后，在袖套壓強(qiáng)信號減小2KPa的情況下，獲得了最強(qiáng)的脈沖信號，脈沖信號的采集過程必須作到準(zhǔn)確、快速，換言之，在1.5個脈沖信號周期內(nèi)必須完成128個數(shù)據(jù)的采樣，進(jìn)行相關(guān)處理后，能夠獲得所需的靜態(tài)脈象圖形，使得數(shù)據(jù)更加直觀。

　　圖1脈象血壓儀系統(tǒng)框圖

　　血壓儀袖套內(nèi)的泵排氣通過微控制予以實現(xiàn)，袖套氣壓的感測轉(zhuǎn)換通過脈搏傳感器予以完成。電信號通過壓強(qiáng)傳感器產(chǎn)生后，較為微弱，一般在10uf之內(nèi)，卻擁有多達(dá)20uf以上的無效偏壓，另外還含有為數(shù)眾多的高頻噪聲。所以，信號需要通過前置放大級來完成差動放大，與此同完成去噪工作，然后開展二級放大和零點調(diào)整。

　　袖套壓強(qiáng)信號和脈沖信號的分離基于信號分離部分完成，得到的脈沖信號在完成模/數(shù)轉(zhuǎn)化后送入壓力檢測通道進(jìn)行后續(xù)處理。由于袖套壓強(qiáng)信號在完成分離后，相對高頻干擾而言，較為微弱（主要為50HZ的交流電干擾），所以后級放大在完成高頻濾波后還需要實現(xiàn)三級放大。處理后的信號分為以下兩路：一路進(jìn)行整形處理，將信號轉(zhuǎn)換為矩形波，進(jìn)而用作觸發(fā)中斷，以利于計時捕捉功能的實現(xiàn)。另外一路在完成模數(shù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)后，送到微控制通道，完成數(shù)字處理等多項處理工作。

　　要想系統(tǒng)高效、準(zhǔn)確的進(jìn)行工作，軟件系統(tǒng)功能示意圖如下：

　　圖2血壓儀軟件功能結(jié)構(gòu)示意圖

　　設(shè)計中關(guān)鍵因素的考慮

　　對于MPX50GP傳感器而言，其輸出信號組成如下：CP信號（頻率小于0.4HZ）和BP信號（頻率為1HZ），所以在分開這兩路信號時需要通過兩級高通濾波器來完成，如果沒有較為理想的抑制CP信號，則無法穩(wěn)定BP信號基線，進(jìn)而導(dǎo)致脈沖振蕩的比較基準(zhǔn)無法獲得統(tǒng)一。下圖為兩級過濾器電路示意圖。

　　圖3兩級過濾器電路示意圖

　　由圖可見，兩個RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了過濾器，從而使得截止頻率得到確定，必須確保振蕩信號不至于產(chǎn)生丟失或者失真。另外確定過濾器的增益的因素為R2/R1，通過該增益來對脈沖信號實施放大處理。高頻成分的濾除通過C3完成。

　　分離得到的脈沖信號還必須經(jīng)過放大、濾波和基線校準(zhǔn)等處理，以此作為舒張壓和收縮壓的判定標(biāo)準(zhǔn)。

　　面向用戶的人性化設(shè)計

　　本脈象血壓儀的操作交互界面盡可能的實現(xiàn)了較好的易讀性、易操作性和簡潔性。不僅如此，系統(tǒng)還實現(xiàn)了下列的幾點重要突破：

　　(1)所有控制功能都只通過3個按鍵就可以實現(xiàn)；

　　(2)安全、準(zhǔn)確的按鍵操作過程。對于不用的按鍵，通過系統(tǒng)實現(xiàn)了按鍵的暫時關(guān)閉，杜絕由于誤操作而使得操作的錯誤；

　　(3)簡潔和形象的液晶顯示界面；

　　(4)設(shè)置了蜂鳴信號提示和指示燈；

　　總而言之，本脈象血壓儀在測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、清晰度、精確度和準(zhǔn)確性方面都已經(jīng)符合了臨床醫(yī)學(xué)的需求，另外由于其簡單的操作、簡潔友好的操作界面和較低的成本，使得其能夠占據(jù)較大的市場份額。

　　作者簡介：曹巖（1980-），男，天津市人，本科，主要做醫(yī)療器械（血壓類）的研發(fā)工作。