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电路板克隆示波法的电子血压计系统设计

人体生理信号的特点是低频小信号,一般是μV~mV级的,频率范围是0~300 Hz,信噪比低,因此选择一个性能良好的传感器就非常重要。
    MPXVS050GP压力传感器内部含有信号运放和信号调节功能,具有良好的线性度,输出电压与所加压力成正比关系,可以进行片上补偿,并且其温度补偿特性能克服半导体压力敏感器件存在的温度漂移问题。它可以直接将动脉血液对血管壁的压力转换为0~4.7 V的电信号,对应的血压值为0~375 mmHg,与血压计的设计要求非常匹配,因此特别适合示波法压力测量。图5为MPXV5050GP压力传感器输入、输出线性对应关系。
    收缩压判据的确定:在充气过程中脉搏波幅度包络线的上升段,当某一个脉搏波的幅度Ui与最大幅度Um之比Ui/Um=Ks时,就认为此时对应的气袖压力为收缩压。即Ps=P∣Ui=Ks·Um。    舒张压判据的确定:在脉搏波幅度包络线的下降段,当某一个脉搏波的幅度Ui与最大幅度Um之比Ui/Um=Kd时,就认为此时对应的气袖压力为舒张压。即Pd=P∣Ui=Kd·Um。
    心率指心脏每分钟搏动的次数。由于心脏与脉搏搏动一致,所以在测量血压的同时可以测得心率。测定心率的关键是判断脉搏波的峰值,然后根据一定时间内有多少个脉搏波计算出心率。
    利用示波法判定收缩压和舒张压的具体方法很多,主要可以归纳为两种:波形特征法和幅度系数法。pcb抄板波形特征法基本原理是利用脉搏波包络线的拐点测量血压,上升时拐点对应的静压力为收缩压,下降时拐点对应的静压力为舒张压。这种方法测量的个体适应性较差,测量精度不稳定,已逐渐被幅度系数法所替代。
    幅度系数法又称“归一法”。它是将脉搏波振动信号的幅值与信号的最大幅值相比进行归一化处理,通过确定收缩压和舒张压的归一化系数来识别收缩压与舒张压,如图3所示。其中,As为收缩压对应的脉搏波幅度,Am为平均压所对应的脉搏波的幅度,Ad为舒张压对应的脉搏波幅度,As/Am为收缩压Pd的归一化值,Ad/Am为舒张压Ps的归一化值,Pc为袖带压力,横坐标代表放气过程中袖带内压力的不断减小。As/Am=C1,Ad/Am=C2,分别对应收缩压和舒张压的位置。根据测得的脉搏波幅值和对应的静压力,就可以得出收缩压Ps、舒张压Pd和平均压Pm。一般收缩压的幅度系数为0.46~0.64,舒张压的幅度系数为0.43~0.73。
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