浅谈电子血压计的设计

　　引言

　　血压监测仪是一种用来监测动态，连续血压的医疗设备。可以实时记录血压值，准确、实效帮助医生诊断高血压，剔除假性高血压，白大衣血压，有效制定治疗方案，药物评价，平稳地控制病人血压。振荡示波的原理，充放气迅速，噪音极低。逆向充气逻辑反馈，袖带的充气压力仅比被测量者本身收缩压不超过5mmHg,限度提高病人的舒适感。可暂时中断测试，重新佩带继续测试血压。独特的日夜按键，特殊实践按键，准确记录日夜界限突发事件。3分钟之内自动补测，储存数据可达300个测量值。仅重250克，世界上轻的血压记录盒。Windows95/98/NT版本分析软件，中英文操作，界面随意切换。操作简单、方便、用户界面友好，可直接与电脑，打印机相连。无千年虫技术故障，德国标准，通过ISO9001和CE。多种分析图表及中英文可选择打印，临床应用价值极高。

　　上臂式血压计

　　腕式血压计

　　自动电子血压计

　　血压计有电子血压计、水银血压计（压力计）、弹簧表式血压计（压力计）。 电子血压计有臂式、腕式之分；其技术经历了“有气芯”的代（原始的臂式与腕式）、“无气芯”的第二代（臂式使用）和第三代（腕式使用）的发展。 水银血压计（压力计）和弹簧表式血压计（压力计）用于听诊法测量血压，必须配合听诊器，由医生或护士判断，得出收缩压、舒张压的读数。

　　自动检测血压计有两种类型：上臂式血压计和腕式血压计。上臂式血压计包含一个气囊，测量时将其缠缚于上臂。充气袖带通过一条皮管连接到放置在手臂附近的监视器。腕式血压计尺寸较小，整个装置可以缠绕在手腕上，因此，这类产品对尺寸的要求比较严格。有些上臂式血压计需要手动充气，但目前市场上的多数上臂式和腕式血压计都采用了全自动设计。

　　测量技术

　　自动电子血压计首先对袖带充气使其具有足够的压力，从而阻止血液在局部主动脉的流动。随着压力逐渐释放，当血液开始流过动脉时，测量到的压力值为心脏收缩压。同时还可以监测到脉搏跳动的速率。

　　压力传感器产生的信号经过运算放大器或仪表放大器调理后送入模/数转换器（ADC）。然后，针对不同类型的监视器和传感器，采用适当的方法在数字域计算心脏收缩压、舒张压和脉搏速率，并将得到的结果显示在液晶屏（LCD）上，通常还会将数据和对应的时间/日期存储到非易失存储器内。

　　带有语音提示功能的血压计功能框图。

　　数据接口

　　有些血压计能够把数据上传到计算机，以便进行更深入的分析和后期测量跟踪，可以通过USB接口传输数据。可以选择一个分立的USB收发器，也可以选择内置这种收发器的微控制器。

　　音频提示

　　血压计的音频提示可以是简单的蜂鸣声，也可以采用高端语音提示。简单的蜂鸣器可以利用微控制器的一个或两个脉宽调制（PWM）输出端口引脚驱动；对于语音提示功能电路，可以选择音频数/模转换器（DAC）和扬声器放大器处理音频信号。

　　电源管理

　　上臂式血压计通常采用4节AAA （1.5V）碱性电池供电，腕式血压计大多采用2节AAA碱性电池供电。血压计泵和模拟电路要求5V或3.3V供电，数字电路根据具体采用的测量技术选择3.3V或1.8V供电。由此，一个典型的上臂式血压计需要一路buck-boost开关电源为泵/模拟电路提供5V电源，另外还需要一路低压差线性稳压器（LDO）为数字电路提供3.3V电源。

　　为了延长电池使用寿命，血压计不工作时可以关断电源，而只维持实时时钟（RTC）有效并可快速恢复血压计的工作状态。

　　显示与背光

　　血压计大多使用简单的段式LCD显示器，其中包含100段或更少的段码，LCD驱动器通常集成在微控制器内部。利用一个或两个白光LED （WLED）或电致发光（EL）灯源提供显示器背光。腕式血压计可以采用开关电源拓扑提供WLED驱动，上臂式血压计则可采用线性稳压器提供WLED驱动。

　　静电放电

　　所有血压计监视器必须通过IEC 61000-4-2的静电放电（ESD）的测试要求，可以利用内置ESD保护的器件，或者采用ESD保护线对暴露在接口位置的线路加以保护。美国ＣＲＩＴＩＫＯＮ公司于 1976年推出全个采用振动法测量原理的自动无创血压监视器ＤＩＮＡＭＡＰ ,并经临床验证为安全有效的测量方法 ,目前世界上已广泛采用振动法原理测量血压。振动法测量血压的原理是 :对绑在手臂上的袖带自动进行充气