智能电子血压计

引言

　　血压是反映心血管系统状态的重要生理参数，合适的血压是维持人体正常新陈代谢的必要条件。随着人民生活水平的不断提高以及城市老龄化程度的提高，人们自我保健意识逐渐增强，电子血压计具有低成本、小型化、自动化程度高等优点，如今已作为家庭必备的保健用品，倍受人们的青睐。SOPC(可编程片上系统)是Altera公司提出的一种灵活、高效的SOC解决方案。用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。它可以将MCU、DSP和FPGA完美结合，有非常好的发展前景。

原理

　　血压测量方法有很多，最常用的无创血压测量方法为柯氏音法和示波法。本文设计所采用的是基于充气的示波法。基于示波法的充气测量恰好是放气测量的逆过程，如图1所示，在压力增加(充气)过程中，检测静压力和袖带内气体的振荡波，振荡波起源于血管壁的搏动。压力较小时，在袖带静压力小于舒张压Pd之前，动脉管壁在舒张期已充分扩展，管壁刚性增加，因而波幅维持在较小的水平。随着压力的增加，当袖带压力高于收缩压Ps时，动脉被压闭，此时因近端脉搏的冲击而呈现细小的振荡波；当袖带静压等于平均压时，波幅达到值；振荡波的包络线所对应的袖带静压力就间接地反映了动脉血压。

传感器输出信号

　　这里采用截止频率为0．48Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，将低通滤波器增益设为1，这样做可以尽量减少误差的放大。采用具有信号放大能力的有源滤波器对脉搏波信号的提取，通带频率范围设计为0．48～4．8Hz。脉搏波信号放大滤波后，要使其幅度尽量接近A／D转换模块的允许上限，这样有助于提高采集数据的精度。

　　由于需要对静压信号和脉搏波信号分别进行A／D转换，因此需要两个采样通道。人体的臂动脉血压，收缩压一般在95～140mmHg范围内，平均值为110～120mmHg，舒张压为60～90mmHg，平均值为80mmHg，考虑到高血压等疾病情况，血压计的测量范围应该在0～250mmHg内，则对A／D转换器的要求至少为8位(28=256)。

测量结果对比

　　为了检验本设计的测量结果，我们将此电子血压计与市面上*价比较好的欧姆龙HEM-7012型电子血压计分别对不同的个体进行了测量。

　　从多组测量结果的对比可以看出，虽然测量结果存在一定的误差，但本血压计对不同的测量者具有良好的个体适应性。与欧姆龙电子血压计相比，本血压计测得的血压结果略有偏大，这是因为电子血压计采用基于充气过程的示波法，特征点的确定只能依赖采集样本的统计归纳，有一定的离散性，此外，在测量过程中，压力传感器输出信号以及放大、滤波等电路的输出信号都可能与真实值之间存在一些小的差异，因此会存在一定的误差。