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智能上葡京血压计

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智能上葡京血压计血压测量的方法采用基于充气过程的示波法。该系统采用Cyclone II系列低成本FPGA,并嵌NNIOS II软核作为核心处理器,可以完成自动测量血压、信息显示、数据存储、查看和删除历史数据等功能。由于采用了FPGA,从而简化了电路的设计,提高了系统的可靠性和稳定性,并且使系统具有较强的可扩展性,有利于系统的升级。

智能上葡京血压计引言

  • 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,上葡京血压计具有低成本、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。

智能上葡京血压计原理

  • 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,波幅达到最大值;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。

智能上葡京血压计传感器输出信号

  • 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,要使其最大幅度尽量接近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)。

智能上葡京血压计测量结果对比

  • 为了检验本设计的测量结果,我们将此上葡京血压计与市面上*价比较好的欧姆龙HEM-7012型上葡京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。与欧姆龙上葡京血压计相比,本血压计测得的血压结果略有偏大,这是因为上葡京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,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。

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