一種新型的電子血壓計的製作方法
2023-08-07 10:15:26
專利名稱：一種新型的電子血壓計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用柯氏音法測量人體血壓的血壓測量裝置，特別涉及一種具有血壓測量、脈搏測量、血壓值修正、射頻識別和無線數據通信等多種功能的醫用電子血壓測量裝置。
背景技術：
目前，醫院病房中的日常血壓測量仍然採用傳統的水銀血壓計。醫護人員為患者逐一測量血壓後，將測量結果填寫到患者的紙質病例或電子病例中。這種工作模式的主要缺點是工作量較大，且使用過程中容易導致水銀外洩，造成汞汙染。市場上所銷售的電子血壓計絕大多數採用示波法原理測量人體血壓，其測量結果誤差較大，因此無法用於臨床。採用柯氏音法測量血壓的電子血壓計雖已在市場上出現，但由於不具備數據通信功能，因此無法在使用中減輕醫護人員的工作量。目前無線通信技術在醫療領域得到長足的發展。現有的技術已可將無線數據通信技術與電子血壓測量技術相結合，實現將所測得的血壓和脈搏數據通過無線傳輸的方式發送到帶有無線接收模塊的接收設備。在申請號為200910195053.2的中國發明專利申請中公開了名為「一種電子血壓計數據傳輸和管理裝置及方法」的技術方案。該方案採用傳統電子血壓計與全球移動通信系統的簡訊服務模塊相連接，實現將測量結果通過簡訊方式發送至接收終端的通信功能。在申請號為201010103834. 7的中國發明專利申請中公開了名為「一種可攜式多功能電子血壓計」的技術方案，該方案中電子血壓計可通過有線或無線方式將數據發送至接收設備，且每臺設備有一個獨一無二的設備識別碼，便於接收設備對於數據的識別。以上發明存在的一個共同的不足是1、不具備測量結果的修正功能，雖然有初始壓力的自動校零功能，但在整個測量範圍內的系統誤差仍然無法克服；2、系統不具備電子標籤的自動識別功能，不能在臨床使用中自動識別被測患者的電子識別碼；3、人機互動功能不強，操作者不能對測量結果進行人工幹預。因此，在臨床中的推廣使用受到一定程度的限制。發明內容本實用新型克服現有技術的不足，提供了一種具有血壓測量、脈搏測量、血壓值修正、射頻識別和無線數據通信等功能的醫用電子血壓測量裝置。該血壓測量裝置可自動讀取被測對象的電子識別碼，並可以在測量血壓的同時，完成脈搏的測量。在完成血壓和脈搏的測量後，該裝置可將血壓數據、脈搏數據和電子條碼以無線傳輸的方式發送至數據接收系統。該測量裝置還具備血壓值修正功能，當血壓顯示值與實際值不一致時，可通過修正使顯示值與實際值達到一致。此外，該裝置還具備較強的人機互動功能，操作者通過鍵盤參與血壓測量並對測量結果進行修改、存儲和數據發送等操作。為實現上述功能，本實用新型採用以下技術方案該血壓測量裝置由一個壓力測量模塊1、一個液晶屏2、一個微控制器3、一個無線通信模塊4和一個鍵盤5、一個Flash存儲器6組成。壓力測量模塊1在微控制器3的控制下完成壓力的實時測量，並將測量結果送至微控制器3。微控制器3對測量結果進行修正後，驅動液晶屏2顯示壓力的實際值。無線通信模塊4具有射頻識別和無線數據收發功能，可識別患者的電子身份碼並將血壓和脈搏數據發送至外部接收設備。鍵盤5用於實現人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現對血壓測量過程的參與和對血壓測量裝置的控制。 Flash存儲器6存儲測量結果和壓力的修正量表。由於系統誤差的存在，壓力測量值需要進行必要的修正。在測量過程中，每得到一個壓力測量值，我們都可以在修正量表中找到與其對應的修正量，再將壓力值測量值與修正量相加後得到壓力的實際值。壓力測量模塊1包括一個可充氣袖帶7、一個充氣裝置8、一個放氣裝置9、一個壓力傳感器10、一個放大器11、一個濾波器12和一個模數轉換電路13等部件。壓力測量模塊1在微控制器3的控制下完成對壓力的實時測量。在血壓測量開始時，微控制器3 (或人工)控制充氣裝置8對可充氣袖帶7充氣，當袖帶的壓力超過收縮壓時，充氣過程停止。然後微控制器3(或人工)控制放氣裝置9開始緩慢放氣。在放氣過程中，壓力傳感器10採集袖帶內部的壓力，並將壓力信號轉化為電信號。該電信號經放大器11和濾波器12後送至模數轉換電路13，被轉換為數字量。微控制器3讀入上述數字量，計算出壓力測量值，再根據測量值在修正量表中找到對應的修正量，並將壓力值測量值與修正量相加得到壓力的實際值。與此同時，微控制器3驅動液晶屏2，將壓力的實際值實時地顯示在液晶屏上。醫生通過聽診器監聽柯氏音，以確定收縮壓和舒張壓。當收縮壓(或舒張壓)出現時，醫生可通過按壓鍵盤5上的收縮壓(或舒張壓)確認鍵記錄該時刻的壓力值，該壓力值即為收縮壓(或舒張壓)，同時系統在液晶屏的特定區域內顯示該壓力值。系統還設有「數值加」和 「數值減」按鍵，醫生可以通過按壓這兩個按鍵，修改操作過程中測得的收縮壓(或舒張壓) 值。修改完成後，通過按壓「存儲」鍵可將數值存儲至Flash存儲器6中。在舒張壓測量完成後，微控制器3可對採集的全部壓力信號進行分析處理，得到被測者的脈搏數據，並存儲至Flash存儲器6中。在舒張測量完成後，微控制器(或人工)控制放氣裝置加快放氣的速度，迅速將可充氣袖帶內氣壓降至標準大氣壓。Flash存儲器6中的修正量表是通過靜態壓力校準實驗得到的，我們通過測量得到系統在不同壓力值下的誤差量，再將這些誤差量以修正量表的形式存儲至Flash存儲器 6中。該修正量表可通過血壓計按鍵和液晶屏2上的人機互動界面，由人工輸入至微控制器3的存儲器中，再由微控制器3將數據寫入Flash存儲器6中，也可以通過無線傳輸的方式，由外部的發射裝置發送，再由內部的無線通信模塊4接收，最終由微控制器3的控制程序自動將數據寫入Flash存儲器6中。Flash存儲器6也可以由微控制器3內部的Flash 存儲器來代替。無線通信模塊4主要包括一個無線數據收發模塊14、一個射頻天線15、一個射頻識別閱讀器16、一個耦合線圈17。它具有射頻識別和無線數據收發功能，在每次測量前，無線通信模塊4可在微控制器3的控制下通過射頻識別閱讀器16讀取患者的電子識別碼。在血壓和脈搏測量完成後，微控制器3根據外部命令控制無線數據收發模塊14與外部接收設備通信，發送血壓、脈搏數據和電子識別碼。鍵盤5用於實現人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現對測量裝置的控制。鍵盤 5設有收縮壓和舒張壓確認鍵、數值加鍵、數值減鍵、數據存儲鍵、射頻識別鍵、數據發送鍵等，當收縮壓和舒張壓出現時操作者可通過按壓相應的確認按鍵將壓力數值鎖定並顯示在液晶屏的特定區域上，並可通過按壓「數值加」或「數值減」按鍵修改上述的顯示值，操作者確認數值後，按壓「存儲」鍵將數據傳送給微控制器，並存儲到Flash存儲器6中。當需要數據傳輸時，可按壓「數據發送」鍵將數據發送給外部接收裝置。此外按壓「射頻識別」鍵可以啟動射頻識別閱讀器16讀取患者的電子識別碼。與目前已公開的專利技術相比，本產品具有脈搏測量、血壓值修正、射頻識別功能和電子識別碼存儲功能，適合在醫院中推廣使用。例如，在病房中為每個患者預先配發一個電子標籤，標籤上存有患者的電子識別碼。在使用本裝置為患者測量血壓時，首先用本裝置中的射頻識別閱讀器讀取患者的電子識別碼，並將該電子識別碼存入裝置內的Flash中。 該裝置在測量血壓的同時可以完成脈搏的測量，並可對血壓數據進行修正，使結果更加準確。當血壓和脈搏的測量完成後，無線通信模塊將血壓、脈搏數據和電子識別碼一同發送至外部接收裝置。外部接收裝置接收到數據後可將數據發送至醫院信息系統(HIS)，由於數據中含有電子識別碼，因此HIS系統可自動通過電子識別碼將血壓數據與患者的姓名一一對應起來，存入患者的電子病例。此外，還可以通過帶有無線數據通信功能的網關直接發送到區域網中，再通過區域網傳送至護士工作站。這種新裝置的採用，可以減輕醫護人員的勞動強度，同時可以替代目前在病房中大量使用的水銀血壓計，以減輕環境汙染。
圖1是本實用新型系統總體構成框圖；圖2是圖1中採用自動充放氣裝置的壓力測量模塊與微控制器連接的原理框圖；圖3是圖1中採用手動充放氣裝置的壓力測量模塊與微控制器連接的原理框圖；圖4是圖1中微控制器及周邊元件電路圖；圖5是圖1中無線通信模塊與微控制器連接原理框圖；圖6是圖5中無線數據收發模塊電路圖；圖7是圖5中射頻識別閱讀器電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述附圖1描述的血壓測量裝置由一個壓力測量模塊1、一個液晶屏2、一個微控制器 3、一個無線通信模塊4和一個鍵盤5、一個Flash存儲器6組成。壓力測量模塊1在微控制器3的控制下完成壓力的實時測量，並將測量結果送至微控制器3。微控制器3對測量結果進行修正後，驅動液晶屏2顯示壓力的實際值。無線通信模塊4具有射頻識別和無線數據收發功能，可識別患者的電子身份碼並將血壓和脈搏數據發送至外部接收設備。鍵盤5用於實現人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現對血壓測量過程的參與和對血壓測量裝置的控制。Flash存儲器6存儲測量結果和壓力的修正量表。由於系統誤差的存在，壓力測量值需要進行必要的修正。在測量過程中，每得到一個壓力測量值，我們都可以在修正量表中找到與其對應的修正量，再將壓力值測量值與修正量相加後得到壓力的實際值。血壓的修正量表可通過血壓計鍵盤存入系統或進行改寫，也可通過有線或無線數據通信的方式傳入系統，系統收到數據後，自動對血壓修正量表進行存儲或改寫。圖2是圖1中採用自動充放氣裝置的壓力測量模塊與微控制器連接的原理框圖。 圖中壓力測量模塊1包括一個可充氣袖帶7、一個充氣裝置8、一個放氣裝置9、一個壓力傳感器10、一個放大器11、一個濾波器12和一個模數轉換電路13等部件。壓力測量模塊1 在微控制器3的控制下完成對壓力的實時測量。在血壓測量開始時，微控制器3 (或人工) 控制充氣裝置8對可充氣袖帶7充氣，當袖帶的壓力超過收縮壓時，充氣過程停止。然後
5微控制器3 (或人工)控制放氣裝置9開始緩慢放氣。在放氣過程中，壓力傳感器10採集袖帶內部的壓力，並將壓力信號轉化為電信號。該電信號經放大器11和濾波器12後送至模數轉換電路13，被轉換為數字量。微控制器3讀入上述數字量，計算出壓力測量值，再根據測量值在修正量表中找到對應的修正量，並將壓力值測量值與修正量相加得到壓力的實際值。與此同時，微控制器3驅動液晶屏2，將壓力的實際值實時地顯示在液晶屏上。醫生通過聽診器監聽柯氏音，以確定收縮壓和舒張壓。當收縮壓(或舒張壓)出現時，醫生可通過按壓鍵盤5上的收縮壓(或舒張壓)確認鍵記錄該時刻的壓力值，該壓力值即為收縮壓(或舒張壓)，同時系統在液晶屏的特定區域內顯示該壓力值。系統還設有「數值加」和 「數值減」按鍵，醫生可以通過按壓這兩個按鍵，修改操作過程中測得的收縮壓(或舒張壓) 值。修改完成後，通過按壓「存儲」鍵可將數值存儲至Flash存儲器6中。在舒張壓測量完成後，微控制器3可對採集的全部壓力信號進行分析處理，得到被測者的脈搏數據，並存儲至Flash存儲器6中。在舒張測量完成後，微控制器(或人工)控制放氣裝置加快放氣的速度，迅速將可充氣袖帶內氣壓降至標準大氣壓。圖3是圖1中採用手動充放氣裝置的壓力測量模塊與微控制器連接的原理框圖。 該實施方案的原理與圖2中所述方案的原理基本相同，所不同的是，充放氣裝置均由人工控制。圖4是圖1中微控制器及周邊元件電路圖。圖中U3是微控制器。在本實施例中， 我們選用德州儀器(Tl)公司的MSP430F435作為微控制器，該晶片共有80個管腳。其中管腳12、管腳13、管腳14、管腳15、管腳16、管腳17、管腳18、管腳19、管腳20、管腳21、管腳 22、管腳23、管腳M、管腳25、管腳沈和管腳44、管腳45、管腳46、管腳47與液晶屏2連接， 用於驅動液晶屏；管腳50和管腳51與射頻識別閱讀器相連接，完成與該模塊的數據通信功能；管腳54、管腳55與無線數據收發模塊相連接，主要完成數據的傳輸功能；管腳56、管腳 57、管腳58、管腳59、管腳60與A/D轉換器13相連接用於控制並讀入A/D轉換器的輸出數據；管腳62、管腳63、管腳64、管腳65、管腳66、管腳67與鍵盤相連，用於接收外部命令。圖5是圖1中無線通信模塊與微控制器連接的技術實現方案。微控制器3控制無線通信模塊4工作。無線通信模塊4由一個無線數據收發模塊14、一個射頻天線15、一個射頻識別閱讀器16和一個耦合線圈17構成。在每次測量前，血壓計中的射頻識別閱讀器通過非接觸的方式讀取被測者電子標籤中的電子識別碼，並將此識別碼存入微控制器3的 Flash存儲器6中；當血壓和脈搏的測量完成後，微控制器3先將數據存儲至Flash存儲器 6中，然後根據外部命令或外設請求，將該血壓、脈搏數據和電子識別碼發送至無線數據收發模塊14。無線數據收發模塊14收到數據後，立即通過天線15將該數據發送出去。天線 15與無線數據收發模塊14相連接，用於提高本裝置的數據傳輸距離。圖6是圖5中無線數據收發模塊電路圖。無線數據收發模塊14主要由一個射頻收發晶片、及外圍元器件構成。在本實施例中，我們採用藍牙技術實現無線數據通信功能。 圖中U4為藍牙模塊。我們選用臺灣DELTA公司生產的DFBM-CS120模塊作為藍牙模塊來實現通信功能，該模塊以美國CSR公司的bleUCOre3. 0作為內核，並將此內核與外圍電路封裝在一個晶片內。該模塊的管腳17(UART_RX)和管腳2(UART_TX)分別與微控制器3的管腳 54和管腳55相連接。圖7是圖5中射頻識別閱讀器電路圖。射頻識別閱讀器16主要由專用晶片及外圍元器件構成。電路的核心元器件TO採用的是MF RC522。MF RC522是應用於13. 56MHz 非接觸式通信中高度集成度讀寫卡系列晶片中的一員。MF RC522利用了先進的調製和解調概念，完全集成了在13. 56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協議。它支持 IS014443A的多層應用。其內部發送器部分可驅動讀寫器天線與IS014443A/MIFARE卡或應答機的通信，無需其它的電路。接收器部分提供一個堅固而有效的解調和解碼電路，用於處理與IS014443A兼容的應答器信號。數字部分可處理IS014443A幀和錯誤檢測(奇偶& CRC)。MFRC522支持MIFARE更高速的非接觸式通信，雙向數據傳輸速率高達4241ibit/s。電路中，元器件R12、R13、C;35、C36與晶片的管腳16、管腳17組成接收電路。元器件L11、C25、 L12.C26和晶片的管腳11、管腳13連接組成發射電路。元器件C23、CM、C27、(^8、R14、R15 為天線L的匹配電路。MF RC522晶片支持三種串行接口 SPI、UART、I2C，本電路中我們採用的是I2C串行接口，該接口的外接引腳少。TO的管腳1為I2C使能端，置為高電平。U5 的管腳M和管腳31分別為數據線和時鐘線與U3的管腳50和管腳51相連接。
權利要求1.一種利用柯氏音法測量人體血壓的醫用電子血壓計，包括壓力測量模塊[1]、液晶屏[2]、微控制器[3]，其特徵在於還包一個無線通信模塊[4]和一個鍵盤[5]、一個Flash 存儲器W]，壓力測量模塊[1]在微控制器[3]的控制下完成壓力的實時測量，並將測量結果送至微控制器[3]，微控制器[3]對測量結果進行修正後，驅動液晶屏[2]顯示壓力的實際值，無線通信模塊[4]具有射頻識別和無線數據收發功能，可識別患者的電子身份碼並將血壓和脈搏數據發送至外部接收設備，鍵盤[5]用於實現人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現對血壓測量過程的參與和對血壓測量裝置的控制，Flash存儲器[6]存儲測量結果和壓力的修正量表。
2.根據權利要求1所述的醫用電子血壓計，其特徵是，壓力測量模塊[1]由一個可充氣袖帶[7]、一個充氣裝置[8]、一個放氣裝置[9]、一個壓力傳感器[10]、一個放大器[11]、一個濾波器[12]、一個模數轉換電路[13]組成。
3.根據權利要求1所述的醫用電子血壓計，其特徵是，該裝置具有測量脈搏的功能。
4.根據權利要求2所述的醫用電子血壓計，其特徵是，Flash存儲器[6]可用於存儲血壓的修正量表、血壓和脈搏的測量結果。
5.根據權利要求1、2或4所述的醫用電子血壓計，其特徵是，血壓的修正量表可通過血壓計鍵盤存入系統或進行改寫，也可通過有線或無線數據通信的方式傳入系統，系統收到數據後，自動對血壓修正量表進行存儲或改寫。
6.根據權利要求1所述的醫用電子血壓計，其特徵是，所述無線通信模塊[4]主要包括一個無線數據收發模塊[14]、一個射頻天線[15]、一個射頻識別閱讀器[16]、一個耦合線圈[17]。
7.根據權利要求6所述的醫用電子血壓計，其特徵是，所述無線數據收發模塊[14]主要由一個射頻收發晶片、及外圍元器件構成。
8.根據權利要求6所述的醫用電子血壓計，其特徵是，所述射頻識別閱讀器[16]主要由專用晶片及外圍元器件構成。
9.根據權利要求1所述的醫用電子血壓計，其特徵是，所述鍵盤[5]設有收縮壓和舒張壓確認鍵、數值加鍵、數值減鍵、數據存儲鍵、射頻識別鍵、數據發送鍵，當操作者通過聽診器監聽到收縮壓和舒張壓出現時，可通過按壓相應按鍵鎖定壓力值，並使該壓力值顯示在液晶屏[2]上，然後操作者可通過按壓「數值加」或「數值減」按鍵修改顯示在液晶屏[2] 上的壓力值，待操作者確認數值後，可通過按壓「存儲」鍵將數據傳送給微控制器。
10.根據權利要求1所述的醫用電子血壓計，其特徵是，微控制器[3]收到壓力測量模塊[1]採集的壓力數據後，將該數據與修正量表中所對應的修正值數據相加得到壓力的實際值，然後實時驅動液晶屏[2]顯示壓力的實際值。
專利摘要本實用新型涉醫用電子血壓測量裝置，為克服現有技術的不足，提供了一種具有血壓測量、脈搏測量、血壓值修正、射頻識別和無線數據通信等功能的新型的電子血壓計。包括壓力測量模塊、液晶屏、微控制器，其特徵在於還包一個無線通信模塊和一個鍵盤、一個Flash存儲器。本產品具有脈搏測量、血壓值修正、射頻識別功能和電子識別碼存儲功能，適合在醫院中推廣使用，可以減輕醫護人員的勞動強度，同時可以替代目前在病房中大量使用的水銀血壓計，以減輕環境汙染。
文檔編號H04B5/02GK202198586SQ201020512940
公開日2012年4月25日 申請日期2010年9月1日 優先權日2010年9月1日
發明者陳哲 申請人:北京潤康醫療器械有限責任公司