基于光电检测脉搏的电子血压计

简介

近年来，由于我国社会经济的飞速发展和人们生活方式的改变，心血管疾病的发病率及相关危险因素不断上升，人们越来越关注其发展趋势. 身心健康. 过去，血压测量必须去医院，由医生用水银血压计进行测试. 但是，随着技术水平的提高，血压计正迎来电子血压计的新时代. 只要您有家用电子血压计光电传感器如何测血压，人们就可以坐在家里随时监控血压的变化. 如果发现血压异常，可以及时去医院.

系统的工作原理

的间歇性弹出会产生从主动脉根部沿动脉管传播的脉搏波. 脉搏波到达的地方，动脉管中的机械参数（例如流量，压力，血流速度，血管横截面积等）将发生变化. 在每个心动周期中，的间歇性松弛和收缩将引起主动脉壁的膨胀和收缩的振动以及主动脉血压的高低压的变化. 动脉壁的这种振动称为动脉脉冲. 在主动脉的近端形成动脉脉搏波的同时，血压，血流和血管壁的周期性振动将以波动的方式沿整个动脉树扩散到整个动脉系统，从而形成整个动脉系统三种类型的脉搏波是在低血压和高血压，缓慢和快速的血流以及血管壁收缩和扩张时伴随产生的血压. 因此，它们可以统称为动脉脉搏波.

图1血红蛋白的消光曲线

图2总体系统框图

此电子血压计采用光电容积法进行测量. 原理是: 光束通过传输传输到光电的信号之差. 人血红细胞中的血红蛋白（Hb）可逆地与氧分子结合. 结合的Hb称为氧合血红蛋白（HbO2），二者具有不同的吸收曲线: 血红蛋白Hb在红色光谱区600nm〜700nm中吸收的光更少，而HbO2吸收更多的光. 血红蛋白Hb在800nm〜1000nm的红外光谱区吸收更多的光，而HbO2吸收的光较少. 在光路中，除动脉血红蛋白外，还有许多其他吸收剂，它们会严重影响测量精度. 因此，因为红色和红外LED彼此尽可能靠近，所以光透射通过人体中的单个组织位置，并且使用了时分复用. 透光过程. 同时，在检测端，通过手指的透射光强度被转换为电压信号，从而获得光电体积脉搏波信号. 最后，根据光电传感器的检测原理和Lambert-Beer定律，可以将透射光强度与光电传感器的输出电压相关联，可以建立心血管系统收缩压和舒张压的计算方法. ，并且可以设计用于无创连续血压测量方法的测试设备. 其优点是: 使用简单方便，测量精度高，测量值易于记录，重量轻，便于携带.

硬件设计

总体系统结构

该电子血压计的整体系统框图如图2所示，主要包括LPC1788主控制模块，电源和复位模块，LCD触摸屏模块光电传感器如何测血压，信号调节模块，光电脉搏波传感器模块和可选件. Zigbee六个模块，包括模块.

Master LPC1788

主控制器采用恩智浦新型基于ARMCortex-M3的LPC1788微处理器，具有高性能，高集成度，低功耗等特点. 广泛用于低功耗和对高集成度嵌入式应用的处理要求，非常适合此程序的设计要求. 它包括多达512kB闪存，多达96kB数据存储器，4kB EEPROM存储器，用于SDRAM和静态存储器访问的外部存储器控制器，LCD面板控制器，8通道12位ADC等. 只需添加少量芯片即可实现系统功能，完全满足了该设计的需求，并且可以减小整个系统的尺寸，减少功耗，控制成本并提高稳定性.

光电传感器

该系统采用透射双波长测量方法. 该传感器使用深圳市米甸电子生产的S0012A指套传输式可重复使用血氧探头. 透射式光电脉冲传感器包括发光和光电接收两部分: 用于发光电路，940nm的红外发光二极管在探头中并联选择660nm的红色发光二极管作为脉冲检测电路的光源;接收电路的核心组件是光电二极管. 为了获得最佳的信噪比改善率，要求前置放大器的设计要采用低噪声放大器的设计原理，以尽可能减少输入级的噪声，因此低噪声选择感光器件以获得最小噪声系数.

信号调理（放大和滤波）

脉冲波基于脉冲作为动力源. 这是微弱的低频生理信号. 具有低频，弱信号，高阻抗的特点. 因此，应用于人体生理信息测量的模拟电路可以有效地提高输入阻抗和共模抑制比，抑制温度漂移和随机噪声. 在该系统中，选择了低功耗，高精度仪表放大器AD620，该放大器广泛用于生物医学测量以及信号较弱时共模干扰较大的场合.

脉冲波的主要频率分量通常在0.1 Hz和15 Hz之间. 频段既适合于在检测到信号时获得最大保真度，又适合各种干扰，例如50 Hz的工频干扰，等都必须符合以下规定: 连接. 该设计使用了Maxim的MAX267，它是Maxim的许多开关电容滤波器（SCF）芯片的简化版本. 它包含两个固定为带通类型且使用相同Q参数和频率转换比的二阶SCF和一个运算放大器. 通过选择合适的反馈电阻和Q参数，可以形成具有不同纹波率的Butterworth或Chebyshev滤波器. 这样，大大减少了电路，使用灵活，性能远远优于集成运放组成的滤波电路，非常适合这种设计.

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