專利名稱：一種新型電子血壓計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明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(shù)據(jù)通信等多種功能的醫(yī)用電子血壓測量裝置。
背景技術：
目前，醫(yī)院病房中的日常血壓測量仍然采用傳統(tǒng)的水銀血壓計。醫(yī)護人員為患者逐一測量血壓后，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泄，造成汞污染。市場上所銷售的電子血壓計絕大多數(shù)采用示波法原理測量人體血壓，其測量結果誤差較大，因此無法用于臨床。采用柯氏音法測量血壓的電子血壓計雖已在市場上出現(xiàn)，但由于不具備數(shù)據(jù)通信功能，因此無法在使用中減輕醫(yī)護人員的工作量。目前無線通信技術在醫(yī)療領域得到長足的發(fā)展?，F(xiàn)有的技術已可將無線數(shù)據(jù)通信技術與電子血壓測量技術相結合，實現(xiàn)將所測得的血壓和脈搏數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到帶有無線接收模塊的接收設備。在申請?zhí)枮?00910195053.2的中國發(fā)明專利申請中公開了名為“一種電子血壓計數(shù)據(jù)傳輸和管理裝置及方法”的技術方案。該方案采用傳統(tǒng)電子血壓計與全球移動通信系統(tǒng)的短信服務模塊相連接，實現(xiàn)將測量結果通過短信方式發(fā)送至接收終端的通信功能。在申請?zhí)枮?01010103834. 7的中國發(fā)明專利申請中公開了名為“一種便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(shù)據(jù)發(fā)送至接收設備，且每臺設備有一個獨一無二的設備識別碼，便于接收設備對于數(shù)據(jù)的識別。以上發(fā)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，但在整個測量范圍內的系統(tǒng)誤差仍然無法克服；2、系統(tǒng)不具備電子標簽的自動識別功能，不能在臨床使用中自動識別被測患者的電子識別碼；3、人機交互功能不強，操作者不能對測量結果進行人工干預。因此，在臨床中的推廣使用受到一定程度的限制。發(fā)明內容本發(fā)明克服現(xiàn)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(shù)據(jù)通信等功能的醫(yī)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，并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后，該裝置可將血壓數(shù)據(jù)、脈搏數(shù)據(jù)和電子條碼以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。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交互功能，操作者通過鍵盤參與血壓測量并對測量結果進行修改、存儲和數(shù)據(jù)發(fā)送等操作。為實現(xiàn)上述功能，本發(fā)明采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，并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后，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(shù)據(jù)收發(fā)功能， 可識別患者的電子身份碼并將血壓和脈搏數(shù)據(jù)發(fā)送至外部接收設備。鍵盤5用于實現(xiàn)人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現(xiàn)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。由于系統(tǒng)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后得到壓力的實際值。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(shù)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。然后微控制器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采集袖帶內部的壓力，并將壓力信號轉化為電信號。該電信號經(jīng)放大器11和濾波器12后送至模數(shù)轉換電路13，被轉換為數(shù)字量。微控制器3讀入上述數(shù)字量，計算出壓力測量值，再根據(jù)測量值在修正量表中找到對應的修正量，并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(yī)生通過聽診器監(jiān)聽柯氏音，以確定收縮壓和舒張壓。當收縮壓(或舒張壓)出現(xiàn)時，醫(yī)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(tǒng)在液晶屏的特定區(qū)域內顯示該壓力值。系統(tǒng)還設有“數(shù)值加”和 “數(shù)值減”按鍵，醫(yī)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。修改完成后，通過按壓“存儲”鍵可將數(shù)值存儲至Flash存儲器6中。在舒張壓測量完成后，微控制器3可對采集的全部壓力信號進行分析處理，得到被測者的脈搏數(shù)據(jù)，并存儲至Flash存儲器6中。在舒張測量完成后，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(tài)壓力校準實驗得到的，我們通過測量得到系統(tǒng)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上的人機交互界面，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(shù)據(jù)寫入Flash存儲器6中，也可以通過無線傳輸?shù)姆绞?，由外部的發(fā)射裝置發(fā)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)收發(fā)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(shù)據(jù)收發(fā)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后，微控制器3根據(jù)外部命令控制無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊14與外部接收設備通信，發(fā)送血壓、脈搏數(shù)據(jù)和電子識別碼。鍵盤5用于實現(xiàn)人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現(xiàn)對測量裝置的控制。鍵盤 5設有收縮壓和舒張壓確認鍵、數(shù)值加鍵、數(shù)值減鍵、數(shù)據(jù)存儲鍵、射頻識別鍵、數(shù)據(jù)發(fā)送鍵等，當收縮壓和舒張壓出現(xiàn)時操作者可通過按壓相應的確認按鍵將壓力數(shù)值鎖定并顯示在液晶屏的特定區(qū)域上，并可通過按壓“數(shù)值加”或“數(shù)值減”按鍵修改上述的顯示值，操作者確認數(shù)值后，按壓“存儲”鍵將數(shù)據(jù)傳送給微控制器，并存儲到Flash存儲器6中。當需要數(shù)據(jù)傳輸時，可按壓“數(shù)據(jù)發(fā)送”鍵將數(shù)據(jù)發(fā)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(yī)院中推廣使用。例如，在病房中為每個患者預先配發(fā)一個電子標簽，標簽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，并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，并可對血壓數(shù)據(jù)進行修正，使結果更加準確。當血壓和脈搏的測量完成后，無線通信模塊將血壓、脈搏數(shù)據(jù)和電子識別碼一同發(fā)送至外部接收裝置。外部接收裝置接收到數(shù)據(jù)后可將數(shù)據(jù)發(fā)送至醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)，由于數(shù)據(jù)中含有電子識別碼，因此HIS系統(tǒng)可自動通過電子識別碼將血壓數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信功能的網(wǎng)關直接發(fā)送到局域網(wǎng)中，再通過局域網(wǎng)傳送至護士工作站。這種新裝置的采用，可以減輕醫(yī)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(huán)境污染。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)總體構成框圖；圖2是圖1中采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中采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中無線通信模塊與控制器連接原理框圖；圖6是圖5中無線數(shù)據(jù)收發(fā)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
下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明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，并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后，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(shù)據(jù)收發(fā)功能，可識別患者的電子身份碼并將血壓和脈搏數(shù)據(jù)發(fā)送至外部接收設備。鍵盤5用于實現(xiàn)人機對話功能，操作者可通過鍵盤實現(xiàn)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。由于系統(tǒng)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后得到壓力的實際值。圖2是圖1中采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(shù)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。然后微控制器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采集袖帶內部的壓力，并將壓力信號轉化為電信號。該電信號經(jīng)放大器11和濾波器12后送至模數(shù)轉換電路13，被轉換為數(shù)字量。微控制器3讀入上述數(shù)字量，計算出壓力測量值，再根據(jù)測量值在修正量表中找到對應的修正量，并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(yī)生通過聽診器監(jiān)聽柯氏音，以確定收縮壓和舒張壓。當收縮壓(或舒張壓)出現(xiàn)時，醫(yī)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(tǒng)在液晶屏的特定區(qū)域內顯示該壓力值。系統(tǒng)還設有“數(shù)值加”和 “數(shù)值減”按鍵，醫(yī)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。修改完成后，通過按壓“存儲”鍵可將數(shù)值存儲至Flash存儲器6中。在舒張壓測量完成后，微控制器3可對采集的全部壓力信號進行分析處理，得到被測者的脈搏數(shù)據(jù)，并存儲至Flash存儲器6中。在舒張測量完成后，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中采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，該芯片共有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， 用于驅動液晶屏；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(shù)據(jù)通信功能；管腳M、管腳陽與無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊相連接，主要完成數(shù)據(jù)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相連接用于控制并讀入A/D轉換器的輸出數(shù)據(jù)；管腳62、管腳63、管腳64、管腳65、管腳66、管腳67與鍵盤相連，用于接收外部命令。圖5是圖1中無線通信模塊與控制器連接的技術實現(xiàn)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(shù)據(jù)收發(fā)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簽中的電子識別碼，并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后，微控制器3先將數(shù)據(jù)存儲至Flash存儲器 6中，然后根據(jù)外部命令或外設請求，將該血壓、脈搏數(shù)據(jù)和電子識別碼發(fā)送至無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊14。無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊14收到數(shù)據(jù)后，立即通過天線15將該數(shù)據(jù)發(fā)送出去。天線 15與無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊14相連接，用于提高本裝置的數(shù)據(jù)傳輸距離。圖6是圖5中無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊電路圖。在本實施例中，我們采用藍牙技術實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)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(xiàn)通信功能，該模塊以美國CSR公司的bleUCOre3. 0作為內核，并將此內核與外圍電路封裝在一個芯片內。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M和管腳55相連接。圖7是圖5中射頻識別閱讀器電路圖。電路的核心元器件TO采用的是MF RC522。 MF RC522是應用于13. 56MHz非接觸式通信中高度集成度讀寫卡系列芯片中的一員。MF RC522利用了先進的調制和解調概念，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(xié)議。它支持IS014443A的多層應用。其內部發(fā)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，用于處理與IS014443A兼容的應答器信號。數(shù)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(shù)據(jù)傳輸速率高達424kbit/s。電路中，元器件附2、1 13丄35丄36與芯片的管腳16、管腳17組成接收電路。元器件1^11丄25、1^12、以6和芯片的管腳11、管腳13連接組成發(fā)射電路。元器件 C23、C24、C27、C28、R14、R15為天線L的匹配電路。MF RC522芯片支持三種串行接口 SPI、 UART、I2C，本電路中我們采用的是I2C串行接口，該接口的外接引腳少。U5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(shù)據(jù)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(yī)用電子血壓計，包括壓力測量模塊[1]、液晶屏[2]、微控制器[3]，其特征在于還包一個無線通信模塊[4]和一個鍵盤[5]、一個Flash 存儲器[6]。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，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(shù)轉換電路[13]等組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，該裝置具有測量脈搏的功能。
4.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，F(xiàn)lash存儲器[6]可用于存儲血壓的修正量表、血壓和脈搏的測量結果等信息。
5.根據(jù)權利要求1、2和4所述的系統(tǒng)，其特征是，血壓的修正量表可通過血壓計鍵盤存入系統(tǒng)或進行改寫，也可通過有線或無線數(shù)據(jù)通信的方式傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)后，由內部程序對血壓修正量表進行存儲或改寫。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述無線通信模塊[4]主要包括一個無線數(shù)據(jù)收發(fā)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(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征是，所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊[14]主要由一個射頻收發(fā)芯片、及外圍元器件構成。
8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征是，所述射頻識別閱讀器[16]主要由專用芯片及外圍元器件構成。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述鍵盤[5]設有收縮壓和舒張壓確認鍵、 數(shù)值加鍵、數(shù)值減鍵、數(shù)據(jù)存儲鍵、射頻識別鍵、數(shù)據(jù)發(fā)送鍵等，當操作者通過聽診器監(jiān)聽到收縮壓和舒張壓出現(xiàn)時，可通過按壓相應按鍵鎖定壓力值，并使該壓力值顯示在液晶屏[2] 上，然后操作者可通過按壓“數(shù)值加”或“數(shù)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(shù)值后，可通過按壓“存儲”鍵將數(shù)據(jù)傳送給微控制器。
10.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，微控制器[3]收到壓力測量模塊[1]采集的壓力數(shù)據(jù)后，將該數(shù)據(jù)與修正量表中所對應的修正值數(shù)據(jù)相加得到壓力的實際值，然后實時驅動液晶屏[2]顯示壓力的實際值。
全文摘要
本發(fā)明公開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(shù)據(jù)通信等功能的醫(yī)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，并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后，該裝置可將血壓數(shù)據(jù)、脈搏數(shù)據(jù)和電子條碼以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。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交互功能，操作者可通過鍵盤參與血壓測量并對測量結果進行修改、存儲和數(shù)據(jù)發(fā)送等操作。
文檔編號A61B5/0225GK102379690SQ20101026919
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權日2010年9月1日
發(fā)明者陳哲 申請人:陳哲