專利名稱：數(shù)字式水銀柱血壓計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種醫(yī)用血壓測量儀器，特別是一種應用電子技術(shù)讀取水銀柱高 度的血壓計。
背景技術(shù)：
目前測量人體血壓的血壓計主要有兩種，一種是人工測量判讀血壓值的水銀柱血 壓計，另一種是能夠自動測量出人體血壓值的電子式血壓計，市場上絕大多數(shù)電子式血壓 計是利用壓力傳感器直接測量人體血壓值，由于使用方便，不需要專門訓練即可使用，因而 在家庭使用中很受歡迎，但因為存在電子電路參數(shù)漂移等問題，需要定期校準，否則所測量 血壓值不可靠，再加上使用習慣等問題，很多人對這種電子血壓計的測量結(jié)果并不放心，所 以目前醫(yī)院所使用的大多數(shù)血壓計仍然是人工讀數(shù)測量的水銀柱血壓計，但水銀柱血壓計 的準確性很大程度上依賴于使用者的經(jīng)驗和操作熟練程度，普通家庭使用時常對自己判讀 的結(jié)果產(chǎn)生疑惑。

實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提供一種以水銀柱式血壓計為基礎(chǔ)，應用電子技 術(shù)來讀取水銀柱高度并將其進行數(shù)字顯示的數(shù)字式水銀柱血壓計。本實用新型的技術(shù)方案是一種數(shù)字式水銀柱血壓計，含有水銀柱式血壓計、數(shù)據(jù) 處理器、顯示單元、脈搏音聽取裝置，在水銀柱式血壓計上設置有水銀柱高度讀取裝置，該 高度讀取裝置與數(shù)據(jù)處理器連接；脈搏音聽取裝置與數(shù)據(jù)處理器連接，數(shù)據(jù)處理器將收縮 壓力值和舒張壓力值送往顯示單元。本方案是在保持原水銀柱式血壓計的基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 上，通過加裝水銀柱高度自動測量裝置、脈搏音聽取裝置，自動讀取血壓值。其測血壓原理 和普通醫(yī)用水銀柱血壓計基本相同，所不同的是，普通醫(yī)用水銀柱血壓計是大夫用聽診器 監(jiān)聽收縮壓和舒張壓的聲響，讀出兩種不同聲響所對應的水銀柱高度，從而得到被測者高 低血壓值；本數(shù)字式水銀柱血壓計工作時水銀柱的高度變化由加裝的水銀柱高度讀取裝 置測量，而拾音器代替了大夫的耳朵，在測量過程中，它監(jiān)聽了被測者的收縮壓和舒張壓聲 響，并在得到兩種不同聲響時數(shù)據(jù)處理器讀取水銀柱的相應高度值，從而顯示出被測者的 收縮壓和舒張壓數(shù)值。作為優(yōu)選，水銀柱高度讀取裝置，由設置在玻璃管水銀柱一側(cè)的半導體光敏器件 和設置在玻璃管水銀柱另一側(cè)的光源，以及可編程多路開關(guān)組成。沿玻璃管水銀柱一側(cè)一 字排列的半導體微型光敏器件，連接在可編程多路開關(guān)上，每個半導體光敏器件對應一個 開關(guān)位，每個開關(guān)位對應一個水銀柱高度，在玻璃管水銀柱的另一側(cè)放置有光源，當玻璃管 內(nèi)水銀柱高度變化時遮擋射向?qū)γ嫦鄳雽w光敏器件的光線，因而，使得相應半導體光 敏器件導通狀態(tài)改變；數(shù)據(jù)處理器通過輸出/輸入接口接收可編程多路開關(guān)發(fā)送的開關(guān)變 化及位置信號，從而測量出水銀柱高度值。為防止水銀柱被加熱影響測量結(jié)果，所用光源采 用冷光源。[0006]作為優(yōu)選，脈搏音聽取裝置由聲音傳感器、前置放大單元、帶通濾波和信號放大電 路組成。在駐極體式、動圈式、電容式等幾種聲音傳感器中，動圈式傳感器具有較好的低頻 特性，比較適合脈搏音20赫茲至300赫茲的頻率范圍，因此，本方案優(yōu)選動圈式聲音傳感器 進行脈搏音檢測。動圈式聲音傳感器的檢測信號經(jīng)過前置放大單元后，送入帶通濾波放大 單元，過濾掉20至300赫茲帶外成分，同時對脈搏音信號再次放大，這樣的處理可有效提高 對噪聲的抗干擾能力；之后將脈搏音信號送入數(shù)據(jù)處理器進行判斷處理。判斷過程是袖 帶壓大于收縮壓可阻斷動脈血流而無聲音，當袖帶壓等于或低于動脈內(nèi)最高壓力時，血流 開始恢復并引起湍 流而致動脈壁振動，此時放在袖帶下的聲音傳感器就聽到這個湍流震動 聲音，數(shù)據(jù)處理器立即讀取水銀柱高度值，該值即為收縮壓，一旦袖帶壓降至舒張壓水平， 血管完全通暢而無湍流，此時聲音消失，數(shù)據(jù)處理器立即讀取水銀柱高度值，該值即為舒張 壓。作為優(yōu)選，水銀柱高度讀取裝置，由設置在玻璃管水銀柱一側(cè)的半導體光敏器件 和設置在與半導體光敏器件同側(cè)、或玻璃管水銀柱頂端的光源，以及可編程多路開關(guān)組成。 將光源放在半導體光敏器件同一側(cè)，或?qū)Ⅻc光源放在玻璃管水銀柱頂端，是本實用新型的 另外兩種水銀柱高度檢測方案。由于水銀柱對光的折射、反射作用，同樣起到光對半導體光 敏器件的控制作用。為防止水銀柱被加熱影響測量結(jié)果，所用光源采用冷光源。作為優(yōu)選，數(shù)字式水銀柱血壓計，還包括壓力傳感器，該壓力傳感器設置在水銀柱 底端。作為本實用新型的另一種實現(xiàn)方案，將壓力傳感器置于水銀柱底端，當水銀柱高度變 化時，水銀柱的體積、重量會發(fā)生變化，傳感器測得相應的水銀壓力，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理器處理， 換算成水銀柱高度，同時利用聲音傳感器監(jiān)聽脈搏音的變化，判別出舒張壓和收縮壓的聲 音時采集當時的水銀柱高度值，得到舒張壓和收縮壓并在顯示裝置上顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是將傳統(tǒng)水銀柱血壓計和電子技術(shù)相結(jié)合， 既可用電子方式讀取被測者血壓值，也可采用傳統(tǒng)方式人工讀取，并可以隨時將兩者進行 相互比對，相對使用電子血壓計來說，測量結(jié)果更準確、可靠，校準方便直觀，無需專門訓 練，適用于家庭及醫(yī)院等場所使用，性價比高。

圖1為本實用新型使用半導體光敏器件測量水銀柱高度時的原理圖；圖2為本實 用新型半導體光敏器件和光源放在水銀柱同側(cè)的示意圖；圖3為本實用新型半導體光敏器 件和光源放在水銀柱同側(cè)的剖視圖；圖4為本實用新型采用光敏器件測高時光源放在水銀 柱頂部的示意圖；圖5為本實用新型使用壓力傳感器測量水銀柱高度時的原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做詳細說明。實施例1參見圖1，該圖為本實用新型使用半導體光敏器件測量水銀柱高度時的 原理圖。半導體光敏管模塊2 (也可用半導體光敏電阻等光敏器件)、條形發(fā)光二極管光源 4(也可為其他發(fā)光體)、可編程多路開關(guān)5組成光電式水銀柱高度測量裝置。根據(jù)不同精 度要求即放置微型半導體光敏管的數(shù)量，可編程多路開關(guān)集成電路可選用一至多片。微型 半導體光敏管受光窗口朝向水銀柱“一”字排開，排列長度與水銀柱有效量程相同，在水銀柱另一側(cè)放置半導體二極管發(fā)光條，長度與半導體光敏管排列長度基本相同；光敏管的受 光窗口加裝有濾光罩只接收水平入射光，并將水銀柱置于光敏管受光通道上；本例可編程 多路開關(guān)采用MC33993，該芯片是一款可編程多路開關(guān)檢測接口器件，可檢測22路開關(guān)量 輸入信號，并將檢測到的開關(guān)狀態(tài)通過SPI (串行外圍接口，采用3. 3V/5v接口協(xié)議)接口 送給數(shù)據(jù)處理器6。動圈式聲音傳感器9、前置放大單元8、帶通濾波放大單元7組成脈搏 音聽取裝置。脈搏音經(jīng)聲音傳感器9拾取后送入前置放大單元8進行信號放大，之后送入 帶通濾波放大單元7，在該單元中對初步放大后的脈搏音進行帶通濾波、再次放大，送入數(shù) 據(jù)處理器6進行處理。其中脈搏音拾取電路由于傳感器自身、電纜、電路布置等的時間常數(shù) 決定了傳感器的頻率響應，同時也為增加信噪比，本例中將聲音傳感器和前置放大芯片封 裝在一起。前置放大單元8采用微功率、儀表放大器LT1789，增益采用單個外部電阻器來設 定，增益范圍為1至1000。帶通濾波放大單元7由兩部分組成，濾波電路采用MAX264，該芯 片為集成濾波器，由它構(gòu)成帶通濾波器(只允許20 300Hz的信號通過)，濾掉信號中的電 源以及皮膚與袖帶摩擦等的高頻噪聲，然后經(jīng)過運放MAX4471進一步放大，得到單片機匹 配的電壓信號。數(shù)據(jù)處理器6采用電子血壓計常用的16位單片機MSP430F449，它具有超低 功耗、48個I/O 口，96段LCD驅(qū)動、A/D轉(zhuǎn)換器等眾多的片內(nèi)外設、強大的數(shù)據(jù)處理能力、系 統(tǒng)工作穩(wěn)定。為節(jié)省電能，顯示單元10采用IXD顯示屏，由單片機MSP430F449直接驅(qū)動。 圖中1為玻璃管水銀柱，3為水銀柱式血壓計的加壓充氣通道，11為系統(tǒng)電源。血壓測量原理將該血壓計按水銀柱式血壓計測量時相同方式放置，打開電源，袖 帶以適當松緊度放在被測者上臂下端，聲音傳感器放在袖帶下面的動脈上監(jiān)聽脈搏音(也 可以將聲音傳感器放置在血壓計盒體內(nèi)通過導氣管與袖帶相連)，用水銀柱血壓計的充氣 球開始充氣，當充氣壓力充分大于收縮壓時停止充氣，并開始打開充氣球上的放氣閥緩慢 放氣，單片機檢測脈搏音，當檢測到脈搏音出現(xiàn)，立即讀取可編程多路開關(guān)中狀態(tài)剛剛發(fā)生 變化的開關(guān)位置，并從存貯在數(shù)據(jù)處理單元中開關(guān)位置與水銀柱高度對應表中讀取與該開 關(guān)位置相對應的高度值作為收縮壓，存儲待用；當檢測到脈搏音逐漸變小并最終消失時，立 刻讀取可編程多路開關(guān)中狀態(tài)剛剛發(fā)生變化的開關(guān)位置，并從上述存儲表中讀取與該開關(guān) 位置相對應的高度值作為舒張壓，把前面的收縮壓和現(xiàn)在的舒張壓送往IXD顯示屏，顯示 出血壓值。實施例2參見圖2，該圖為本實用新型半導體光敏器件和光源放在水銀柱同側(cè)的 示意圖。1是堆疊在一起的半導體光敏管模塊和半導體發(fā)光二極管模塊，2為玻璃管，3是水 銀，4為光源散射光，5是折射光。半導體光敏管的排列方式、條形半導體發(fā)光二極管光源形 狀與實施例1相同，只是將半導體發(fā)光二極管光源模塊與半導體光敏管模塊放在水銀柱的 同一側(cè)，光源的散射光照射在由于水銀表面張力作用形成的水銀柱冠型頂面上，經(jīng)過折射 后的水平光線入射到光敏管受光窗口，使得光敏管導通狀態(tài)改變，水銀柱的高度變化時，會 使水銀柱頂面對應的光敏管狀態(tài)隨之改變。其后的血壓檢測過程與實施例1完全相同。圖3是本實用新型半導體光敏器件和光源放在水銀柱同側(cè)的剖視圖，1為半導體 光敏器件和光源組件，2為水銀管，3為水銀，4為組件中的半導體光源部分，5為組件中半導 體光敏管部分。實施例3參見圖4，該圖為本實用新型采用光敏器件測高時光源放在水銀柱頂部 的示意圖。1為半導體光源，2為玻璃管，3為水銀，4為半導體光敏管模塊，5為光源散射光，6為經(jīng)水銀柱冠型頂面折射后的水平光線。本實施例與實施例1的不同之處，在于將光源由條形光源變?yōu)辄c式光源，放置在玻璃管頂端。頂端光源的散射光照射在水銀柱冠型頂面，經(jīng) 折射后的散射光水平入射到與水銀柱頂面對應的半導體光敏管上，從而使該光敏管導通狀 態(tài)改變。其后的測量原理與實施例1完全相同。 實施例4圖5為本實用新型使用壓力傳感器測量水銀柱高度時的原理圖。本實施 例與實施例1的不同之處在于去掉了半導體光敏管模塊、光源和可編程多路開關(guān)，同時加 裝一個壓力傳感器3和一個相應的前置放大單元4，用以間接測量水銀柱高度。液體壓力 傳感器置于玻璃管內(nèi)下端固定高度的水銀中，當水銀柱高度變化時，該傳感器感受的壓強 隨之變化，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)該壓強、水銀密度、玻璃管徑等參數(shù)計算出水銀柱高度值。液 體壓力傳感器選用按需要封裝的壓力傳感器芯片，前置放大單元4選用運放MAX4472，該 芯片為集成了四個運算放大器的低功耗放大芯片，運放A接恒流源，為壓力傳感器提供恒 定的電流，運放B、運放C和運放D組成差分輸入、單端輸出放大電路，直接輸入到單片機 MSP430F449的A/D接口監(jiān)視直流分量的變化，并依據(jù)脈搏音采集壓力值。當脈搏音開始出 現(xiàn)時，采集壓力傳感器的壓力并換算為收縮壓；當脈搏音減弱并消失時，采集壓力傳感器的 壓力并換算為舒張壓，單片機將收縮壓值和舒張壓值送顯示單元LCD進行顯示。具體測量 步驟與實施例1相同。
權(quán)利要求一種數(shù)字式水銀柱血壓計，含有水銀柱式血壓計、數(shù)據(jù)處理器、顯示單元、脈搏音聽取裝置，其特征在于在所述水銀柱式血壓計上設置有水銀柱高度讀取裝置，該高度讀取裝置與所述數(shù)據(jù)處理器連接；所述脈搏音聽取裝置與所述數(shù)據(jù)處理器連接，所述數(shù)據(jù)處理器將收縮壓力值和舒張壓力值送往顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式水銀柱血壓計，其特征在于所述水銀柱高度讀取裝置， 由設置在玻璃管水銀柱一側(cè)的半導體光敏器件和設置在玻璃管水銀柱另一側(cè)的光源，以及 可編程多路開關(guān)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式水銀柱血壓計，其特征在于所述脈搏音聽取裝置由音 頻傳感器、前置放大器、帶通濾波和信號放大電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式水銀柱血壓計，其特征在于所述水銀柱高度讀取裝置， 由設置在玻璃管水銀柱一側(cè)的半導體光敏器件和設置在與半導體光敏器件同側(cè)、或玻璃管 水銀柱頂端的光源，以及可編程多路開關(guān)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式水銀柱血壓計，其特征在于還包括壓力傳感器，該壓力 傳感器設置在水銀柱底端。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字式水銀柱血壓計。目前測量人體血壓的血壓計主要有兩種，一種是人工測量判讀血壓值的水銀柱血壓計；另一種是自動測量出人體血壓的電子血壓計。因為電子血壓計，需要定期校準，水銀柱血壓計的準確性很大程度上依賴于使用者的經(jīng)驗和操作熟練程度。為了解決上述問題，本實用新型提供一種以水銀柱式血壓計為基礎(chǔ)，以電子器件來讀取水銀柱高度并將其進行數(shù)字顯示的數(shù)字式水銀柱血壓計。本實用新型的技術(shù)方案是一種數(shù)字式水銀柱血壓計，含有水銀柱式血壓計、數(shù)據(jù)處理器、顯示單元、脈搏音聽取裝置，其特征是在所述水銀柱式血壓計上設置有水銀柱高度讀取裝置，該高度讀取裝置與所述數(shù)據(jù)處理器連接；所述脈搏音聽取裝置與數(shù)據(jù)處理器連接，數(shù)據(jù)處理器將采集到的收縮壓力值和舒張壓力值送往顯示單元。相對使用電子血壓計來說，測量結(jié)果更準確，可靠，校準方便直觀。同時無需專門訓練，適用于家庭及醫(yī)院等場所使用，性價比高。
文檔編號A61B5/023GK201727502SQ20102025689
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者樊崇理 申請人:樊崇理