本發(fā)明屬于無創(chuàng)動態(tài)血壓連續(xù)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種應(yīng)用在通過脈搏波速原理進行血壓測量的可穿戴設(shè)備的研發(fā)、整機精度檢測方面的模擬同步脈搏波信號和心電信號的方法和裝置。

背景技術(shù)：

對于同時利用脈搏信號和心電信號通過脈搏波速原理進行血壓測量的可穿戴設(shè)備，該設(shè)備能將脈搏波動和心電信號轉(zhuǎn)化為設(shè)備可以識別的信號，再經(jīng)過算法轉(zhuǎn)換為用戶可讀取的血壓數(shù)據(jù)，而該設(shè)備需要在第一次使用前對其整機的精度進行檢測檢定。

現(xiàn)有技術(shù)中該設(shè)備的檢測方法是同步采集該設(shè)備傳感器的輸入與輸出信號，確保信號的采集時間一致，以便研究傳感器輸入輸出信號之間的映射關(guān)系。由光柵尺、高速運動控制卡、傳感器放大電路、傳感器信號采集板、計算機配合完成整個采集過程，然后進行通過采集的信號進行檢測檢定。

但現(xiàn)有技術(shù)的檢測方法存在下面幾項問題：

1、無法對設(shè)備整機檢測，即對于“利用脈搏信號和心電信號通過脈搏波速原理進行血壓測量可穿戴設(shè)備”的檢測；

2、光柵尺信號時間間隔太大，與傳感器信號采集間隔不匹配；

3、無法輸出給設(shè)備脈搏波信號；

4、無法輸出給設(shè)備同步心電信號。

因此，目前亟需一種脈搏信號和心電信號同步模擬的方法及裝置，能夠應(yīng)用在基于脈搏波速原理進行血壓測量的可穿戴設(shè)備的整機精度檢測方面，而所述的該方法和裝置，同樣可以應(yīng)用在基于脈搏波速原理進行的研發(fā)項目上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是提供一種基于脈搏波傳導(dǎo)速度PWV的信號模擬方法及裝置，能夠在設(shè)備整機的精度檢測、以及基于脈搏波速原理進行的科研項目中提供同步的脈搏波模擬信號和心電模擬信號，使得研發(fā)和檢測精度更高、更加靈活及高效。

為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于脈搏波傳導(dǎo)速度PWV的信號模擬方法，包括：

模擬產(chǎn)生一組橈動脈脈搏波信號，同時模擬產(chǎn)生對應(yīng)的心電信號，通過設(shè)有MCU的主控板控制所述心電信號和所述脈搏波信號，所述主控板設(shè)有可調(diào)編碼器，利用所述可調(diào)編碼器調(diào)整延時時間，控制脈搏波信號和心電信號兩信號同步輸出。

進一步的，所述模擬產(chǎn)生一組橈動脈脈搏波信號的方法為：

使用運動平臺模擬產(chǎn)生一組已標(biāo)定好的橈動脈脈搏波信號，所述運動平臺中設(shè)有控制板卡，所述控制板卡加載預(yù)先設(shè)定的運動模型，所述主控板連接所述控制板卡并控制所述控制板卡選擇需要的運動模型，通過運動平臺中的驅(qū)動器控制音圈電機，通過光柵的數(shù)值反饋，輸出正確的運動位移，音圈電機控制運動探針輸出模擬脈搏波信號。

進一步的，所述模擬產(chǎn)生心電信號的方法為：

所述主控板連接心電信號發(fā)生器，啟動心電信號發(fā)生器后，所述主控板通過心電信號連接線輸出模擬心電信號。

上述方法應(yīng)用于通過脈搏波傳導(dǎo)速度PWV原理進行血壓測量之可穿戴設(shè)備的整機檢測過程。

上述方法應(yīng)用于基于脈搏波傳導(dǎo)速度PWV原理進行的研發(fā)過程。

本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述信號模擬方法的模擬裝置，包括：主控板、運動平臺、心電信號發(fā)生器；

所述主控板設(shè)有MCU，通過MCU連接運動平臺，并輸出指令控制運動平臺向待測監(jiān)測設(shè)備模擬輸入一組已標(biāo)定好的橈動脈脈搏波信號；

所述心電信號發(fā)生器連接MCU，所述MCU通過心電信號連接線模擬輸出對應(yīng)的心電信號；

所述MCU的主控板控制所述心電信號和所述脈搏波信號同步輸入。

進一步的，所述主控板還包括可調(diào)編碼器，所述可調(diào)編碼器連接所述MCU，所述MCU通過可調(diào)編碼器調(diào)整延時時間以實現(xiàn)信號同步。

進一步的，所述運動平臺還包括控制板卡、驅(qū)動器、光柵、音圈電機、運動探針；所述控制板卡用于接收并運行運動模型文件；所述控制板卡通過驅(qū)動器連接音圈電機，所述音圈電機控制所述運動探針向待測監(jiān)測設(shè)備模擬輸入橈動脈脈搏波信號；所述光柵連接音圈電機和驅(qū)動器，用于校正音圈電機運動數(shù)值，并實時反饋給驅(qū)動器，補償差值，達到目標(biāo)運動位移。

進一步的，所述運動平臺還連接PC機，所述PC機設(shè)有用于運動平臺的多個運動模型文件，并向運動平臺輸入運動模型文件；PC機還通過光柵讀出運動軌跡并記錄儲存；同時對待測監(jiān)測設(shè)備的測試后顯示的血壓數(shù)值進行記錄儲存。

進一步的，所述運動平臺設(shè)有夾具，用于固定待測的監(jiān)測設(shè)備或研發(fā)中的產(chǎn)品。

針對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明實現(xiàn)了輸出同步的脈搏波模擬信號和心電模擬信號的目的；應(yīng)用在設(shè)備整機檢測時，無須采集輸入輸出信號，而是對待測設(shè)備能夠模擬輸入一組已標(biāo)定好的橈動脈脈搏波信號，并與此同步的用裝置中的信號發(fā)生器及主控板對待測設(shè)備模擬輸入對應(yīng)的心電信號，比較此設(shè)備計算出來的值與模擬器標(biāo)定好的標(biāo)準(zhǔn)值之間的誤差，從而達到精度檢測的目的，可以驗證可穿戴設(shè)備成品計算結(jié)果與預(yù)設(shè)輸入信號對應(yīng)血壓結(jié)果是否相符，保證成品出廠時的一致性；應(yīng)用在科研中時，本發(fā)明所提供的同步輸出的模擬脈搏波信號以及模擬心電信號，使得研發(fā)過程精度更高，更具靈活性及高效性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖及流程框圖；

圖2是本發(fā)明的運動平臺的主視圖；

圖3是本發(fā)明的運動平臺的后方視圖；

圖4是本發(fā)明的運動平臺的分解圖。

其中：

1-微壓力位移檢測臺

1-1 運動平臺底座；

1-2 音圈電機；

1-3 脈搏波模擬探針；

2-三坐標(biāo)平移臺

2-1 夾具Z方向調(diào)整手輪；

2-2 夾具X方向調(diào)整手輪；

2-3 夾具Y方向調(diào)整手輪；

3-固定待測血壓計夾具

3-1 快速夾具；

3-2 待測血壓計固定壓板；

3-3 固定孔；

4-固定螺釘；

5-固定待測血壓計夾具圓孔；

6-螺釘。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)對利用脈搏信號和心電信號通過脈搏波速原理進行血壓測量的可穿戴設(shè)備整機的精度檢測，由脈搏波模擬器、心電信號模擬器同步出入PC端并于PC配合完成對可穿戴設(shè)備整機的檢測過程。

本發(fā)明進行測量的對象是使用一種高精度傳感器的可穿戴設(shè)備，該高精度傳感器能將脈搏波動和心電信號轉(zhuǎn)化為設(shè)備可以識別的信號，再經(jīng)過算法轉(zhuǎn)換為用戶可讀取的血壓數(shù)據(jù)。需要在第一次使用前對此可穿戴設(shè)備的精度進行檢測檢定。

檢定的方法是通過微壓力位置傳感器檢測儀器對可穿戴設(shè)備模擬輸入一組已標(biāo)定好的橈動脈脈搏波信號，與此同步的用裝置中的信號發(fā)生器及主控板對可穿戴設(shè)備模擬輸入對應(yīng)的心電信號，比較此設(shè)備計算出來的值與模擬器標(biāo)定好的標(biāo)準(zhǔn)值之間的誤差，從而達到精度檢測的目的。

如圖1所示是本發(fā)明的原理框圖和流程框圖；

其中：

A～可調(diào)編碼器：通過對延時時間的調(diào)整，將心電信號和脈搏波信號同時傳輸給待測血壓監(jiān)測設(shè)備，保證信號的同步輸入。

B～8路按鍵：用于對運動模型的選擇，選擇目標(biāo)運動模型輸入給運動平臺，通過對音圈電機的控制，得到所需的運動位移。

C～測試鍵、停止鍵、自動鍵：對主控板進行控制，實現(xiàn)測試的開始與暫停。

D～電源：給主控板供電。

E～監(jiān)測電路：對心電信號發(fā)生器發(fā)出的心電信號進行實時監(jiān)控，保證心電信號的穩(wěn)定。

F～心電信號發(fā)生器：通過對心電信號發(fā)生器的設(shè)置，輸出所需心電波形。

G～心電連接線插座：此插座與待測血壓監(jiān)測設(shè)備對應(yīng)接心電接口連接，將心電信號輸入到待測血壓監(jiān)測設(shè)備內(nèi)。

H～MCU:對控制板進行核心控制。

I～顯示單元：顯示相關(guān)的控制參數(shù)等。

J～8路光耦輸出：對前端選擇的運動模型進行啟動，輸出所需運動模型指令。

K～運動模型數(shù)據(jù)文件：存儲多個運動模型文件，向運動平輸入模型文件。

L～控制板卡：接受運動模型文件，運行8路光耦選擇的運動模型。

M～驅(qū)動器：驅(qū)動音圈電機，接受光柵的數(shù)據(jù)反饋，達到目標(biāo)數(shù)值后，輸出運動位移。

N～記錄運動軌跡：監(jiān)控音圈電機的運動，通過光柵讀出運動軌跡并記錄儲存。

O～數(shù)據(jù)記錄：對待測血壓的測試后顯示的血壓數(shù)值進行記錄儲存。

P～光柵：校正音圈電機運動數(shù)值，并實時反饋給驅(qū)動器，補償差值，達到目標(biāo)運動位移。

Q～音圈電機：接受驅(qū)動器指令，通過光柵數(shù)值的配合，達到目標(biāo)運動位移。

R～心電連接線插座：待測血壓監(jiān)測設(shè)備心電連接接口，與控制板中心電連接插座連接。

S～脈感IC:待測血壓監(jiān)測設(shè)備PCB主板上核心元器件，接收心電與脈搏信號，通過算法對心電與脈搏波形進行計算。

T～脈搏波傳感器：位于待測血壓監(jiān)測設(shè)備腕表腕帶位置，接收由運動平臺給出的目標(biāo)運動位移，并傳輸給脈感IC。

U～通訊單元：負責(zé)記錄脈感IC輸出的待測血壓監(jiān)測設(shè)備數(shù)值，傳送給PC端并儲存。

V～主控MCU：位于待測血壓監(jiān)測設(shè)備PCB中，接收脈感IC計算數(shù)值，控制顯示器顯示血壓數(shù)值。

W～顯示單元：顯示待測血壓監(jiān)測設(shè)備計算后的血壓值。

各步驟說明如下：

S1～延時時間調(diào)整

S2～選擇運動模型

S3～工作方式選擇

S4～心電同步信號輸入

S5～啟動運動模型

S6～狀態(tài)顯示

S7～啟動指令

S8～數(shù)據(jù)文件

S9～控制指令

S10～位置反饋

S11～光柵位置參數(shù)

S12～運動

S13～控制

S14～運動位移

S15～脈搏波信號

S16～測量數(shù)值

S17～心電信號

S18～結(jié)果

如圖2、3、4所示，是本發(fā)明專利中運動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：

1-微壓力位移檢測臺

1-1運動平臺底座：支撐整個運動裝置，保證裝置在運動的過程中的平穩(wěn)

1-2音圈電機：接受驅(qū)動器指令，通過光柵數(shù)值的配合，達到目標(biāo)運動位移

1-3脈搏波模擬探針：傳輸目標(biāo)運動位移，在音圈電機的驅(qū)動下，該探針做循環(huán)往復(fù)運動，在運動過程中此探針始終與待測血壓監(jiān)測設(shè)備表帶中的傳感器出頭接觸，向待血壓監(jiān)測設(shè)備中輸入模擬脈搏波信號。

2-三坐標(biāo)平移臺

2-1夾具Z方向調(diào)整手輪

2-2夾具X方向調(diào)整手輪

2-3夾具Y方向調(diào)整手輪

3-固定待測血壓監(jiān)測設(shè)備夾具

3-1快速夾具，向Z方向抬起至與水平成90度，可帶動3-2運動

3-2待測血壓監(jiān)測設(shè)備固定壓板，固定待測血壓監(jiān)測設(shè)備。

3-3固定孔，將部件2與部件3通過螺釘連接固定在一起

4-固定螺釘，連接部件2與部件3

5-固定待測血壓監(jiān)測設(shè)備夾具圓孔，將待測血壓監(jiān)測設(shè)備壓緊固定住后，血壓監(jiān)測設(shè)備腕帶處傳感器觸頭從此圓孔中露出。

6-螺釘，將1和2固定連接在一起。

本發(fā)明所提供的整機檢測方法，其過程是

a)將設(shè)備表放入運動平臺夾具3中并通過表帶壓緊固定；擰動裝置上的三軸手輪，將夾具圓孔對準(zhǔn)運動的脈搏波模擬探針1-3，探針恰好接觸待測血壓監(jiān)測設(shè)備腕帶中傳感器硅膠頭部分；

b)開啟主控板電源開關(guān)，對主控板上的編碼器進行預(yù)調(diào)節(jié)。

c)開啟運動平臺電源，運動平臺中的控制板卡加載預(yù)先設(shè)定的運動模型，通過主控板中的8路按鍵選擇所需運動模型

d)驅(qū)動器控制音圈電機，通過光柵的數(shù)值反饋，輸出正確的運動位移，在此運動過程中裝置中的探針始終與待測血壓監(jiān)測設(shè)備腕帶處傳感器探頭接觸，向待測血壓監(jiān)測設(shè)備設(shè)備輸入模擬脈搏波信號。

e)對心電信號發(fā)生器參數(shù)進行預(yù)調(diào)，將主控板中的心電信號連接線與待測血壓監(jiān)測設(shè)備進行連接，啟動心電信號發(fā)生器。

f)利用主控板的可調(diào)編碼器，將(d)脈搏波信號和(e)心電信號，兩信號同步輸入到待測血壓監(jiān)測設(shè)備中

g)開啟設(shè)備的測量功能，待測血壓監(jiān)測設(shè)備接收到信號后，在血壓監(jiān)測設(shè)備內(nèi)部脈感IC的算法處理下，通過主控MCU，將最終計算的血壓數(shù)據(jù)顯示在待測血壓監(jiān)測設(shè)備的屏幕上。

h)人工對待測血壓監(jiān)測設(shè)備中顯示的數(shù)值與預(yù)設(shè)定數(shù)值進行對比，對待測血壓監(jiān)測設(shè)備進行評測

i)根據(jù)需要按下停止按鈕，通過控制平臺停止輸出運動平臺運行指令，運動平臺接收指令后運行完本周期后停止。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。