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基于光电检测脉搏波的多功能医疗电子血压计

2020-05-26
来源:21IC

    近年来,由于我国社会经济的快速发展和人们生活方式的转变,心血管病发病率及相关危险因素呈不断上升趋势,人们也越来越注意自己的身心健康。过去测量血压必须到医院,由医生用水银血压计检测才行,但随着科技水平的发展,血压计正在迎来电子血压计的新时代。只要拥有了家用电子血压计,人们就可以坐在家里随时监测血压的变化,如发现血压异常便可及时去医院就诊。

    心脏的间歇性射血产生从主动脉根部出发沿着动脉管系传播的脉搏波。脉搏波到达之处,动脉管内的力学参量(如流量、压力、血流速度、血管横截面积等)将产生变化。在每个心动周期中,心脏间歇性的舒张和收缩将引起主动脉管壁时张时缩的振动和主动脉血液压力时高时低的变化。这种动脉管壁的振动称为动脉脉搏。

    

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    动脉脉搏波在主动脉近心端形成的同时,立即以波动的方式将所发生的血压、血流量和血管壁周期性的振动沿着动脉树一直扩散到整个动脉系统,从而形成整个动脉系统中血压时低时高、血流量时慢时快、血管壁时缩时张的波动,这三类脉搏波是相互伴随产生的,因而可统称为动脉脉搏波。

    本多功能电子血压计,采用光电容积法进行测量。其原理是:光束通过透射传送到光电接收器信号的不同。人体血液红细胞中的血红蛋白(Hb)与氧分子作可逆性结合,结合后的 Hb 称含氧血红蛋白(HbO2),两者具有不同的吸收曲线:在红光谱区 600nm~700nm 内血红蛋白Hb吸收的光线较少,而HbO2吸收的光线较多;在红外光谱区 800nm~1000nm 内血红蛋白Hb吸收的光线较多,而HbO2吸收的光线较少。

    

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    在光路上,除了动脉血红蛋白外,还有许多其它吸收体,将严重影响测量精度,因此红光和红外光LED因尽可能相互靠近,通过人体中的单一组织位置透射光线,并采用时间复用处理来透射光线。同时在检测端,将透过手指的透射光强转换为电压信号,因此得到光电容积脉搏波信号。最后基于光电传感器的检测原理和Lambert-Beer定律,可以将透射光强与光电传感器的输出电压相关联,建立心血管系统参数收缩和舒张压计算方法,设计无创连续血压测量方法测试设备。其优点为:使用简单方便、测量精度高、测量值便于记录、体积轻巧便于携带等。

    

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