血管硬度測量儀的研制

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1、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論得到正比于頻偏的信號，它與血管壁運(yùn)動速度和血流速度成正比，此值再由聲頻放大器放大，最后得到一個聲頻輸出。在血管被阻斷期間，血管壁靜止不動，所以無頻移產(chǎn)生，這時，無聲頻輸出。當(dāng)動脈血壓剛巧低于或高于袖帶內(nèi)壓力的時刻，由于血流和血管壁運(yùn)動大，所以產(chǎn)生較大的頻移信號，因而能檢測出聲頻輸出。超聲法的優(yōu)點(diǎn)是它的適用范圍廣，即適用于成人，也適用于嬰兒和低血壓患者，同時可以用于噪聲很強(qiáng)的環(huán)境。其缺點(diǎn)是測量過程中，受試者的身體活動可以引起傳感器和血管之間超聲波途徑的變化，從而影響測量結(jié)果。④雙袖帶法“川雙袖帶法是

2、由Dobbeleer于1965年提出的，它基于這樣一個基本原理：當(dāng)血液流過一根被部分阻斷的動脈時，其流速與動脈被阻斷的程度有關(guān)。當(dāng)動脈被充氣袖帶阻斷于收縮壓時，流速最慢，當(dāng)袖帶內(nèi)壓力接近舒張壓時，其流速最快。這樣，在收縮壓狀態(tài)下流經(jīng)袖帶下血管的血流在兩袖帶中就會有一定的時間差，據(jù)此就可測出血壓的數(shù)值。雙袖帶法的優(yōu)點(diǎn)是不受外界噪聲的影響，缺點(diǎn)是測量過程較為復(fù)雜，血壓特征點(diǎn)的標(biāo)定一致性較差。⑤脈搏延時法”“”脈搏延時法是利用血管內(nèi)壓力超過袖帶壓力時所產(chǎn)生的脈搏波滯后于心電圖R波的原理，測量出R波和脈搏波之間的時間間隔T，找出T

3、的特征點(diǎn)，從而求出欲測的收縮壓和舒張壓數(shù)值。這一方法是Geddes等人在1981年提出的。它克服了用柯氏音法難于提供明確的舒張壓辨識點(diǎn)的缺點(diǎn)。脈搏延時法血壓數(shù)值的辨別采用放氣過程中的袖帶壓曲線、脈搏波波形以及心電圖波形。隨著袖帶壓的降低，R波和脈搏波之間的時間間隔T將隨袖帶內(nèi)壓力而變。即隨袖帶壓的降低，間隔T逐漸減小。T間隔最大時所對應(yīng)的袖帶壓為收縮壓，而最小T值對應(yīng)的袖帶壓為舒張壓。采用脈搏延時法測量血壓，特征點(diǎn)容易識別，測量精度也較好。1．2．2血管硬度測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀對于動脈血管硬度的診斷治療問題，國內(nèi)外都進(jìn)行了大

4、量的研究。也形成了幾種較為完善的測量技術(shù)。1。①PWV法：通過測量脈搏波的傳播速度來判定血管硬化程度并推導(dǎo)各項心血管系統(tǒng)參數(shù)值；②波形分析法：用計算公式擬合脈搏波曲線，通過得到的公式參數(shù)值判斷血管的4重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論硬化程度；③體積描記法：利用測到的胸阻抗值和描記的脈搏波圖形來計算動脈血管硬度、動脈順應(yīng)性等各項心血管系統(tǒng)參數(shù)值；④超聲多普勒技術(shù)：利用超聲技術(shù)測定血管直徑在脈搏波動時的變化情況和血管壁的厚度，由此計算各項心血管系統(tǒng)參數(shù)值，此方法精度較其他方法高，同時儀器的技術(shù)要求和造價也最高；⑤彈性腔模型法：通過對

5、心血管系統(tǒng)建立改進(jìn)的彈性腔模型來推導(dǎo)運(yùn)算公式，得到包括動脈順應(yīng)性在內(nèi)的心血管系統(tǒng)參數(shù)值。各種測量方法之問儀器的精度、造價要求不同，提取的生物信號也有差別，因此得到的數(shù)據(jù)有的比較精確，有的略為粗糙，但都能說明一定的心血管系統(tǒng)狀況方面的問題，都有值得學(xué)習(xí)借鑒的地方。另外，各種方法并非完全獨(dú)立，都有一些相似的理論基礎(chǔ)和一定的聯(lián)系，如它們都運(yùn)用了脈搏波理論通過對血管中脈搏波的分析來獲取所需要的信息。1．2．3血壓與血管硬度測量系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀在血壓測量方面，無創(chuàng)數(shù)字血壓計多采用示波法測量技術(shù)。國內(nèi)對血壓測量技術(shù)也進(jìn)行了一定的研究，但

6、將其技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的很少。目前，國內(nèi)市場上的數(shù)字血壓計多來自國外進(jìn)口。進(jìn)口的數(shù)字血壓計具有準(zhǔn)確性、重復(fù)性較好的優(yōu)點(diǎn)，但其測量技術(shù)作為公司機(jī)密不予公開。血管硬化診斷方面，國內(nèi)有分析脈搏波信號、建立心血管壁模型來判定血管硬化程度研究，但尚未見開發(fā)生產(chǎn)測量血管硬度的儀器。目前，對于血管硬化程度的診斷，主要采用多普勒儀。多普勒儀利用超聲多普勒效應(yīng)來測定動脈的脈搏波傳導(dǎo)速度，從而診斷人體動脈血管硬化的輕重程度。多普勒儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴。國內(nèi)主要依賴進(jìn)口，使用國外生產(chǎn)的多普勒儀。1．3本文的主要研究內(nèi)容本文在對血壓以及血管硬度測量算

7、法深入研究的基礎(chǔ)上，研制了一種血壓與血管硬度測量儀。該儀器不僅能夠測試收縮壓、平均壓、舒張壓、心率，還能根據(jù)被測者的脈搏波波形特征，計算出其血管彈性指數(shù)和動脈順應(yīng)性。論文的主要研究工作包括以下幾個方面：①研究示波法測量血壓及血管硬度的基本原理。②設(shè)計制作信號處理模擬電路，對從壓力傳感器輸出的信號進(jìn)行兩路濾波、幅值放大與電平提升等處理，獲得一路袖帶壓信號與～路脈搏波信號。5重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論③設(shè)計制作數(shù)據(jù)采集電路，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行存儲與傳輸。④設(shè)計制作鍵盤電路、液晶顯示電路以及通信電路。⑤設(shè)計制作袖帶自動

8、充放氣控制電路與電源驅(qū)動電路。⑥研究歸納血壓算法，編寫血壓判定程序，計算血壓、心率。⑦研究血管硬化程度分析方法，采用單片機(jī)實現(xiàn)動脈彈性指數(shù)以及臂動脈順應(yīng)性的測量。⑥對測量結(jié)果進(jìn)行分析比較，從而對系統(tǒng)進(jìn)行驗證和改進(jìn)。6重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文2示波法與脈搏波理論概述2．1引言2示波法與脈搏波理論概述在硬件電路