血壓是人體重要的生理參數(shù)之一，準(zhǔn)確測量它有助于早期發(fā)現(xiàn)和識(shí)別高血壓類型，并提供合理的治療建議。目前臨床上主要針對普通患者采用無創(chuàng)檢測方法。血壓計(jì)方案是應(yīng)用在電子血壓計(jì)上的，采用示波法進(jìn)行間接測量。[敏感詞]在示波法的基礎(chǔ)上，從硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行講解。

1、硬件規(guī)劃

血壓計(jì)方案利用示波法檢測血壓的主要過程是獲取袖帶中變化的壓力信號，分析從中分離出來的脈搏信號，找到收縮壓和舒張壓的對應(yīng)位置，進(jìn)而獲得數(shù)據(jù)。集成了高精度16位Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器，因此其A/D參考電壓可以編程調(diào)整。在確保精度和動(dòng)態(tài)范圍要求的情況下，可以直接進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

由于Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器提供差模輸入方式，因此傳感器給出的差模信號可以直接發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器。理論上，其共模抑制比可以達(dá)到無窮大。因此，可以降低由于前置放大電路不匹配而產(chǎn)生的共模干擾。轉(zhuǎn)換過程經(jīng)過低通濾波器進(jìn)行濾波，傳感器可以直接連接到A/D，然后連接到數(shù)字濾波器?？梢愿鶕?jù)產(chǎn)品使用環(huán)境的不同，采樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力輸出，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果及時(shí)調(diào)節(jié)恒流源，直至達(dá)到規(guī)定的壓力值。輸出所需的轉(zhuǎn)換值，完成產(chǎn)品的自動(dòng)校準(zhǔn)。

2、軟件規(guī)劃

經(jīng)過硬件處理后，得到袖帶內(nèi)壓力的變化曲線。在軟件處理中，會(huì)先對脈沖信號進(jìn)行分離；然后去除干擾點(diǎn)，擬合包絡(luò)曲線，即可求出相應(yīng)的平均壓力，可以計(jì)算收縮壓和均勻壓的系數(shù)。

在分離脈沖信號的過程中，引入了形狀濾波算法。由于袖帶內(nèi)壓力信號的頻段與脈搏信號頻段接近，直接采用帶通濾波會(huì)減小信號波動(dòng)，降低信噪比，給后續(xù)處理帶來困難。使用形狀濾波處理算法從形狀角度分離信號，可以很好地提取脈沖信號。為了實(shí)時(shí)完成信號分離，將采用開運(yùn)算進(jìn)行處理，將原始信號中的所有峰值展平，然后利用原始信號與處理后的信號之間的差值來獲得分離后的脈沖信號。

為了有效抑制干擾并修正完整的脈搏波，根據(jù)每個(gè)脈搏波峰與其相鄰脈搏波峰之間的角度關(guān)系來確定每個(gè)脈搏波的可信度。由于脈搏波幅度并不是單調(diào)變化的，因此這樣的判斷還需要考慮幅度因素。利用獲得的每個(gè)脈搏波的權(quán)重信息進(jìn)行包絡(luò)線擬合，由于得到的包絡(luò)線明顯不對稱，因此將采用加權(quán)三階小二乘擬合方法。根據(jù)平均壓力的大小決定選擇哪個(gè)波動(dòng)系數(shù)，并利用波動(dòng)系數(shù)計(jì)算收縮壓和舒張壓對應(yīng)的位置，然后得到收縮壓和舒張壓的大小。

血壓計(jì)方案硬件集成度高，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡單，軟件設(shè)計(jì)集成了形狀濾波等多種先進(jìn)算法，精度高，抗干擾性能強(qiáng)?？梢源_保血壓測量精度在5mmHg以內(nèi)，基本滿足血壓測量的精度要求。