自動多普勒血壓監(jiān)護儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及自動多普勒血壓監(jiān)護儀，由晶體振蕩源、單片機、超聲收發(fā)探頭構(gòu)成，其晶體振蕩源左端與超聲驅(qū)動放大器相連，超聲驅(qū)動放大器左端與超聲收發(fā)探頭右端相連，其超聲收發(fā)探頭右端又與選頻放大器相連，其選頻放大器右端與雙平衡混合器相連，其雙平衡混合器右端與帶通放大器相連，其帶通放大器右端與限幅器相連，其限幅器右端與一音頻放大器、一脈沖鑒幅器相連，其音頻放大器右端連接一揚聲器，本發(fā)明的有益效果為：由于可以適時監(jiān)測動物的血壓，在手術(shù)中為獸醫(yī)提供了動物生命體征的重要信息，動物的存活率大大提高了，實現(xiàn)對動物血壓的自動測量，獲得的測量值更真實準確，重復(fù)性好，同時也大大降低了獸醫(yī)的工作強度，提高了工作效率。
【專利說明】自動多普勒血壓監(jiān)護儀
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬于無創(chuàng)血壓(NIBP)監(jiān)護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種動物專用的，可以自動測量血壓的多普勒血壓監(jiān)護儀。
【背景技術(shù)】:
動物血壓是動物最為重要的生理指標之一，動物血壓的測定對于家畜心血管系統(tǒng)疾病、血液病、發(fā)熱、疼痛等疾病的診斷和研究，以及對危重動物的搶救、手術(shù)、治療和愈后有重要的參考價值，血壓的測量是通過各種手段檢測血流在血管中搏動及相應(yīng)血管壁的運動、血液的脈波來直接或間接進行測量血液對血管壁的壓力。
[0002]動物血壓測量的方法可分為有創(chuàng)測量和無創(chuàng)測量。
[0003]有創(chuàng)血壓測量是在動物麻醉的情況下，向血管內(nèi)引入導(dǎo)管及傳感器，進行測量的一種方法。最早于1733年，英國生理學(xué)家Hale首先采用，直接測量馬的頸動脈血壓。有創(chuàng)測量得到的數(shù)值一致 性好，更接近真實值，但對動物有嚴重傷害，這樣測出的血壓并不能準確反映動物在正常生理狀態(tài)時的血壓，因而不適于臨床推廣，多為科研及醫(yī)療教學(xué)做急性實驗時采用。
[0004]無創(chuàng)血壓測量不打開血管，而是通過檢測血管壁的運動、搏動的血流和血液的脈波，間接獲得血壓值。其方法包括聽診法、脈沖法、觸診法、波動檢測技術(shù)和超聲多普勒檢測技術(shù)。前三種方法對動物血壓的測量誤差較大，后兩種方法與有創(chuàng)測量值有良好的一致性，使用較多。
[0005]無創(chuàng)血壓測量法中的超聲多普勒檢測技術(shù)，是應(yīng)用超聲波由運動物體反射或散射所產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)的一種技術(shù)。超聲多普勒檢測血壓的原理是對動物體表發(fā)射一定頻率的超聲波，體表血管內(nèi)流動的血液與超聲波振源有相對運動，從而產(chǎn)生了多普勒效應(yīng)，超聲波發(fā)生頻移。頻移信號被檢測電路拾取，信號放大，轉(zhuǎn)化為可讀信號，此信號與血液流動的物理參數(shù)線性相關(guān)，再將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字，按一定的算法計算，便可得到收縮壓、舒張壓、心率3個數(shù)據(jù)。
[0006]自動多普勒血壓監(jiān)護就是超聲多普勒在檢測血壓的整個過程中，可以自動充氣、放氣、加壓、并記錄多組數(shù)據(jù)結(jié)果。數(shù)據(jù)可以實時測得、儲存、回顧和打印，提供了動物生命體征的重要信息。利用這些信息旺獸醫(yī)能更好地分析動物生命狀態(tài)，從而采取適當?shù)闹委煷胧┩@得最佳的治療效果。
[0007]目前，國內(nèi)采用超聲多普勒檢測技術(shù)對動物進行自動無創(chuàng)血壓監(jiān)護，還是空白，有報道的多為有創(chuàng)自動血壓監(jiān)護，對動物有嚴重傷害，不能準確反映動物在正常生理狀態(tài)時的血壓。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明主要解決的問題是:采用多普勒技術(shù)，研制了一種動物專用自動多普勒血壓監(jiān)護儀，可以連續(xù)監(jiān)測并記錄動物的血壓變化，為獸醫(yī)提供動物生命體征的重要信息。
[0009]本發(fā)明的主要特點是:由晶體振蕩源、單片機、超聲收發(fā)探頭構(gòu)成，其晶體振蕩源左端與超聲驅(qū)動放大器相連，超聲驅(qū)動放大器左端與超聲收發(fā)探頭右端相連，其超聲收發(fā)探頭右端又與選頻放大器相連，其選頻放大器右端與雙平衡混合器相連，其雙平衡混合器右端與帶通放大器相連，其帶通放大器右端與限幅器相連，其限幅器右端與一音頻放大器、一脈沖鑒幅器相連，其音頻放大器右端連接一揚聲器，其脈沖鑒幅器上端與單片機相連，其單片機上端設(shè)置一報警器，單片機左端設(shè)置一顯示器、一控制信號輸入器，單片機右端設(shè)置一氣泵、一氣閥，單片機下端設(shè)置一比例放大器，其比例放大器右端與差分放大器相連，其差分放大器右端與氣壓傳感器相連。
[0010]本發(fā)明的主要特點在于:晶體振蕩源與雙平衡混合器相連。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:由于可以適時監(jiān)測動物的血壓，在手術(shù)中為獸醫(yī)提供了動物生命體征的重要信息，動物的存活率大大提高了，也更有利于術(shù)后的康復(fù)。
[0012]實現(xiàn)對動物血壓的自動測量，獲得的測量值更真實準確，重復(fù)性好，同時也大大降低了獸醫(yī)的工作強度，提高了工作效率。
[0013]監(jiān)護儀采用大容量可充電電池供電，便攜式設(shè)計，操作簡單，使用方便，易于在獸醫(yī)領(lǐng)域廣泛使用，為獸醫(yī)臨床工作者對動物血壓相關(guān)性疾病的早期診斷、治療及愈后提供依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理框架圖；
【具體實施方式】:
下面在【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明
如圖1所示:自動多普勒血壓監(jiān)護儀，由晶體振蕩源、單片機、超聲收發(fā)探頭構(gòu)成，其晶體振蕩源左端與超聲驅(qū)動放大器相連，超聲驅(qū)動放大器左端與超聲收發(fā)探頭右端相連，其超聲收發(fā)探頭右端又與選頻放大器相連，其選頻放大器右端與雙平衡混合器相連，其雙平衡混合器右端與帶通放大器相連，其帶通放大器右端與限幅器相連，其限幅器右端與一音頻放大器、一脈沖鑒幅器相連，其音頻放大器右端連接一揚聲器，其脈沖鑒幅器上端與單片機相連，其單片機上端設(shè)置一報警器，單片機左端設(shè)置一顯示器、一控制信號輸入器，單片機右端設(shè)置一氣泵、一氣閥，單片機下端設(shè)置一比例放大器，其比例放大器右端與差分放大器相連，其差分放大器右端與氣壓傳感器相連，其晶體振蕩源與雙平衡混合器相連。
[0015]動物專用自動多普勒血壓監(jiān)護儀的工作原理:
選擇有效的測量位置包括跖背部、趾部與腹側(cè)尾巴的動脈，綁上充氣袖帶，超聲收發(fā)探頭放在袖帶的遠心端，拾取血流信號。開啟監(jiān)護儀進行測量，氣泵給袖帶自動充氣，袖帶內(nèi)氣壓逐漸增高，當袖帶壓力大于收縮壓時，超聲探頭拾取的血流信號消失，然后氣泵繼續(xù)再充高氣壓20-30mmHg,停止。氣閥開始以3_5mmHg/s的速度放氣,袖帶壓力緩慢下降，當出現(xiàn)血流搏動的那一刻(出現(xiàn)第一聲短暫的“嗖”聲)就是收縮壓。隨著袖帶壓力的繼續(xù)下降，會出現(xiàn)由短到長的，更加連貫的“嗖”的聲音，這時候的壓力接近舒張壓。單片機依據(jù)超聲探頭拾取的血流信號特征，適時讀取氣壓傳感器的數(shù)值，得到相應(yīng)的收縮壓和舒張壓。
[0016]實現(xiàn)過程如下:
接入電源，晶體振蕩源產(chǎn)生高頻振蕩信號(8.5~9.5MHz)，分兩路輸出:一路給超聲驅(qū)動放大器功率放大后，輸出到超聲收發(fā)探頭的放射單元，產(chǎn)生連續(xù)的超聲波；另一路高頻振蕩信號輸入雙平衡混合器。[0017]產(chǎn)生的超聲波照射到小動物的肢體表面，并深入皮下，作用于血管內(nèi)流動的血液上。不同深度運動的血液將超聲波反射回來，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的頻移，被超聲收發(fā)探頭的接收單元接受后疊加，生成微弱的檢測信號。檢測信號送至選頻放大器放大，放大后的信號與晶體振蕩源產(chǎn)生的另一路高頻振蕩信號雙路輸入雙平衡混合器。
[0018]雙平衡混合器將此兩路輸入信號做乘法運算，產(chǎn)生含血流運動信息的混合信號。混合信號再送至帶通放大器，提取出300Hz~2.SKHz頻段的音頻信號。音頻信號繼續(xù)輸入限幅器，有效去除動物擾動產(chǎn)生的大幅度干擾信號后，分兩路輸出:一路經(jīng)音頻放大器放大后由揚聲器播放出，供使用者測量時，監(jiān)聽血流流動的狀況；另一路經(jīng)脈沖鑒幅器，轉(zhuǎn)換成脈寬于音頻幅度線性相關(guān)的TTL電平邏輯信號，輸入單片機。單片機依據(jù)脈寬及脈沖的疏密，按一定算法，識別出收縮壓和舒張壓產(chǎn)生時刻的信號特征，作為讀取氣壓值的判別條件。
[0019]氣壓傳感器，將袖帶內(nèi)氣壓轉(zhuǎn)換成線性相關(guān)的差分信號，輸入差分放大器，再經(jīng)比例放大器，輸出O~3V的直流信號，作為氣壓值輸入單片機。單片機內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換，再單位換算，得到相應(yīng)的以mmHg為單位的氣壓值，送至顯示器。 [0020]控制信號輸入，完成用戶上下限報警設(shè)置、時間設(shè)置和數(shù)據(jù)調(diào)取等各種功能要求的輸入，單片機，則按程序，控制報警器，氣泵，氣閥，實現(xiàn)自動充氣、放氣、加壓、并記錄多組數(shù)據(jù)結(jié)果等自動多普勒血壓監(jiān)護的全部功能。
[0021]動物專用自動多普勒血壓監(jiān)護儀實現(xiàn)的主要功能指標 血壓測量范圍:O~300 mmHg
誤差:+/-1 mmHg
收縮壓報警設(shè)定范圍:上、下限100~200 mmHg
舒張壓報警設(shè)定范圍:上、下限100~50 mmHg
定時間隔設(shè)定范圍:O~59分鐘
存儲數(shù)據(jù):20組
顯示時間:00:00~23:59
電池供電有效持續(xù)工作時間:大于4小時 主要器件的技術(shù)指標:
1.單片機:
ATmega48
ATMEL公司的高性能、低功耗的8位AVR微處理器 先進的RISC結(jié)構(gòu)
-131條指令-大多數(shù)指令的執(zhí)行時間為單個時鐘周期 -32 X 8通用工作寄存器 -全靜態(tài)操作
-工作于16 MHz時性能高達16 MIPS -只需兩個時鐘周期的硬件乘法器 外設(shè)特點
-兩個具有獨立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時器/計數(shù)器 -一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器-具有獨立振蕩器的實時計數(shù)器RTC
-六通道PWM
-6 路 10 位 ADC( PDIP 封裝)
-可編程的串行USART接口-可工作于主機/從機模式的SPI串行接口-面向字節(jié)的兩線串行接口-具有獨立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器-片內(nèi)模擬比較器
-引腳電平變化可引發(fā)中斷及喚醒MCU工作溫度范圍:
--40° C 至 85° C工作速度等級:
-ATmega48: 0-16 MHz i 4.5 - 5.5V極低功耗-正常模式:
1MHz, 1.8V: 300 μ A
32 kHz, 1.8V: 20μΑ (包括振蕩器)
2.雙平衡混合器:
飛利浦公司的專用芯片SA612A供電電壓:4.5~8.0 V直流功耗:2.4~3.0 mA輸入信號頻率:500 MHz本振信號頻率:200 MHz轉(zhuǎn)換增益:14~17 dB / 45MHz
3.氣壓傳感器MPS2130血壓傳感器測壓范圍:300mmHg最大過壓:600mmHg
工作電壓/電流 2~15V ；0.6~4.5mA電橋阻抗:3.3ΚΩ最大輸出:20~70mV線性誤差:-0.3%~0.3%4.超聲收發(fā)探頭發(fā)射中心頻率:9MHz相對帶寬:40%
相對靈敏度:>一 2 O dB收發(fā)信號串混:<一 50 dB
5.氣泵
額定電壓:6V額定容量:500cc充氣時間:< IOs放氣時間:< 3min最大壓力:> 5OOmmHg流量:> 1.7LPM噪音:< 52dB
6.氣閥額定電壓:3V額定容量=IOOcc阻抗:24Ω ±10%
放氣速度:< 3 mmHg/min 。
【權(quán)利要求】
1.自動多普勒血壓監(jiān)護儀，其特征在于:由晶體振蕩源、單片機、超聲收發(fā)探頭構(gòu)成，其晶體振蕩源左端與超聲驅(qū)動放大器相連，超聲驅(qū)動放大器左端與超聲收發(fā)探頭右端相連，其超聲收發(fā)探頭右端又與選頻放大器相連，其選頻放大器右端與雙平衡混合器相連，其雙平衡混合器右端與帶通放大器相連，其帶通放大器右端與限幅器相連，其限幅器右端與一音頻放大器、一脈沖鑒幅器相連，其音頻放大器右端連接一揚聲器，其脈沖鑒幅上端與單片機相連，其單片機上端設(shè)置一報警器，單片機左端設(shè)置一顯示器、一控制信號輸入器，單片機右端設(shè)置一氣泵、一氣閥，單片機下端設(shè)置一比例放大器，其比例放大器右端與差分放大器相連，其差分放大器右端與氣壓傳感器相連。
2.根本權(quán)利要求1所述的自動多普勒血壓監(jiān)護儀，其特征在于:晶體振蕩源與雙平衡混合器相連。
【文檔編號】A61B8/04GK103735286SQ201210540087
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】吳仲恒, 張驪峰, 肖春 申請人:合肥金腦人光電儀器有限責任公司