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。血壓計方案是應(yīng)用在電子血壓計上的，采用示波法進行間接測量。[敏感詞]在示波法的基礎(chǔ)上，從硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計兩個方面進行講解。

1、硬件規(guī)劃

血壓計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。在確保精度和動態(tài)范圍要求的情況下，可以直接進行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。可以根據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境的不同，采樣一個標(biāo)準(zhǔn)壓力輸出，然后進行A/D轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果及時調(diào)節(jié)恒流源，直至達到規(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，會先對脈沖信號進行分離；然后去除干擾點，擬合包絡(luò)曲線，即可求出相應(yīng)的平均壓力，可以計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減小信號波動，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。為了實時完成信號分離，將采用開運算進行處理，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。利用獲得的每個脈搏波的權(quán)重信息進行包絡(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波動系數(shù)，并利用波動系數(shù)計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。

血壓計方案硬件集成度高，設(shè)計實現(xiàn)簡單，軟件設(shè)計集成了形狀濾波等多種先進算法，精度高，抗干擾性能強。可以確保血壓測量精度在5mmHg以內(nèi)，基本滿足血壓測量的精度要求。