前几天,地球上有人类想做个血压计,问我一下方法,故码此文章大致叙述一下毛坯级别的血压计构成与基本原理。
我知道那个人想做电子版本的血压计,电子版本的用传感器和单片机就能做出来,制作方法与原理通过阅读本文能大致有个了解,也有多种方法实现。
在阐述做电子版本的血压计之前,我们先来说说血压计的由来和传统水银血压计的用法。
首先大致讲讲由来,也就是血压计实现方法的发展史:
这是个技术贴,我的记忆有限,历史上的事情请结合百度确定具体人物及时间,我记得不一定对:
首先是时间轴为公元有个威立昂-哈威好像是英国的吧,发现了血压这种东西,至少多数记载上是这么认为的,可能古代也有类似的发现,没记载就不清楚了,暂且理解为这是被人类量化前的第一步。
然后跳转到年左右,您可以感知到有个牧师把空心的玻璃棒棒直接怼到马的动脉上,推测空心应该比较细,如果管上有刻度,这一操作就能直观看到管子里面血随着心跳在涨落,可能涨为高压收缩压,落为低压舒张压,这一操作如果用在人身上,可能比较费血,也可能是比较费命。换句话说这一操作就算用在马身上也具有一定的危险性,尤其是马蹄的力道,不建议模仿,换个其他小动物可能会安全一些。
再然后,不怎么费命的方法来了,无创的哦,费命时长差不多等同于测量时长,有个名字长得像尤克里的很长一串名字的人发明了一个1.0版的原始血压计,这个至少不用切开血管什么的了,也让人类知道了可以把压力传导给水银,然后水银柱指示的方法,这一设计灵感类似温度计吧,忘了哪个更早一些,自己百度吧。
再然后,大概年左右吧,很多亿人类里面有人知道了放大血压波动之类的做法,后面还有刻度版的,再后面也产生了可以类似卷纸版八音盒琴谱一样输出波动来
最后,类似袖带的设计被产生,差不多就是近代血压计雏形了吧。
上面每一种中间过程可能换一种方法改进都是一个血压测量实现过程,比如直接小传感器埋血管里,直接输出值,当然要考虑耐久与所造成的公差。
然后说说近代还能看到的水银式的血压计吧,很多人只会用电子的,水银的不知道咋用,下面就来说说方法并阐述过程。
首先往大脑中直接加载这段话作为基本判断准则:
年左右人类成年收缩压高压90-mmHg,低的舒张60-90mmHg,(这玩意念毫米汞柱,当然你用千帕做单位也行吧,部分水银计上有这字,有没有看运气)
然后,打开盖子45度让里面水银归位回落一下,运气好的里面直接就有一个能用的听诊器,把听诊器挂脖子上先。
再然后把里面腕或臂带(一般是臂带,下面都这样称呼了)绑在手臂上,如果您自身手臂不小心缺失了,再找个有手臂的且有心跳并血阻不是很大的人类把臂带安装上去进行测试,不要安装太紧,一俩手指宽松差不多,然后入个听诊器的探头进去能宽到稍微掉出来那种。
最后之前二,手压一下听诊器头到臂,听下有没有脉搏,如果没有,检查下您的听诊器是否断了或者前面的拾音膜有没有碎了或掉了,如果听诊器正常,检查一下您的耳朵或者检查下您随便找的人类是否没有了脉搏输出,如果输出异常,先弄成正常。
最后之前一,也是核心操作步骤,打开压力球的单向阀门使能,让臂带和戴上臂带的人心脏一样高,然后往里入气,直到听不见脉搏声音,再往上压个20-30mmHg,然后稍微取消使能单向阀使之慢慢漏气,大概3-4mmHg这样子降下水银柱子吧,emmm..伴随着水银柱降落,能听到第一声啪。。然后再啪。。。类似高压爆破出来的脉搏音吧,第一声瞄到的水银柱是高压,填入表格,然后继续降水银柱,趴..........然后趴,逐渐低沉,听不到声音了是低压,填入表格。
最后,把单向阀打开,全部气排掉,然后45度降回汞,然后关闭阀,收起器具,搞定。
这样子,大致测量过程就知道了。
然后说说电子版本的血压计要怎么做吧,首先可以用原始的插空心玻璃棒方法配合Ai视觉识别开发板用,当然,这样子些许有点费命。
再说说用袖带的方法吧,传统水银袖带需要用到人类来往里压空气,人的耳朵听脉搏,人的爪子开关阀门,人的眼睛看汞柱高度。
而电子取代这些的话,依次是隔膜充气马达,压电陶瓷拾音器或极板电容,电子磁阀,气压传感器。
然后优化一下,气压传感器和拾音器应该能合起来,直接一个极板电容搞定,记得有一种两个极板之间距离改变一下,能改变存储于电容库伦数的这种装置,没有这种器件的话,自己造一个出来,要能承受较大压力的才行,不能很脆。然后通过大小口在控制进去的压力,实现物理放大,这样子就算精度不高的传感器也能测到较准值.单片机里面编程的测量过程就仿照前面传统水银的就好了。
还有就是关于臂带大小质量会不会影响准确度的问题,只要质量不是特别烂,影响就不大,因为就算受压之后伸开撑了一点点,里面压力传感器的压力值是一样的哈,倒是传感器对震动的敏感程度才重要。还有就是,有些人类血管阻尼厉害,上下臂有差距哈,类似接了个电阻的电压感觉。还有就是其实不应该连续测,常人越测越低,血管不好的人越测越高,最好隔10min左右吧。个人感觉上臂的稍微准一些吧,腕部的玩玩用可以,要很准的话,直接动脉插空心玻璃棒费命的这种好像最准。
然后说说震动算法吧,大致是心跳周期,也就是血压测到时,其实也能附带心跳脉搏一起测。就是前后检测数值波动,采样率高之后,连着好几个都总体上升趋势,然后回落,这样子记为一个脉搏,然后算出周期,就能尽量避开采样错误的那些了,然后按前面水银那种监测脉搏动能低到一定程度时的气压,这样子算出来就好了,这种计算方式上面还能套一些更精密的经验值,这样子更准。
到这个位置竟然多字了,最后说说具体电路实现方式吧,一个chg接个stm32,顺便怼上晶振,最小系统的电阻电容这些,然后用驱动芯片带动马达和阀,模拟信号采样器件通过采样放大优化芯片接到stm32,然后电源芯片部分的电路直接搬充电宝的轮子过来就好,顺便电感电容加一下,马达相关的模拟地跟采样那个的隔开防止干扰,多弄点GND孔,差不多就这样子吧,然后机械结构上也围绕传感器做物理放大就好。壳子画个漂亮的,电池不够重里面加个配重块,差不多这样子了,结束!
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