專利名稱：血壓監(jiān)測手表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能手表，特別是一種設(shè)置有血壓監(jiān)測裝置的手表。
目前的電子手表(或稱石英表)功能齊全、可作報(bào)時(shí)、計(jì)算、記憶以及播放音樂等等。但這些功能只涉及了健康人的日常生活所需。對(duì)于各類高血壓癥患者來說，更需要的是增加自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測血壓的功能，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)血壓計(jì)使用不便、無法連續(xù)測壓、更難以增加顯示、報(bào)警功能等缺點(diǎn)?，F(xiàn)市售電子表均未設(shè)置這類監(jiān)測血壓裝置。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種新的電子手表，它除電子表原有的報(bào)時(shí)等功能以外，還能自動(dòng)地連續(xù)測量血壓，自動(dòng)顯示數(shù)值，并應(yīng)設(shè)有血壓予定值的輸入裝置，在血壓超過予定值時(shí)，能用燈光或音響報(bào)警。
本實(shí)用新型方案如下在電子表的表帶上，增設(shè)一個(gè)脈博數(shù)據(jù)采集器，該采集器可以是半導(dǎo)體應(yīng)變片、或其它壓力傳感器或容積傳感器等組成。在表殼內(nèi)，設(shè)置一只單片機(jī)(例如Z－80、CDP－1802或其它專用芯片)，采用相應(yīng)的軟件處理采集器輸入的數(shù)據(jù)。脈博數(shù)據(jù)采集器的導(dǎo)線(可設(shè)在表帶內(nèi))接表殼內(nèi)的前置放大電路，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器接CPU數(shù)據(jù)總線。電子表芯的晶體振蕩器經(jīng)分頻電路接CPU。CPU輸出接驅(qū)動(dòng)器，再接顯示器(例如液晶顯示屏或數(shù)碼管)與蜂鳴器或燈泡。表面盤上的鍵盤或按鈕經(jīng)I／O接口接CPU。處理程序?yàn)椴杉鞑杉瘬蟿?dòng)脈脈博波特征參考點(diǎn)數(shù)據(jù)(以各點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)值、曲率值確定各點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值)，經(jīng)前置放大電路放大并整波形為方波后，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換直接掛在數(shù)據(jù)總線上。系統(tǒng)的時(shí)基采用電子表機(jī)芯的晶體振蕩、分頻后的標(biāo)頻，通過I／O接口設(shè)置初始時(shí)間。該系統(tǒng)配備專門的地址譯碼器，為ROM，RAM以及所有接口提供分配地址。電子表面盤上的鍵盤或表側(cè)的按鈕，作為輸入鍵盤，可打入或修改血壓予定值。CPU分析脈博波群并換算出血壓值后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器在表面盤上顯示血壓數(shù)值。同時(shí)將該數(shù)值與予定值比較(即越閥管理)，超出予定值時(shí)即經(jīng)驅(qū)動(dòng)器作燈光或音響(蜂鳴器)報(bào)警。對(duì)于體積較小的表殼，CPU與外圍電路等元器件或其中的一部分，可另設(shè)外殼，存放在被測者的衣袋內(nèi)，以導(dǎo)線與表殼內(nèi)的部分相連。
本實(shí)用新型可由被測人隨身攜帶，連續(xù)監(jiān)測脈博信號(hào)并分析處理轉(zhuǎn)換為血壓值，由顯示器顯示并在其超出予定值時(shí)由報(bào)警器報(bào)警。本設(shè)計(jì)為高血壓病患者提供了有專用功能的電子表并解決了傳統(tǒng)血壓計(jì)不能連續(xù)檢測，使用不便，測量精度不夠以及無法擴(kuò)展出報(bào)警功能等弊病，對(duì)脈博中特定波形的監(jiān)測還可在出現(xiàn)急性心梗前兆時(shí)報(bào)警。為醫(yī)護(hù)監(jiān)測工作提供了有效工具。
現(xiàn)結(jié)合附圖與實(shí)施例進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型電路原理圖；圖2為實(shí)施例中傳感器設(shè)置示意圖；圖3為實(shí)施例2外觀結(jié)構(gòu)圖；圖4為脈博信號(hào)采樣曲線。
參照?qǐng)D1脈博信號(hào)PS進(jìn)入予處理器(1)，經(jīng)PS信號(hào)檢測器(2)與PS入口(3)接數(shù)據(jù)總線，予處理器同時(shí)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器接總線。EPRON與報(bào)警器等外圍電路均設(shè)在表殼內(nèi)。液晶顯示屏與原電子表時(shí)間顯示盤為同一塊顯示屏。表面上設(shè)置微型輸入鍵盤以設(shè)置初始時(shí)間和鍵入血壓予定值。本實(shí)施例工作過程如下脈博包含著血管內(nèi)壓、容積、位移和管壁吸力等多種物理量變化，本實(shí)施例采用″半導(dǎo)體壓阻式應(yīng)變片傳感器″檢測橈動(dòng)脈的脈博信號(hào)。參照?qǐng)D4P為對(duì)殼體施加的外壓力，F(xiàn)0為取壓頭所受到的血管反作用力，△F為血管搏動(dòng)作用到取壓頭上的變動(dòng)力；懸臂梁在F0和△F作用下，其自由端發(fā)生的位移分別為S和△S。懸臂梁的變形引起粘貼于其上的半導(dǎo)體壓阻應(yīng)變片的電阻變化。擴(kuò)散在應(yīng)變片上的壓阻電橋的輸出經(jīng)放大后，便得到反應(yīng)脈博壓力搏動(dòng)的電壓輸出△U。圖4中U0為對(duì)應(yīng)于血管外加壓力的直流電壓成份。該信號(hào)進(jìn)入前置放大電路進(jìn)行放大、整波形。該電路主要由射極跟隨器，線性放大器，濾波器和限幅器等四個(gè)部分組成。放大部分為一般阻容耦合放大電路，因脈博波的頻率比較低所以阻容耦合取較大的RC常數(shù)。為了消除信號(hào)源(傳感器)內(nèi)阻的影響，以及實(shí)現(xiàn)與后繼電壓放大級(jí)間阻抗的匹配，由三級(jí)管組成兩極直接耦合級(jí)連跟隨器。結(jié)合電容的正反饋，提高了兩級(jí)的總電流放大倍數(shù)，從而進(jìn)一步提高跟隨器的較大阻抗。由半導(dǎo)體應(yīng)變片壓感器傳來的微弱脈博信號(hào)，經(jīng)跟隨器阻抗變換后，經(jīng)電容C3送給先通線性放大器。在進(jìn)入放大器之前，先通過并聯(lián)反接雙二極管限幅電路。在這里，由于前面跟隨器不作電壓放大，因而脈博信號(hào)基本還是毫伏或幾十毫伏數(shù)量級(jí)，所以雙二極管對(duì)它毫無影響；而對(duì)較強(qiáng)的干擾信號(hào)，則予以削弱到0.3V左右。通過放大后，較強(qiáng)的脈博信號(hào)經(jīng)電容耦合出去，供顯示等使用。以上經(jīng)線性放大后的信號(hào)，再經(jīng)場效應(yīng)管和電阻、電容有源濾波器，作Q值很高的帶通選頻濾波，從而對(duì)脈博信號(hào)作整形，去干擾和低頻波，加速波形的上升，下降沿，提高徒度。從濾波器整形出來的脈博波，進(jìn)入二級(jí)相連的限幅比較電路，這些電路對(duì)脈博波作進(jìn)一步的整形。由于這樣兩次限幅放大，不斷增加了波形邊沿的陡度，使得出信號(hào)基本可看成方波，幅度有±10伏(V)左右，由限幅比較電路輸出近似方波，到達(dá)一個(gè)單穩(wěn)定脈寬，邏幅度整形電路，輸出脈寬定時(shí)負(fù)脈沖方波，再耦合到二級(jí)共射脈沖放大器放大后輸出。再由脈寬定時(shí)器輸出為負(fù)脈沖方波通過耦合到鋸齒波發(fā)生器，進(jìn)行周期(時(shí)間寬度)的電壓轉(zhuǎn)換，即將脈沖之間的間隔(周期T)變成和時(shí)間寬度成正比的鋸齒波終點(diǎn)電壓幅度VTO。脈博信號(hào)的鑒別1、三電位式雙限幅比較電路該電路輸出有三種鑒別標(biāo)志狀態(tài)，即高電位，低電位，零電位。若以正弦波通過比較器后的輸出為三態(tài)方波波形，這里的基準(zhǔn)(上、下限)電壓Ems、Emx分別為Ems＝VR＋RI／RO(E－VO)，Emx＝VR－R1／R(E－VO)式中，VO為二極管正向壓降，這樣通過R1、R和VR的改變可以得到我們所需的上、下門限電壓(Ems、Emx)，作為比較的基準(zhǔn)，以正負(fù)、零電位三種狀態(tài)表達(dá)鑒別標(biāo)志。
脈博信號(hào)的時(shí)間閥值鑒別除用與門時(shí)間寬度比較方法，還可通過時(shí)間－電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)獲得。也可將基準(zhǔn)時(shí)間寬度直接等效地轉(zhuǎn)為基準(zhǔn)電壓。以上電壓，時(shí)間的比較鑒別，還可以將十進(jìn)制模擬信息幅度電壓轉(zhuǎn)為二進(jìn)制(A／D)，而后用二進(jìn)制電路作比較，如門邏輯數(shù)字比較器″異或″，門邏輯數(shù)字比較器等，進(jìn)行更精確地比較鑒別。遲滯比較器在雙門限比較電路中，輸入稍超過基準(zhǔn)Em時(shí)，即有高位輸出；當(dāng)輸入偏移到小于Em時(shí)，即有低位輸出，這樣輸入在Em附近漂移時(shí)，比較器的輸出不斷在高、低電位來回翻轉(zhuǎn)。當(dāng)使用遲滯比較器時(shí)，微小的Uac減少，輸出Uac是無法回到低電位的。要將Uac(很大的減少)退到＜Emx時(shí)，Uac輸出才能翻轉(zhuǎn)到低電位。這么大的變化，就不是″漂移″，而是真實(shí)的波形下降。閥值管理電路1、鑒別標(biāo)志方式由雙限三態(tài)比較器輸出上限上，下限下，下限上三態(tài)方波，此便于閥值管理，故無需附加整形電路。2、越閥值報(bào)警管理(1)聲光報(bào)警當(dāng)血壓監(jiān)測值超過上限／低于下限／或超過下限時(shí)，比較電路發(fā)出鑒別標(biāo)志信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器使發(fā)光二極管閃亮和(或通過微型繼電器)觸發(fā)微型蜂音器工作。(2)數(shù)字顯示顯示器以液晶顯示器制做。RAM配有專門的地址譯碼器，為其提供地址(4)。時(shí)間信號(hào)CP經(jīng)采集器(5)與數(shù)據(jù)總線相連。CPU輸出的PS特征參數(shù)(6)按EPROM提供的分析程序(7)處理，經(jīng)雙門限比較電路(8)后，輸入越閥值管理電路(9)，然后分別送顯示器(10)與報(bào)警系統(tǒng)［11］。
實(shí)施例1、參照?qǐng)D2在普通電子表表帶［12］上固定一個(gè)PS信號(hào)采集器［13］，該采集器由四只電阻構(gòu)成的電橋及半導(dǎo)體應(yīng)變片(壓力傳感器)組成，其輸出線固定在表帶內(nèi)，接表殼里的機(jī)芯。在表殼內(nèi)除電子表機(jī)芯外，設(shè)置一只專用芯片構(gòu)成的單片機(jī)，6K字節(jié)EPROM存放應(yīng)用程序，8K字節(jié)RAM供單元和存放數(shù)據(jù)用。信號(hào)予處理電路(前置放大器)，A／D轉(zhuǎn)換器，雙門限比較電路，越閥值管理電路與驅(qū)動(dòng)器，聲光報(bào)警器等均設(shè)在表殼內(nèi)。
實(shí)施例2基本裝置同實(shí)施例1，但為分體式結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3電子表機(jī)芯［14］，驅(qū)動(dòng)器［15］、蜂鳴器［16］、發(fā)光二極管［17］、選通開關(guān)［18］與電源［19］均安裝在電子表殼［20］內(nèi)，而予處理器(1)與CPU、A／D、AB、DB、CP、RAM、EPROM等均固定在另一殼體［21］內(nèi)，兩者以導(dǎo)線相連。
權(quán)利要求1.一種血壓監(jiān)測手表，由電子表表芯與表殼組成，其特征是在表帶上設(shè)置有脈博數(shù)據(jù)采集器，同時(shí)設(shè)置有單片機(jī)CPU，采集器接前置放大器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器接CPU數(shù)據(jù)總線，電子表芯的晶體振蕩經(jīng)分頻電路接CPU，CPU輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)器接顯示器與蜂鳴器或發(fā)光二極管，表殼外的鍵盤或按鈕經(jīng)I/O接口接CPU。
2.按照權(quán)利要求1所述的血壓監(jiān)測手表，其特征是所說的脈博數(shù)據(jù)采集器為半導(dǎo)體應(yīng)變片。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的血壓監(jiān)測手表，其特征是所說的CPU及其外圍電路均設(shè)置在手表殼內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的血壓測手表，其特征是所說的 CPU及其外圍電路，一部分設(shè)置在手表殼內(nèi)，另一部分設(shè)置在另一殼體內(nèi)，兩部分以導(dǎo)線相連。
專利摘要血壓監(jiān)測手表是高血壓患者或需監(jiān)測血壓的使用者專用手表。除一般電子表的計(jì)時(shí)、報(bào)時(shí)等功能外，表帶上設(shè)有撓動(dòng)脈脈搏信號(hào)采集器，采集器與表殼內(nèi)的單片機(jī)CPU相連。脈搏信號(hào)經(jīng)前置放大，A/D轉(zhuǎn)換后，送CPU按程序處理，再經(jīng)雙門限比較與越閥值管理，在顯示屏上顯示被測人血壓值，當(dāng)其超過預(yù)定值時(shí)，將以燈光或蜂嗚器報(bào)警。本設(shè)計(jì)給電子表增加了專門功能，可隨身長期攜帶，連續(xù)自動(dòng)監(jiān)視血壓，測值準(zhǔn)確并有報(bào)警功能。
文檔編號(hào)G04B47/00GK2103827SQ9122022
公開日1992年5月6日 申請(qǐng)日期1991年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月17日
發(fā)明者鄭剛 申請(qǐng)人:鄭剛