Структурная схема устройства приведена на рис.3.1.1.
Основой устройства является микроконтроллер. Основная функция микроконтроллера, это прием данных от датчика и активного фильтра(АФ), обработка этих данных, т.е. вычисление систолического, диастолического давления и усреднённой частоты пульса. После того, как все измерения будут произведены, микроконтроллер выводит информацию на индикатор.
Датчик предназначен для перевода давления в манжете, в электрический сигнал, т.е. напряжение.
АФ высокой частоты предназначен для выделения и усиления сигнала, пульсирующего с частотой 1Гц, наложенного на медленно изменяющийся сигнал 0.04Гц. Выделение сигнала необходимо, потому что давление распознаётся по производной сигнала, пульсирующего с частотой 1Гц, а значение давления смотрится по медленно изменяющемуся сигналу (0,04Гц). Поэтому у микроконтроллера задействованы 2-а входа АЦП.
При разработке данного устройства существовала сложность в том, что датчик при неинвазивных применениях(без проникновения во внутренние полости организма) не может быть расположен непосредственно внутри системы, в которой измеряется давление. Поэтому пришлось разработать нестандартную систему измерений, в которой датчик помещается внутри манжеты, на которое наложены небольшие по амплитуде и более быстрые пульсации, соответствующее изменению давления в кровеносной системе.
С внешней стороной этого метода измерения давления крови, называемого осциллометрическим, знакомы практически все. При этом рука сжимается кольцевой надувной манжетой, накачиваемой вручную. Затем вентиль манжеты слегка приоткрывается, и давление в манжете постепенно падает, и, когда оно становится близким к артериальному давлению, амплитуда пульсации давления возрастает. Пульсации давления определяются работой сердца.
Когда давление в манжете изменяется от систолического до диастолического, пульсации давления достаточно велики, за границей этого диапазона они резко снижаются. Определить этот диапазон можно, прослушивая манжету с помощью стетоскопа, но, имея датчик давления, лучше превратить пульсации давления в электрический сигнал и далее анализировать его с помощью микропроцессорного устройства.
Такой электрический сигнал на протяжении всего времени измерения представлен на рис.3.1.2.а. Сначала идёт этап ручной подкачки манжеты(на рис.3.1.2.а. видны повышения давления при каждом нажатии груши), затем в момент t1 прекращается подкачка и открывается вентиль. Давление, которое в момент t1 превышает систолическое, постепенно понижается.
В то же время, как это видно из рис.3.1.2.а. на определённом участке пульсации давления растут, но относительная величина этих пульсаций очень невелика по сравнению с усреднённой величиной давления. Чтобы было удобно работать с сигналом пульсаций, необходимо отфильтровать низкочастотную усреднённую составляющую и усилить сигнал пульсаций. Это можно сделать с помощью активного фильтра на базе операционного усилителя (на структурной схеме АФ). Такой отфильтрованный и усиленный сигнал представлен на рис.3.1.2.б в диапазоне выделенном на рис.3.1.2.а прямоугольником.
Диаграммы рис.3.1.2. хорошо иллюстрируют основную идею измерения давления крови, которая сводится в получении и анализе данных, приходящих с датчика и активного фильтра.
Структурная схема устройства.
| |||||||
| |||||||
| |||||||
 | |||||||
11
 | |||
 | |||
Рис.3.1.1. Перейти на страницу: 1 2
Советуем почитать:
Проектирование устройства преобразования и воспроизведения музыкальных звуков Для определения необходимой архитектуры разрабатываемого программно-аппаратного средства, необходимо проанализировать цель и особенности его применения. Основной целью применения разраба ...
Система дублирования видеопотока в компьютерном классе Разработка дипломного проекта является завершающим этапом обучения в техникуме, который показывает, какого уровня специалист подготовлен в результате обучения. Это сложная многогранная р ...
Проектирование РПУ мобильного терминала системы цифровой сотовой связи стандарта GSM-1800 Структура стандарта Стандарты в области связи необходимы для обеспечения совместимости технических решений, предлагаемых различными компаниями - производителями аппаратуры, то есть ...