生物医学信号分析课程设计之血压.docx

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生物医学信号分析课程设计之血压

一．实验目的

掌握用柯式音的原理来测量人体血压。

利用LabView工具，实现电子血压计功能。

二．实验原理

如图所示，由IC2与其外接电阻电路构成一恒流源电路，其6端输出一恒定的电流，提供给压力传感器SE1的2端；IC4构成温度补偿电路，其输出端6端接至IC5的5端。

当血压信号通过SE1压力传感器接收并转换成电压信号传至IC5的2、3脚，调节RP1电位器大小来改变的放大倍数（顺时针信号放大），经过差动放大后输至IC3实现驱动输出。

三．实验步骤

接线：

将AI2和GND与USB6008的AI2和GND端（模拟地）连接起来；IO0和GND1与USB6008的P0.0和GND端（数字地）连接起来；打开MAX，进入TestPanels窗口,点击DigitalI/O选项卡。

如图SelectPort中选择Port0;SelectDirection中将P0.0选为Output;点击Start按钮，当SelectState中P0.0设为High

（1）时，实验板上红灯亮，为Low（0）时实验板上红灯灭。

先将P0.0置为Low（0）。

袖套通过三通阀与压力表、充气囊、放气阀及电充气泵连接起来，把一个出气口接入压力传感器（SE1）的上端，电充气泵的红线（或蓝色）接入J71的“5V”，黑线（或白线）接入J71的“IO0”，这样气泵受IO0控制，IO0为“1”时打气，“0”时停止。

调试与结果：

1）标定：

将袖套缠绕在白色塑料管上（注意：

对袖套进行充气时，必须绑在白色塑料管或手臂上，否则会破损），用气囊冲气至某一满量程值，压住放气阀，RP1可调节量程，使AI2端输出信号显示为某一压力值，比如120毫米汞柱电压为2V。

然后徐徐放气至完毕，气压为零时的电压，标定为0毫米汞柱，基本得到电平与气压成正比的线形曲线。

2）测人体血压：

将袖套缠绕在人体上手臂上，通过气囊或气泵充气至大于收缩压时停止充气（大概140--180毫米汞柱），通过可调节的放气阀徐徐放气（可调节放气的速度），观察屏幕血压信号波形，当血压信号下降过程中出现第一次波动时，即为收缩压值；当继续放气时可看到电平波动由小到大再变小，直到电平没有波动即为舒张压值。

4．注意：

在测量血压信号时，选择Auto-scalechart，对波动信号的观察将更加清楚。

四．实验内容

利用LABVIEW软件实现电子血压计的功能，可显示压力变化过程，同时得到收缩压、舒张压及心率。

五实验结果

图a数值标定（140mm汞柱）

图b数值下限标定（20mm汞柱）

男同学XX的血压信号波形：

图1收缩压采样信号波形

图2舒张压采样信号波形

图3标准血压采样信号波形

女同学XX的血压信号波形：

图4a收缩压采样信号波形

图4b收缩压采样信号波形

图5舒张压采样信号波形

图6标准血压采样信号波形

六、结果分析和小结

（1）结果分析

1）标定：

如图a，图b，通过RP1调节量程，使AI2端输出信号显示为某一压力值，此实验中以140毫米汞柱电压为4V。

然后徐徐放气，当气压为20毫米汞柱时的电压为1V，基本得到电平与气压成正比的线形曲线。

并采用两点式法求得一次线性方程:

y=40x-20（x为电压值，y为毫米汞柱）

2）本实验分别对本组男女同学的血压进行了测定，检测窗基本参数设置：

ChannelName为Dev1/ai2、MAX/MINInputLimit分别为+10V、0V、Mode为ondenand、InputConfiguration为RSE、选择Auto-scalechart，并且通过气囊或气泵充气至大于收缩压时停止充气（大概140--180毫米汞柱），通过可调节的放气阀徐徐放气，观察屏幕血压信号波形。

实验中得到了两组数据，分别为男、女同学的血压信号波形，以下将对两组实验结果进行具体分析。

男同学的血压信号图分析：

观察屏幕血压信号波形图1，图中大致出现了血压信号下降过程中出现的第一次波动，该波动值（收缩压值）约为3.7V，带入线性方程y=40x-20，得到y=128mmHg

图2中可观察到，电平波动由小到大再变小，直到电平没有波动，该波动值（舒张压值）约为1.75V，带入线性方程y=40x-20，得到y=50mmHg

因此该男同学的舒张压与收缩压大约为50~128mmHg

图3中显示了规律的、稳定的血压信号，且图中共输出7个波形，由此可估计此男同学的心率约为70/min。

女同学的血压信号图分析：

同样观察屏幕血压信号波形图4a、图4b，比较两图大致出现血压信号下降过程中第一次波动时的波动值（收缩压值）约为4.05V，带入线性方程y=40x-20，得到y=142mmHg

由图5可观察到，电平波动由小到大再变小，直到电平没有波动，该波动值（舒张压值）约为2.35V，带入线性方程y=40x-20，得到y=74mmHg

因此女同学的舒张压与收缩压大约为74~142mmHg

图6中显示了规律的、稳定的血压信号，图中共输出6.5个波形，由此可估计此女同学的心率约为65/min。

由两组图可以看出，得到一对准确的收缩压与舒张压难度很大：

一、由于外界干扰信号，仪器内部干扰信号，仪器精度的局限性以及人体自身非血压干扰信号等因素的存在，种种干扰信号的影响致使本来信号就比较微弱的收缩压信号与舒张压信号更加难以观察；二、又由于为了得到准确的收缩压，重复测量，需不断地给同学手臂加压，这对同学身体会造成不可避免的损伤，为减少这种损伤，减少测量次数，因此测量的实验数据有限，造成较大的随机误差。

所以也就不能单纯地凭借此结果来判断两同学的血压是偏高或是偏低。

（2）实践心得

我想此实验最重点的就是要确定收缩压与舒张压并分析实验结果。

虽然本实验的实验原理与测试步骤都很简单，然而此实验有一困难点就是标记收缩压与舒张压的电压值。

由于外界与内部环境干扰信号太多，收缩压与舒张压信号又较为微弱，造成信号难以识别；以及测试同学需要认识收缩压与舒张压信号的学习过程，被测同学则在实验中要较长时间忍受较大压强的折磨，为减少对被测同学的损伤，实验测试过程中得到的真正有效的实验数据有限，且准确度不高，误差太大。