一种新型的基于LabView设计的脉压模拟器

2009-11-30 18:02:38来源: 电子技术应用

      摘   要: 提出了一种新型的基于LabView设计的脉压模拟器,介绍了其设计思想、系统的软硬件构成及应用。

      高血压是世界上最常见的心血管疾病,也是最大的流行病之一。此病常引起心、脑、肾等脏器的并发症,严重危害着人类的健康。因此经常测量血压,对早期预防和及时治疗具有极其重要的意义。由于电子血压计具有无创伤检测、携带方便、数字化、快速测量和准确性等优点,现已进入千家万户。血压计在投入使用之前的标定工作十分重要。本文提出了一种新型的脉压模拟器,由软件产生脉压波形(称为动压),通过硬件与标准的人体舒张压、收缩压(这两者称为静压)进行叠加,输出正常人体血压波形,从而达到标定血压计的目的。

  脉压模拟器是一个仿真系统,同时也是一个闭环控制系统,涉及到A/D数据采集、波形的实时显示和处理以及D/A模拟输出等技术。美国NI公司的LabView虚拟仪器技术正好符合了本系统的所有要求。LabView语言是一种非常优秀的图形化编程语言,它不但能够完成一般的数学运算、逻辑运算和输入输出功能,而且还带有专门用于数据采集和仪器控制的库函数和开发工具,特别是其专业的数学分析程序包,可以满足复杂的工程计算和分析要求。

  采用虚拟仪器技术来设计测试仪器,开发效率高,可维护性强,测试精度、稳定性和可靠性能够得到充分保证,具有很高的性价比,节省投资,便于设备更新、功能转换与扩充。

1  系统设计思想

  本系统的目的在于模拟一个真正的血压波形。所谓血压是指血液在血管内流动,对血管壁产生的侧压力。血压包含收缩压和舒张压。收缩压是指心脏在收缩时,血液对血管壁的侧压力;舒张压是指心脏在舒张时,血管壁上的侧压力。而收缩压和舒张压的差值一般称为脉压,只有心脏松弛时才出现脉压,且其频率与心率相同。血压波形可人为分解为静压波形和动形波形。心脏收缩期和舒张期的压力波形基本上为一条线性折线,即静压波形;每次心跳产生一个脉压波形,即动压波形。图1为压力波形图。

  基于心脏压力波形的特点,可以通过叠加实现血压波形的模拟。用一个气室充气模拟心脏收缩过程的压力曲线图,而用均匀放气的曲线模拟心脏松弛时的压力曲线图。充气放气过程匀速进行,正好符合心脏收缩舒张频率稳定的特点。这样就实现了心脏的静压波形,这也是血压计测量的基本原理。均匀放气过程中,在每次心跳到来之时,用LabView软件产生一个脉压波形,通过D/A输出给一直进行放气和充气的气室;软件产生时其频率与心率相同,正好叠加在静压波形上,成为完整血压波形,从而实现了二种波形的硬件叠加。图2和图3相叠加,就成为图1的心脏压力波形。

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关键字:脉压模拟  LabView  血压计  标定

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2009/1130/article_876.html
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