脉搏监测系统

姓名:

学院: 机电工程学院班级: 10机工A1 学号:

指导老师:

实训时间: 2013.6

实训地点: 14号楼411

脉搏监测系统

（一）内容

基于单片机或PC机，设计一套测试系统，用于将外周血管搏动（即脉搏跳动）信号进行采集分析。

集体要求：

1.测量脉搏显示波形图

2.计算脉搏测量的结果，并进行报警判断，控制报警灯显示

3.保存测量数据

4.数据回放

（二）要求

1.提出设计方案（提出测量原理，选择传感器，构建测试系统）

2.设计测量电路

3.测试软件设计

利用汇编语言、Labview或其他的开发程序（VB、VC等），设计测试软件进行数据是采集和分析。

4.调试

5.撰写报告

（三）报告要求

1.综合实践的内容

2.撰写总体的设计方案，并画出测试系统框图

3.硬件选用（包括传感器、采集卡的选用和安装等）

4.电路设计（包括测量电路的设计等电路，系统总电路）

5.测量软件的设计

利用Labview或其他的开发程序（VB、VC等），设计测试软件进行数据是采集和分析。包括软件设计流程图，各功能实现的方法和代码（包括各主程序，子程序的描述以及相应的重要参数设置等描述）

6.小结和体会（可以包含调试中遇到的问题）。

目录

一、实训目的

二、总体方案设计

三、系统硬件元器件选用

四、电路总体设计

五、测试软件设置

六、课程设计小结

七、参考文献

脉搏监测系统传感器设计

一、实训目的

本次传感器应用实训的目的是巩固《传感器与检测技术》所学的各种传感器的原理及应用，同时综合《电子技术》《可编程控制技术》等课程所学的专业知识，制作并调试一个典型传感器作品，熟悉传感器及其处理电路的设计、制作、与调试方法，熟练掌握各种常用测量仪表的使用。

二、总体方案设计

1.测试原理

累积数千年来丰富临床经验的脉诊，是中国医学独特的诊病方法，在诊“望、闻、问、切”中占有重要的位置。由脉诊所得的脉象反映人体各和病理

状况，反映了五脏六腑气血盛衰观察体内功能变化的一个重要根据脉象的变化，可探测人体脏腑的气血、阴阳、生理与病理的状况。我国中医学家千年

的实践总结而成的脉学理论在中医辨证论治中起着重要的作用，也是人类的

重大贡献。目前，通过脉搏波的分析已经可以方便的估算出被测者的心血管

血流动力学的各项参数，如心输出量、外周阻力、血管顺应性等。然而要想

准确的判断患者的心血管等方面的情况和预测心血管疾病发生的可能性, 以

便及时采取措施有效地减少危险因素，首要的条件是要能准确清晰的获取患

者的脉搏信号。随着电子计算机技术和测量技术的迅速发展，脉搏测量、记

录和分析也有了很大的改善和进步。

脉搏的测量有很多方法，本系统主要是利用压力式传感器来获取脉搏信号。由压力式传感器采集脉搏信号，经过前置放大电路、滤波电路、积分和

比较电路后得到与脉搏相关的脉冲信号。人体的脉搏波可用特制的脉搏描记

器记录下来。从可见每个脉搏波描记曲线都由升支A和降支K构成。随后心

室舒张，心室内压低于主动脉血压，于是动脉血倒流，导致主动脉瓣关闭，

在曲线上形成降支切迹N，也叫降中峡或重波谷降支的形状与外周阻力的大

小有关；如阻力大则降支坡度较缓，其切迹的位置较高；反之，切迹的位置

较低。脉搏波的形状，因循环系统的情况改变而不同。

该系统的最大特点是用LabVIEW虚拟仪器的操作面板及相应的程序, 显

示出脉搏的波形。虚拟仪器系统一般是由计算机、应用软件、数据采集卡和

与之配套的驱动程序构成的。借助于计算机和应用软件的强大处理、显示、存储功能，相比于传统仪器，虚拟仪器并不依赖于硬件，其性能很大程度上由应用软件决定。本研究正是利用虚拟仪器技术，构建一套脉搏波检测处理系统。

2.设计系统框图

人体脉搏波检测系统的整体结构如图1 所示，它主要由硬件结构和软件结构组成。硬件结构包括压力式传感器、信号放大电路、滤波电路（低通与高通电路）、USB-4704采集卡；软件结构包括PC和LabVIEW可视化图形编程软件组成。本系统由压力式传感器采集脉搏信号，经过前置放大电路、滤波电路、积分和比较电路后得到与脉搏相关的脉冲信号，再通过利用USB-4704采集卡采集滤波和放大后的脉搏信息进行A/D转换并通过LabVIEW的可视化图形编程软件来实现波形的显示、存储和回放、报警等功能。本系统操作简便、性能稳定利于医护人员的观察和研究，下面我们将详细介绍一下系统的硬件和软件设计。

图1 脉搏测试仪系统框图

三、系统硬件元器件选用

1.传感器

选用HK-2000B集成化脉搏传感器。

HK-2000 系列集成化脉搏传感器采用高度集成化工艺，将力敏元件（PVDF 压电膜）、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内部。具有灵敏度高、抗干扰性能强、过载能力大、一致性好、性能稳定可靠、使用寿命长等特点。访系列脉搏传感器具有完善的信号调理功能，用户在使用时后级不需要再加滤波等电路。

HK-2000型脉搏传感器运用得最多的是HK-2000A 型脉搏传感器和HK-2000B 型脉搏传感器。它们的主要区别在于HK-2000A 型脉搏传感器输出同步于心脏搏动的脉冲信号，可以用于脉率数据的实时采集。而HK-2000B 型脉搏传感器输出完整的脉搏波电压信号，用于脉搏波分析系统，如中医脉象、心血管功能检测、妊高征检测等系统。根据需要，本次设计所使用的传感器为HK-2000B。HK-2000A和HK-2000B的主要性能特点和主要参数如下：性能特点：1、灵敏度高。2、抗干扰性能强。3、过载能力大。4、一致性好，性能稳定可靠，使用寿命长

技术指标：HK-2000A

电源电压：5-12VDC

压力量程：-50～+300mmHg

过载：100 倍

输出高电平：大于 VCC-1.5V

输出低电平：小于0.2V

HK-2000B：电源电压：5～6VDC

压力量程：-50～+300mmHg

灵敏度：2000uV/mmHg

灵敏度温度系数：1×10-4/℃

精度：0.5%