基于光电检测脉搏波的多功能电子血压计

同的Q参数和频率变换比例的二阶SCF和一个运放。通过选择适当的反馈电阻和Q参数，能够组成不同波纹率的Butterworth或Chebyshev滤波器。这样就大大减少了外围电路，且使用灵活，性能远远优于采用集成运放组成的滤波电路，非常适合于本设计。

软件设计

程序流程

软件部分程序流程如图3所示。系统启动后，由U-boot引导启动嵌入式Linux，初始化相关硬件和程序并进入主菜单：（1）个人信息，可输入自己的年龄、身高、体重、性别等信息，方便系统对每个人的测量数据分别进行管理和针对性的进行健康情况分析；（2）血压检测，血压计进入检测页面并开始检测过程；（3）数据查询，可在 LCD上查看以往测量结果，包括高压、低压、平均，并由机器进行简单的健康情况分析；（4）系统设置，可对系统时间、网络参数等进行设置，并可对系统固件进行升级；

图3 程序流程图

电子血压计检测模式流程

测量人体血压的过程分为血压校准和血压实际测量两个阶段。血压校准阶段的主要任务是提取光电容积脉搏波的四个血压特征参量(td心动周期、 Vd容积脉搏波信号的最低幅度值、 Vs容积脉搏波信号的最高幅度值和K脉搏波波形特征量)，完成校准参数M2动脉常数和V0人体在零血压值状态下所对应的容积脉搏波信号幅度值的计算，为血压实际测量阶段奠定基础；在血压实际测量阶段，基于血压校准阶段中的校准参数（即M2和V0）完成人体动脉血压的计算。

数据库系统的设计

本设计的数据管理采用SQLite嵌入式数据库，它是一种中小型嵌入式数据库。虽然体积大小只有几千字节，但仍然实现了一个完全适应严峻环境的数据库，可以较为方便地运用于嵌入式系统中，具有数据库处理事务的原子性、一致性、隔离性及持久性这4个基本特征，提供了对 SQL92 的大多数支持，包括索引、事务、视图、多表、触发和一系列的用户接口及驱动。经过对需求的分析和优化，可设计出数据库系统的E-R图如图5所示，全面准确的反应了用户的功能需求，实体类型的个数和所含属性个数少，实体类型间无冗余。

图4 血压计算流程图

图5 数据库系统的E-R图

系统的界面设计

本设计的应用程序窗口界面采用QT编写实现，它是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序框架，被广泛地应用于各种嵌入式产品中。如图6所示为采用轻量级跨平台集成开发环境Qt Creator所设计的界面，轻按触摸屏发出各项命令，再通过和数据库的连接由图形界面显示结果。开机启动后首先进入如图6左图所示的

主菜单，轻触左上方“血压检测”，系统进入如右图所示的检测菜单，上半部分为个人信息，下半部分为检测结果。

结语

电子血压计是利用血压间接测量原理与现代电子技术进行血压测量的医疗设备，已经成为家庭自测血压的主要工具。本文从血压的检测方法着手，区别于基于人工柯氏音法的水银血压计，给出了完整的基于光电容积脉搏波原理的多功能电子血压计设计方案，具有三大创新点：1、采用基于光电容积脉搏波的无创连续血压测量方法，检测速度快、检测精度高；2、智能化大屏幕显示和触摸屏控制，简单易用，特别方便老年患者使用；3、采用嵌入式数据库SQLite进行数据管理，方便数据整理和分析。

图6 系统菜单界面