大牛漫談:腹腔壓力動態測量儀的原理解析
發布時間:2015-01-08 責任編輯:echolady
【導讀】醫yi學xue上shang通tong常chang采cai用yong測ce量liang膀pang胱guang壓ya力li的de方fang法fa來lai測ce量liang腹fu腔qiang壓ya力li,簡jian單dan來lai說shuo就jiu是shi向xiang膀pang胱guang裏li注zhu射she生sheng理li鹽yan水shui,然ran後hou測ce量liang液ye體ti從cong膀pang胱guang流liu出chu的de壓ya力li,方fang法fa簡jian單dan且qie使shi用yong,但dan是shi卻que有you一yi個ge致zhi命ming的de缺que點dian。本ben文wen從cong這zhe一yi角jiao度du出chu發fa,設she計ji出chu一yi款kuan經jing濟ji適shi用yong,能neng夠gou充chong分fen實shi現xian腹fu腔qiang壓ya力li數shu據ju的de采cai集ji,方fang便bian了le醫yi者zhe掌zhang握wo患huan者zhe病bing情qing。
測量原理
係統原理框圖如圖1,注zhu水shui泵beng通tong過guo導dao尿niao管guan往wang被bei測ce量liang人ren的de膀pang胱guang注zhu入ru生sheng理li鹽yan水shui,這zhe裏li使shi用yong的de導dao尿niao管guan采cai用yong雙shuang通tong道dao導dao尿niao管guan,注zhu水shui泵beng從cong一yi個ge通tong道dao往wang膀pang胱guang中zhong灌guan水shui,注zhu水shui速su度du保bao持chi在zai4ml/h,壓力傳感器從另一個通道測量流出的水的壓力變化情況。
傳感器將壓力變化情況轉換成微弱的電壓幅度變化(0~75mv),經過模擬放大器放大後得到變化範圍在0~4.5v左右的電壓變化值,再使用單片機控製a/dzhuanhuanqiduizhegemonidianyajinxingcaiyang,jingguodanpianjijinxingshujuchulihousongxianshiqixianshi。zhegeguochengshiyongzhushuibengbutingdezhurushengliyanshui,chuanganqiyebujianduandeduiyalizhijinxingceliang,xianshiqidongtaishuaxinceliangjieguo,zheyangjiukeyishixianchangqidongtaijiance。

圖1 腹腔壓力動態測量係統框圖
從測量原理來講,與傳統的測量方法相比有兩個方麵的改進。一(yi)方(fang)麵(mian),這(zhe)裏(li)采(cai)用(yong)雙(shuang)通(tong)道(dao)導(dao)尿(niao)管(guan)代(dai)替(ti)了(le)傳(chuan)統(tong)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)中(zhong)的(de)普(pu)通(tong)導(dao)尿(niao)管(guan)。使(shi)用(yong)雙(shuang)通(tong)道(dao)導(dao)尿(niao)管(guan)可(ke)以(yi)用(yong)一(yi)個(ge)通(tong)道(dao)來(lai)進(jin)行(xing)液(ye)體(ti)連(lian)續(xu)灌(guan)注(zhu),同(tong)時(shi)使(shi)用(yong)另(ling)一(yi)個(ge)通(tong)道(dao)來(lai)測(ce)量(liang)液(ye)體(ti)經(jing)過(guo)膀(pang)胱(guang)後(hou)流(liu)出(chu)時(shi)的(de)壓(ya)力(li)。在(zai)傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)導(dao)尿(niao)管(guan)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)通(tong)道(dao),所(suo)以(yi)灌(guan)注(zhu)的(de)時(shi)候(hou)不(bu)能(neng)測(ce)量(liang),隻(zhi)有(you)灌(guan)注(zhu)了(le)一(yi)定(ding)的(de)量(liang)之(zhi)後(hou)(一般灌注50ml),撤掉灌注設備,然後接上測量設備開始測量液體從膀胱流出時的壓力。
另一方麵,為了實現動態測量,我們采用了單片機(at89s52)來控製整個係統的動態工作。at89s52在係統中主要用來控製a/dzhuanhuanqijinxingshujudongtaicaiji,bacaijidaodeyalishujujinxingshishichuli,kongzhixianshiqidongtaishuaxinxianshijieguo。zaichuantongfangfazhong,youyuzhiceliangyiciyalishuzhi,suoyiyibanbucaiyongweichuliqijinxingdongtaiguanli,celiangshebeiruanyingjiandougengjiandan。
係統硬件設計
係統采用at89s52作為主控製器,控製數據采集、運算和顯示。壓力傳感器采用npc1210高精度壓力傳感器,壓力傳感器輸出的是0~75mv微弱電壓信號。傳感器的輸出信號經雙絞屏蔽線傳出,送入放大器進行放大。放大器選用icl7650這種高精度運算放大器,它具有輸入偏置電流小、失調小、增益高、共模抑製能力強、且價格低廉等優點,放大器電路如圖2所示。

圖2 放大電路
對傳感器輸出的微弱電壓信號放大60倍左右輸出送a/d轉換器。選用8位a/d轉換器ad0809實現模擬信號到數字信號的轉換,用at89s52控製a/d轉換器采集放大器輸出的範圍在0~4.5v的模擬電壓信號。at89s52與ad0809的接口電路如圖3,得到的數字信號送at89s52進行處理。後端采用3位共陽極數碼管顯示結果,由單片機p2口輸出段碼,p1口輸出位碼。
圖3 at89s52與ad0809的接口電路
係統軟件設計
主要子程序模塊包括:係統初始化、a/d轉換程序、平均濾波子程序、標度變換子程序、二進製轉bcd碼子程序。主程序流程圖如圖4所示。為了防止病人由於咳嗽等偶然原因造成的腹腔壓力陡變影響,在數據處理方麵,采用了平均濾波方法以減小偶然誤差。圖5為平均濾波子程序流程圖。該子程序采用平均濾波的方法進行數據處理,即將連續采樣10次的數據去掉最大值和最小值之後進行累加求和,按8次采樣值取平均數,即得有效采樣值,存入發送緩衝區。

圖4 主程序流程圖


圖5 平均濾波子程序流程圖
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