Как работают электронные тонометры?

 

Последние достижения в области медицинских технологий проложили путь к недорогим, простым в использовании цифровым тонометрам, которые каждый может использовать в своем доме без специальных знаний или обучения.

В цифровом тонометре используются манжета для тонометра, воздушный насос с батарейным питанием и датчик давления для измерения артериального давления в артерии. Этот процесс известен как осциллометрический метод.

Методы измерения

Цифровой тонометр использует воздушный насос для надувания манжеты, окружающей плечо или запястье, с достаточным давлением для предотвращения кровотока в местной главной артерии. Затем это давление постепенно сбрасывается с помощью электромагнитного клапана с цифровым управлением до момента, когда кровь начинает течь через артерию.

Артериальное давление, измеренное датчиком давления в этой точке, определяет систолическое давление. Частота пульса также определяется в это время. Измерение, выполняемое, когда кровоток больше не ограничен, определяет диастолическое давление. Этот полный цикл измерения контролируется автоматически микроконтроллером.

Сигнал от датчика давления обрабатывается измерительным усилителем до преобразования данных аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Систолическое давление, диастолическое давление и частота пульса затем рассчитываются в цифровой области с использованием алгоритма, соответствующего типу используемого монитора и датчика. Результирующие измерения систолического, диастолического и частоты пульса отображаются на жидкокристаллическом дисплее (LCD), с меткой времени и сохраняются в энергонезависимой памяти.

Пользовательский интерфейс

Большинство электронных тонометров используют простой монохромный ЖК-дисплей со 100 или менее сегментами, который может управляться драйвером, встроенным в микроконтроллер. Подсветка может быть добавлена с помощью одного или нескольких светодиодов белого цвета.

Одна или несколько физических кнопок и / или переключателей обычно используются для включения и выключения питания и для измерения артериального давления.

Современный тонометр может использовать цветной ЖК-дисплей с сенсорным экраном для реализации расширенного пользовательского интерфейса, такого как виртуальные кнопки на экране, сенсорные меню, графика, анимация и т. д.

Звуковые уведомления в мониторах артериального давления могут подаваться простыми звуковыми сигналами, управляемыми одним или двумя выводами портов микроконтроллера, которые имеют возможность широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Более сложные голосовые объявления могут быть достигнуты путем добавления аудио-аналого-цифрового преобразователя (ЦАП) и усиленного динамика.

Связь

В последние годы сбор и обмен данными о состоянии здоровья стали тенденцией в потребительском цифровом пространстве здравоохранения, особенно среди молодых пользователей.

Тонометры имеют возможность загружать данные на компьютер или смартфон для дальнейшего анализа и отслеживания измерений с течением времени. Эта передача данных обычно осуществляется через интерфейс USB или по беспроводной связи с использованием радиосвязи Bluetooth Low-Energy (BLE).

Некоторые модели также могут использовать Wi-Fi и / или сотовую беспроводную сеть для загрузки данных в удаленную цифровую систему управления медицинской информацией, не полагаясь на компьютер или смартфон.

Управление энергопотреблением

Тонометры с установкой на плечо обычно используют четыре щелочные батареи типа AA или AAA (1,5 В), а на онометрах для запястья обычно используются две щелочные батареи типа AAA. В качестве альтернативы, может использоваться литий-ионная аккумуляторная батарея и съемное настенное зарядное устройство, аналогичное используемому для смартфонов.

Воздушный насос монитора и аналоговая схема требуют питания 5 В или 3,3 В, а цифровая схема - 3,3 В или 1,8 В, в зависимости от используемой технологии. Следовательно, типичному тонометру требуется импульсный стабилизатор для регулирования напряжения питания насоса / аналогового источника до 5 В и линейный регулятор с малым падением напряжения (LDO) для цифровых требований 3,3 В или 1,8 В.

Чтобы продлить срок службы батареи, может быть реализовано автоматическое отключение питания после определенного периода бездействия. Однако часы реального времени (RTC) должны быть всегда включены, чтобы поддерживать текущее время, пока монитор выключен.