一种血压监测装置
阅读说明：本技术 一种血压监测装置 (Blood pressure monitoring device ) 是由 陈凯斌 盛奕冰 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种血压监测装置,可以实现日常佩戴,使用者或其看护人员可以随时获取血压变化情况。其技术方案要点是：包括测量主体、佩戴机构、显示面板和气囊机构,测量主体包括壳体和设于壳体中的气泵、开关阀组件、传感器组件和控制电路模块,壳体中设有气室,其中,气泵用于向气囊机构充气；气室设置于气泵与气囊机构之间的气体通道中；开关阀组件用于控制气泵与气室之间气体通道的通断；传感器组件用于检测气室中的压力变化；控制电路模块整个装置中的气流方向及通断状态,并用于测量数据的传输和处理；佩戴机构与壳体形成可环绕手腕一周固定的环形测量结构,气囊机构设于环形测量结构与手腕处皮肤表面之间。(The invention discloses a blood pressure monitoring device which can be worn daily, and a user or a nursing person thereof can acquire the change condition of blood pressure at any time. The key points of the technical scheme are as follows: the device comprises a measuring main body, a wearing mechanism, a display panel and an air bag mechanism, wherein the measuring main body comprises a shell, and an air pump, a switch valve assembly, a sensor assembly and a control circuit module which are arranged in the shell; the air chamber is arranged in an air channel between the air pump and the air bag mechanism; the switch valve component is used for controlling the on-off of the air channel between the air pump and the air chamber; the sensor assembly is used for detecting pressure change in the air chamber; the control circuit module controls the airflow direction and the on-off state in the whole device and is used for transmitting and processing the measurement data; the wearing mechanism and the shell form an annular measuring structure which can be fixed around the wrist for one circle, and the air bag mechanism is arranged between the annular measuring structure and the skin surface of the wrist.)
技术领域
本发明涉及血压测量技术领域，具体为一种血压监测装置。
背景技术
血压是反映人体生命体征的一个重要生理参数，随着我国老龄化的发展趋势，高血压成为我国人群冠心病以及脑卒中发病甚至死亡的主要危险因素。高血压已经严重威胁到我国居民的身体健康，因此血压变化成为临床医疗以及日常健康管理的一个重要关注点。
准确、快速又便捷的测量出血压的需求越来越高，目前市面上的血压计绝大多数为袖带血压计，套设在使用者的胳臂上进行测量，或者是袖带缩小设计成腕式血压计。从胳臂上测量到手腕上，容易造成测量误差，需要一种更加精准的血压监测装置和对应的控制方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术中存在的问题，提供一种血压监测装置，可以实现日常佩戴，并随时随地、快速地检测血压值，使用者或其看护人员可以随时获取血压变化情况，技术上通过特殊的气囊结构和测量控制方式提高血压值测量的速度和精准度。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种血压监测装置，包括测量主体、佩戴机构和显示面板，还包括气囊机构，所述测量主体包括壳体和设于壳体中的气泵、开关阀组件、传感器组件和控制电路模块，所述壳体中设有气室，其中，
-气泵，与所述气囊机构通过气体通道相连通，用于向气囊机构充气；
-气室，设置于所述气泵与气囊机构之间的气体通道中，作为气体通道中气体传输的枢纽；
-开关阀组件，设置在所述气泵与气室之间的气体通道中，用于控制气泵与气室之间气体通道的通断；
-传感器组件，所述传感器组件的感应端与所述气室连通，用于检测气室中的压力变化；
-控制电路模块，分别与所述气泵、所述开关阀组件和所述传感器组件电连接，用于控制测量主体内部和气囊机构中气流方向及通断状态，并用于测量数据的传输和处理；
所述佩戴机构包括有固定带，所述固定带连接壳体，固定带与壳体形成可环绕手腕一周固定的环形测量结构，所述气囊机构设于所述环形测量结构与手腕处皮肤表面之间。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的血压监测装置具有如下有益效果：
在本发明中，气囊机构可被看做脉搏信号的感受器，通过检测气囊机构中气压的变化幅值和变化频率，便可以得知血压值和心率情况，而在与气囊机构连通的气体通道中设置气室，可使得气室的气压始终与气囊机构的气压保持一致，检测时只需检测气室中的气压变化情况即可得知血压变化情况，由于气体均匀地充满于气室中且气室内置于壳体中，所受外力因素的影响较小，气室中气体的流动性较差，使得气体在气室中可以更均匀地膨胀和收缩，减轻脉搏波信号的噪音，有利于提高检测结果的准确性。
优选的，气囊机构包括加固气囊和检测气囊，所述加固气囊设置在壳体朝向手腕的一侧，加固气囊覆盖手腕背部皮肤表面；所述检测气囊设置在固定带朝向手腕的一侧，检测气囊位于固定带上与被测部位对应的位置处，所述被测部位为手腕处的与手心同侧的皮肤表面，检测气囊覆盖所述被测部位。
气囊机构中设立加固气囊和检测气囊两个气囊相互作用，加固气囊充气膨胀能够保证用户在不同佩戴松紧度的情况下均能使测试数据保证准确性。加固气囊在测量血压的过程中起到补偿作用。
优选的，开关阀组件包括第一开关阀和第二开关阀，所述传感器组件包括第一传感器和第二传感器，所述气室包括相互分离的第一气室和第二气室；所述加固气囊、第一气室和气泵依次连通形成第一气路，所述第一开关阀设置于所述第一气路中，所述第一传感器设置于第一气室中；所述检测气囊、第二气室和气泵依次连通形成第二气路，所述第二开关阀设置于所述第二气路中，所述第二传感器设置于第二气室中。
针对加固气囊和检测气囊所示要实现的不同功能，对这两种气囊采用相对独立的气路控制和检测机构，便于对加固气囊和检测气囊分别进行精确的气压控制，加固气囊和检测气囊的气路互不影响，对两个气囊的气压变化情况进行独立检测和计算，使得检测结果更精确。
优选的，气室位于壳体贴近手腕皮肤的一面，气室由壳体向内凹陷形成并在壳体表面形成开口，气室留有用于连通所述气泵的进气孔和用于置入所述感应端的嵌入孔，所述开口设有封口板，所述封口板设有用于连接气囊机构的输气接口，气室由壳体向内凹陷形成并设于背面，有利于减少对壳体内部空间的占用，结构更加合理，输气接口也位于壳体背面，便于与气囊机构的连接。
优选的，进气孔和所述嵌入孔均设置于所述气室的底部，所述气室的底部设有第一底面和第二底面，所述第一底面和第二底面为阶梯状设置，所述进气孔和所述嵌入孔分别设置在第一底面和第二底面上，所述第一底面和所述封口板之间的距离大于所述第二底面与所述封口板之间的距离。
通过上述方案可达到如下有益效果：
1.最大距离隔开了进气孔和感应端，防止气流冲击和气流相汇产生的影响(气泵充气时，进气孔冲击气室中气体造成气压震荡，脉搏波则使气囊中气压发生变化而产生回流信号，特别是在充气过程中，充气产生气压震荡与气囊产生的回流信号二者的流动方向相对，相汇时造成较为强烈的气流波动)；
2.进气孔位于较深的气室腔中，主要是因为相同流量的气体在空间更小的流道内，流速会变快，其造成的冲击和相应的信号噪声会更大，所以与气泵相连通的进气孔位于较深的第一底面上。
优选的，还包括有定型板，所述定型板也设置在壳体贴近手腕皮肤的一面，定型板留有用于所述输气接口穿过的通孔，定型板与壳体连接部分的表面为平面，定型板两端设有相对称的弧形延伸板，所述弧形延伸板朝向手腕弯曲以贴合手腕处皮肤，两个弧形延伸板使定型板朝向手腕皮肤的一面形成凹面，所述加固气囊贴合固定于所述定型板的凹面中。
弧形延伸板形成的凹面更加贴合手腕处皮肤表面，使该血压监测装置在加固气囊是否充气的情况下都可以稳定地固定在手腕处，有效防止在手腕处发生旋转滑脱；两侧的弧形延伸板可以限制加固气囊的形变方向，使加固气囊充气时可以朝向手腕表面膨胀，避免加固气囊与手腕两侧出现空隙，加固气囊与手腕表面贴合不好的情况，从而避免固定部稳定、佩戴不舒适以及气压检测结果误差大的情况；弧形延伸板形成的凹面还有利于强化加固气囊与定型板的连接强度。
优选的，固定带采用非弹性材料或非弹性结构，固定带包括分别连接壳体左右两侧的左半带和右半带，左半带和右半带可调节连接；所述检测气囊位于左半带或右半带的内侧，检测气囊通过导气通道与所述气室连通，采用非弹性的固定带，使气囊感受到的压力信号可以无损失地传输至压力传感器中，以提高检测结果的准确性。
优选的，气囊机构采用层状结构，且每层之间留有用于气体流动的通气孔。
优选的，加固气囊和/或检测气囊由依次交叉设置的单片层和双片层构成，所述双片层包括两个子片，两个子片中部环形密封连接形成第一气腔，所述单片层与相邻的双片层的中邻近的子片在边缘处连接，形成第二气腔，相邻的第一气腔与第二气腔之间、相邻的两个第二气腔之间均通过通气孔相连通，靠近手腕皮肤一端的单片层完全密封，背向手腕皮肤一端的单片层设有充气口。
在检测血压时，由于加固气囊/检测气囊需要贴紧并挤压手腕处皮肤，气囊与皮肤的主要接触部位在一般在气囊的中部区域，在气囊充气膨胀过程中，气体会由于挤压作用向边缘处扩散，导致气体在气囊中分别不均匀(大多数气体分布在气囊四周)，继而导致气囊四周膨大而中部较薄，不仅影响佩戴效果，而且硬性压力信号受损，影响检测的精确性。
采用上述的层状结构，充气膨胀时可以将气体显示在多层的第一气腔和第二气腔中，减少气体向边缘的流动；在单片层与双片层中的子片的连接处，单片层具有一个向内的回拉作用，可以防止气囊边缘过度膨胀，交错连接的单片层与双片层之间相互牵制，进一步避免气囊在边缘处过度膨胀，提高气体在加固气囊/检测气囊中的均匀性，提升佩戴舒适度，提高检测的精确性。
优选的，气泵采用微型膜片式气泵，气泵固定于壳体底面且靠近壳体内侧壁设置，气泵的下方设有与壳体底面配合形成气流通道的流道板，所述流道板沿壳体底面延伸至开关阀组件下方，流道板设有与所述气泵连通的第一气流孔和与开关阀组件连通的第二气流孔，该方案中气泵的种类、设置位置以及流道板的位置和结构，不仅功能结构合理，保持气路通畅，还有利于节约壳体内部空间，减小测量主体的体积。
附图说明
图1为本发明血压监测装置实施例的结构示意图。
图2为本实施例的爆炸视图。
图3为本实施例中测量主体的结构示意图。
图4为本实施例中测量主体的结构示意图(背部视角)。
图5为本实施例中定型板的结构示意图。
图6为本实施例中壳体内部的零件布置图。
图7为本实施例中测量主体的爆炸视图。
图8为本实施例中流道板的结构示意图。
图9为本实施例中气室的结构示意图。
图10为本实施例中气室的平面图。
图11为本实施例中气室的截面图。
图12为本实施例中加固气囊的结构示意图。
图13为本实施例中加固气囊的前视图。
图14为本实施例中单片层的结构示意图。
图15为本实施例中双片层的结构示意图。
图16为本实施例中加固气囊的截面图。
附图标记：1、测量主体；10、壳体；11、气泵；12、开关阀组件；120、第一开关阀；121、第二开关阀；13、传感器组件；130、第一传感器；131、第二传感器；14、控制电路模块；15、流道板；150、气流通道；151、第一气流孔；152、第二气流孔；16、气室；160、第一气室；161、第二气室；162、开口；163、进气孔；164、嵌入孔；165、第一底面；166、第二底面；2、佩戴机构；20、左半带；21、右半带；3、显示面板；4、气囊机构；40、加固气囊；400、单片层；401、双片层；4010、子片；402、充气口；403、通气孔；404、第一气腔；405、第二气腔；41、检测气囊；5、封口板；50、输气接口；6、定型板；60、通孔；61、弧形延伸板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1至图4所示的血压监测装置，包括测量主体1、佩戴机构2、显示面板3和气囊机构4，测量主体1包括壳体10和设于壳体10中的气泵11、开关阀组件12、传感器组件13和控制电路模块14。
显示面板3与壳体10边缘固定连接，且显示面板3将气泵11、开关阀组件12、传感器组件13和控制电路模块14均覆盖封装在壳体10中，壳体10背面(即壳体10的与显示面板3相反的一面)设有气室16，气室16由壳体10向内凹陷形成，气室16包括相互分离的第一气室160和第二气室161，第一气室160和第二气室161均留有用于连通气泵11的进气孔163和用于安装传感器组件13的嵌入孔164，传感器组件13通过嵌入孔164检测第一气室160/第二气室161中的压力变化。
第一气室160和第二气室161共同在壳体10表面形成开口162，开口162边缘处向内凹陷形成台阶，开口162边缘还设有封口板5，封口板5嵌入开口162并卡在台阶上，封口板5同时将第一气室160和第二气室161密封，封口板5设有两个输气接口50，两个输气接口50分别对应第一气室160和第二气室161。
进气孔163和嵌入孔164均设置于第一气室160/第二气室161的底部，第一气室160/第二气室161的底部分为第一底面165和第二底面166，第一底面165和第二底面166为阶梯状设置，进气孔163和嵌入孔164分别设置在第一底面165和第二底面166上，第一底面165和封口板5之间的距离大于第二底面166与封口板5之间的距离。
传感器组件13和显示面板3均与控制电路模块14建立连接，控制电路模块14包括有微处理器，微处理器负责处理来自传感器组件13的脉搏波信号和血压值的计算，并将血压值显示在显示面板3中。
如图2和图5所示，佩戴机构2包括有固定带，固定带采用非弹性材料或非弹性结构，固定带包括分别连接壳体10左右两侧的左半带20和右半带21，左半带20和右半带21可调节连接，左半带20和右半带21连同壳体10形成可环绕手腕一周固定的环形测量结构；壳体10的背面(贴近手腕皮肤的一面)还设有定型板6，定型板6留有用于输气接口50穿过的通孔60，定型板6与壳体10连接部分的表面为平面，定型板6两端设有相对称的弧形延伸板61，所述弧形延伸板61朝向手腕弯曲以贴合手腕处皮肤，两个弧形延伸板61使定型板6朝向手腕皮肤的一面形成凹面。
如图6至图11所示，在壳体10中各部件的设置方式如下：
气泵11采用微型膜片式气泵11，气泵11固定于壳体10底面且靠近壳体10内侧壁设置，气泵11的下方设有与壳体10底面配合形成气流通道150的流道板15，流道板15沿壳体10底面延伸至开关阀组件12下方，流道板15设有与气泵11连通的第一气流孔151和与开关阀组件12连通的第二气流孔152。
开关阀组件12包括第一开关阀120和第二开关阀121，第二气流孔152的数量为两个，两个第二气流孔152分别设于第一开关阀120和第二开关阀121的下方，两个第二气流孔152分别连接第一开关阀120和第二开关阀121，第一开关阀120和第二开关阀121均通过流道板15中气流通道150连接至气泵11。
第一开关阀120通过气体通道连接至第一气室160，第二开关阀121通过气体通道连接至第二气室161。
传感器组件13包括传感器组件13包括第一传感器130和第二传感器131，第一传感器130和第二传感器131均包括传感器本体和感应端，传感器本体集成于控制电路模块14中，第一传感器130的感应端通过嵌入孔164伸入第一气室160中，用于检测第一气室160中的气压情况，第二传感器131的感应端通过嵌入孔164伸入第二气室161中，用于检测第二气室161中的气压情况。
气囊机构4包括加固气囊40和检测气囊41，加固气囊40贴合固定于定型板6的凹面中，加固气囊40与定型板6向贴合的一面设有用于连接输气接口50的充气口402，加固气囊40的充气口402通过通孔60连接输气接口50，且由于凹面的限制使得加固气囊40贴合手腕背部皮肤且不会向侧方滑动；检测气囊41设置于左半带20或右半带21内侧对应被测部位的位置处，被测部位为手腕处的与手心同侧的皮肤表面，检测气囊41背面与左半带20或右半带21的内表面连接，检测气囊41通过导气通道与所述气室16连通，检测气囊41所连接的导气通道的端部设有用于连接输气接口50的连接口，当使用者完成该血压监测装置的佩戴时，检测气囊41覆盖被测部位。
加固气囊40、第一气室160和气泵11依次连通形成的气路为第一气路；检测气囊41、第二气室161和气泵11依次连通形成的气路为第二气路，第一气路与第二气路相互独立。第一开关阀120设置在第一气路中，位于气泵11和第一气室160之间，第二开关阀121设置在第二气路中，位于气泵11和第二气室161之间。
如图12至图16所示，加固气囊40由依次交叉设置的单片层400和双片层401构成，单片层400的数量为4个，双片层401的数量为3个，单片层400和双片层401的具体设置方式如下，
由上至下依次为：单片层400→双片层401→单片层400→双片层401→单片层400→双片层401→单片层400。
双片层401包括两个子片4010，两个子片4010中部环形密封连接形成第一气腔404，某一单片层400和与该单片层400相邻的双片层401中的邻近的子片4010在边缘处连接，单片层400与相邻的双片层401中邻近的单片之间形成第二气腔405，相邻的第一气腔404与第二气腔405之间、相邻的两个第二气腔405之间均通过通气孔403相连通，靠近手腕皮肤一端的单片层400完全密封，充气口402设置在背向手腕皮肤一端的单片层400上。
本发明血压监测装置的具体使用方式如下：
本实施例的正确佩戴方式为：使加固气囊40处于腕部与手背同一面的手腕背部，检测气囊41处于腕部与手心同一面的手腕前部。经测试可得，在用户手腕周长在120毫米到220毫米的前提条件上，加固气囊40的设置能够保证血压测量装置在不同佩戴松紧度的情况下均能使测试数据保证准确性。
在佩戴该血压监测装置前和佩戴过程中，加固气囊40和检测气囊41均处于未被触发的初始状态(即未充气)，所述的初始状态为：气泵11、第一传感器130和第二传感器131均处于停止运行状态，第一开关阀120和第二开关阀121均处于常开状态。
佩戴完成后，用户通过按钮、感应或者触控等方式触发测量血压机制，点击开始充气/检测血压。
此时，壳体10内部的开关阀组件12和传感器组件13均处于工作状态，气泵11开始工作，第一开关阀120被设置为开启状态，第二开关阀121被设置为关闭状态，气泵11通过处于开启状态的第一开关阀120向第一气室160充气，继而向加固气囊40充气。
在加固气囊40充气膨胀的过程中，加固气囊40开始感受到脉搏波信号，同时将脉搏波信号传递至第一气室160，第一传感器130检测到第一气室160中的脉搏波信号并将该脉搏波信号传输至微处理器，微处理器计算脉搏波信号强度和频率，当第一传感器130检测到的加固气囊40中的脉搏波信号达到预设的幅值时，第一开关阀120被设定为关闭状态，第二开关阀121被设定为开启状态；同时保留加固气囊40中的气体，并且气泵11继续工作，通过开启的第二开关阀121向第二气室161充气加压。
在检测气囊41充气膨胀的过程中，第二传感器131对检测气囊41所接收到的脉搏波信号进行测量，并将该脉搏波信号传输至微处理器，当第二传感器131检测到的检测气囊41中的脉搏波信号达到正常的脉搏波时，第二开关阀121被设置为关闭状态。此时第一开关阀120和第二开关阀121均处于关闭状态，气泵11停止工作，第二传感器131对检测气囊41传递至第二气室161中的脉搏波信号进行采集，并传输给壳体10内部的微处理器，微处理器根据第二传感器131接受到的脉搏波信号确定最终的测量血压值。
测量后得到的测量血压值显示在壳体10外侧的显示面板3中，至此，血压测量结束，血压监测装置复位到初始状态。
以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
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