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,zhushuibengtongguodaoniaoguanwangbeiceliangrendepangguangzhurushengliyanshui,zhelishiyongdedaoniaoguancaiyongshuangtongdaodaoniaoguan,zhushuibengcongyigetongdaowangpangguangzhongguanshui,zhushuisudubaochizai4ml/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/d轉zhuan換huan器qi對dui這zhe個ge模mo擬ni電dian壓ya進jin行xing采cai樣yang,經jing過guo單dan片pian機ji進jin行xing數shu據ju處chu理li後hou送song顯xian示shi器qi顯xian示shi。這zhe個ge過guo程cheng使shi用yong注zhu水shui泵beng不bu停ting的de注zhu入ru生sheng理li鹽yan水shui,傳chuan感gan器qi也ye不bu間jian斷duan的de對dui壓ya力li值zhi進jin行xing測ce量liang,顯xian示shi器qi動dong態tai刷shua新xin測ce量liang結jie果guo,這zhe樣yang就jiu可ke以yi實shi現xian長chang期qi動dong態tai監jian測ce。

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/d轉zhuan換huan器qi進jin行xing數shu據ju動dong態tai采cai集ji,把ba采cai集ji到dao的de壓ya力li數shu據ju進jin行xing實shi時shi處chu理li,控kong製zhi顯xian示shi器qi動dong態tai刷shua新xin顯xian示shi結jie果guo。在zai傳chuan統tong方fang法fa中zhong,由you於yu隻zhi測ce量liang一yi次ci壓ya力li數shu值zhi,所suo以yi一yi般ban不bu采cai用yong微wei處chu理li器qi進jin行xing動dong態tai管guan理li,測ce量liang設she備bei軟ruan硬ying件jian都dou更geng簡jian單dan。
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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