电子血压计市场是目前是一个典型的 China 特色市场,只能说中华民族太强大,因为中华民族,现今世界的人民才能用非常便宜的价格买到电子血压计,从这方面来看,我们贡献是很大的。 最早出来的第一代电子血压计,一般先快速加压到一定压力,大概在220mmHg左右,然后开始慢速放气,在慢速放气的过程中测量血压。第二代电子血压计在第一代的基础上有了智能加压,即电子血压计在加压过程中,会对测量者的收缩压进行一次粗略的判断,从而决定最终需要加至的压力值,从而不用每个人都加压到 220mmHg,患者在实际使用的过程中会比第一代舒服很多。 第二代测量解决方案在国内有很多种名称,如智慧加压、智能加压等,其实大同小异,原理都是一样的。目前国内大多数厂家都是第二代(本文写于2019年,作者注)。 第三代电子血压计使用的技术叫加压测量,也即在加压的时候同测量血压,行业内也叫升压式测量。目前欧姆龙、松下开始较大量的采用。加压式测量特点为匀速加压,并在加压的过程中进行血压测量,只需要加压到患者高压高30mmHg 左右即可测量出血压 ,袖带立即泄气,从而使整患者感觉很舒服。 第三代技术难度较高,不仅仅要克服气泵本身的电磁干扰、气浪干扰,还要考虑臂带及整个气路对压力传感器的干扰,在加压过程中考虑患者对袖带内压力上升带来的紧张导致信号波形变异问题等,所以目前国内做升压式测量做得准的,没有几家。 第一节 本文先针对目前流程的智慧加压方案及其芯片做介绍。 现在方案公司大都采用专用的Soc 芯片,每个解决方案用到的集成芯片资源都差不多,都有实现真正意义的单芯片解决方案。集成ADC、OP、PGA、EEPROM,宽电压设计。适应锂电等,无需DC-DC或LDO。以 WHD8260 这颗IC 为例,外围只需要 19个阻容就可构成血压计 电路,成本做到极致。下面介绍一下WHD8260大概技术特点。 一、 采用大AD(12bit)数字滤波技术 电路采用双路信号处理,动静压硬件分离,使信号更干净,方便数据采集及处理。 技术变化按时间可分为三个阶段。 压力信号从电阻式传感器出来后,双路模拟信号经带通滤波,OP放大后到AD,内部再进行数字滤波,从而得到压力数据。 二、 采用驱动集成IC 目前大部分厂家都采用集成气泵驱动IC,减少4个三级管、二个二极管及若干电阻的使用,生产简单,成本低,质量稳定可靠。 三、 采用电阻传感器 目前大部分厂家都采用电阻式压力传感器,与电容传感器相比,它们的优缺点如下: 1、成本方面: 电容传感器的材料直接成本低。由于属于机械制造,一致性不好控制,工艺有难度。标准传感器一直不过关,外协也不可能达到要求,因此采用电容传感器的厂商一般要有自己的配套车间。在有一定量的前提下,电容成本是优于电阻的。 但电容传感器的成本已经降到极限,目前随着材料和人员的成本而增加。电阻传感器成本一直在降低,尤其国产化,成本已经接近或优于电容传感器。 2、性能方面: 都能满足血压计测量。电容传感器是机械原理,寿命是个缺点,测量次数不好保证。机械也受温度影响,较冷地区容易出现问题。因此早年尽管电阻很贵,一些医用和高端产品也不得不选用电阻传感器。随着电阻式传感器的成熟,现在已经全面采用电阻传感器了,如GMPB01 ,笔者在0度环境下测试都在规格范围内。 3、电容传感器对结构要求高,尺寸和重量比较大,增加结构成本。 不同的结构对信号的影响较大,这需要设计根据产品调整,方案商的支持成本增加。 小批量、多型号的产品就不好控制。间接(固定)成本较高。 基于上面的特点,现在大部分厂家都有电阻压力传感器。 四、 生产自动化 WHD8260内置较大的 ROM 空间,里面有自动校正程序 ,生产时只需要把 PCB 放入自动校正设备中,设备可以自动校正OP通道、滤波电路、ADC 通道等。 手动校正也只需要校正一个压力点,内置校正程序即可一次校正完成。 五、 LCD 支持 WHD8260内置4*32,6*30或 8*28 的 段码式 LCD 驱动,可以支持目前市面所有的LCD 。 WHD8260内置两路 串口,可以方便的接 GPRS 模块、NB-IOT模块,WIFI 模块,蓝牙模块等。 综上所述,此颗IC 专用于血压测量,是真正的高度集成解决方案。目前里面的固件是采用的是第二代算法,即智慧型加压。 第二节 普通电子血压计目前市场需求较大,但聪明的业者发现,高血压、高血糖患者有较大的相关性,即患者有高血压则同时可能有高血糖,有高血糖的患者,血压也可能很高。因些,市场针对即有高血压又有高血糖的患者设计出血压血糖一体机,它的正式名称为血糖血压 测试仪。 本文针对目前流行的血压、血糖一体解决方案 WHD8270为例,介绍这方面 SOC的情况。 WHD8270集成了12位ADC、OP、PGA、EEPROM,也是宽电压设计,能适应锂电供电。组成血糖血压测试仪时,外围无需增加DC-DC或LDO器件。外围只需要 25个元器件即可构成血压、血糖基本电路,成本做到极低。下面介绍一下WHD8270大概技术特点。 一、采用大AD(12bit)数字滤波技术 血压信号电路采用双路信号处理,动静压硬件分离,使信号更干净,方便数据采集及处理。压力信号从电阻式传感器出来后,双路模拟信号经带通滤波,OP放大后到AD,内部再进行数字滤波,从而得到压力数据。 因为有血压、血糖功能,所以WHD8270内部ADC多了3路。 二、采用驱动集成IC 目前大部分厂家都采用集成气泵驱动IC,减少4个三级管、二个二极管及若干电阻的使用,生产简单,成本低,质量稳定可靠。 三、采用电阻传感器 目前大部分厂家都采用电阻式压力传感器,优缺点前文已经介绍。血压血糖一体机因体积原因,更注意压力传感器的大小,因些选择电阻式压力传感器是正确的。 四、生产自动化 WHD8270内置较大的RAM 空间、 ROM 空间,厂家在 ROM里面有自动校正程序 ,生产时只需要把 PCB 放入自动校正设备中,设备可以自动校正OP通道、PGA、滤波电路、ADC 通道等。 手动校正也只需要校正一个压力点,内置校正程序即可一次校正完成,方便快捷。 五、LCD 支持 WHD8270内置4*32,6*30或 8*28 的 段码式 LCD 驱动,可以支持目前市面所有的LCD 。 六、通信功能 WHD8270内置两路 串口,可以方便的接 GPRS 模块、NB-IOT模块,WIFI 模块,蓝牙模块等。 综上所述,此颗IC专用于血压、血糖一体机,是真正的高度集成解决方案。目前里面的血压算法采用的是第二代算法,即智慧型加压,血糖采用的是电化学法。
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