醫(yī)學(xué)電子教學(xué)儀器綜合實箱實驗指導(dǎo)書

1、YJ-01 型醫(yī)學(xué)電子教學(xué)儀器綜合實驗箱實 驗 指 導(dǎo) 書中國科學(xué)院安徽中科智能高技術(shù)有限責(zé)任公司精品資料推薦目錄第一部分綜合實驗箱簡介 1第二部分實驗項目 3實驗一溫度測試 3實驗二心血管參數(shù)測試 8實驗三肺功能參數(shù)測試 20實驗四握力測試 28實驗五血壓測試 32實驗六心電測試 37第三部分附錄 46一、心血管參數(shù)測試 46二、肺功能參數(shù)測試 48三、血壓測量 50四、接口器件-PDIUSBD12USB 53五、軟件及USB驅(qū)動安裝 63精品資料推薦21Y J-01型醫(yī)學(xué)電子教學(xué)儀器第一部分綜合實驗箱簡介YJ-01型醫(yī)學(xué)電子教學(xué)儀器綜合實驗箱以高性能的 W78E516單片機(jī)作為核心控制器件

2、， 配以外存儲器、接口器件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等電路實現(xiàn)模擬信號的采集、轉(zhuǎn)換和處理，以及各種狀 態(tài)的檢測和控制。實驗箱由溫度測試、心血管功能測試、肺功能測試、握力測試、血壓測試、心電測試六 個實驗組成，電路布局見圖1.1。所有實驗均由單片機(jī)配合程序分別控制完成，實驗數(shù)據(jù)通 過USB 口上傳到PC機(jī)。實驗箱右側(cè)上方有一個 USB 口聯(lián)機(jī)通訊測試指示燈（LED）,當(dāng)實驗 箱與PC機(jī)聯(lián)機(jī)通訊成功時USB指示燈點(diǎn)亮，表示實驗箱與 PC機(jī)處于聯(lián)機(jī)通訊測試狀態(tài)。 實驗數(shù)據(jù)、曲線和參數(shù)均可在 PC機(jī)上顯示和保存。H »MiflllFir:fltWW 赴吋L沖 沁 I- Ik細(xì)丿 4- -.*.IJ

3、7;»«1ViOW'OYj利亞民了班子儀孫殊合吹墜祈'5毗L軒制棋；fLfliSt .eMj°兮*“ -EXit右電蔽試模塊!：.ill." .B圖1.1電路布局圖 .1一 T P"功能崗時悴：Ti fB _J I *'j ,¾t-yh:, 5'i-,Kt<>4車/八7門5櫛V本實驗箱供電電源為直流+10+18V1A,由外部提供。在實驗前，用導(dǎo)線將電源引入實 驗箱左上側(cè)的兩個標(biāo)有+15V和GNDF樣的接線柱，正端接紅色接線柱，負(fù)端接黑色接線柱。打開PCB板上的電源開關(guān)，電源指示（綠色）燈亮，

4、表明電源接通，可以正常操作。當(dāng)出 現(xiàn)異常時，應(yīng)首先關(guān)閉電源，再檢查相關(guān)電路，正常后再重新開啟電源。實驗前用USB連接線將實驗箱的USB口與PCa USB口相連。在PC機(jī)退出聯(lián)機(jī)通訊操作之前，不要關(guān)閉實驗箱 電源。 推薦顯示器屏幕分辨率設(shè)置為 1024*768?！緦嶒灂r，嚴(yán)禁帶電裝卸集成電路或更換元器件。嚴(yán)禁在聯(lián)機(jī)通訊時帶電拔 USB 通訊線。 拔傳感器時， 不要用手直接拉傳感器線， 應(yīng)握 住傳感器根部插頭拔除。 禁止將插線或其他導(dǎo)體放置于實驗箱 PCB 板上，以免造成短路，損壞器件。 】第二部分 實驗項目實驗一 溫度測試一、實驗?zāi)康?、了解PTIooo溫度傳感器的特性及使用方法。2、掌握溫度測

5、試電路的原理及設(shè)計方法。二、實驗內(nèi)容利用鉑電阻溫度傳感器PT1000構(gòu)成的測溫電路，將測得的溫度信號送入單片機(jī)處理，所測得的溫度值在 PC機(jī)上實時顯示，溫度值范圍為 0C100C。三、實驗原理PT 1PT 2PT 3PT 4TE PV b1 00 QJ *2 R 7 9-R80PT 5L” -IZlPT 61.3 KJR7 7PT 7 亠.1R37 KJ1 00 QJ *2R 8 5-R86PT 81 00 QJ *2 R 8 3-R84R7 51 KJPT 1 0 0 0（溫度傳感器）圖2.1溫度測試電路原理圖1、溫度測試電路原理圖如圖2.1 02、溫度傳感器由鉑電阻PT1000構(gòu)成，鉑電阻

6、一般以0.030.07mm的純鉑絲繞在平板型支架上，用銀導(dǎo)線作引出線。鉑電阻屬無源器件，性能比較穩(wěn)定。PT1000是鉑電阻溫度傳感器，它適用于測量-60 C到+40OC之間的溫度。PT1000在0C時，阻值為1000 ,隨 著溫度的變化電阻值成線性變化，溫度每變化1C,電阻值相應(yīng)變化3.90 Qo3、 測溫電路為恒流電路，即流經(jīng) Rt的電流是恒定的。當(dāng)溫度變化時，PT1000溫度傳感器的電阻值相應(yīng)變化，由于流經(jīng)溫度傳感器的電流不變，其上電壓隨著阻值的變化而變化,TEPvb點(diǎn)的電壓值亦隨著變化，它反映的就是溫度變化狀況，后邊由R69,R68,RW5和 運(yùn)放組成的電路將TEPVb點(diǎn)的電壓放大到0-

7、5V范圍內(nèi)供A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 在圖 2.1中，假定U19的反相輸入（2腳）電壓為e1,流經(jīng)Rt的電流是i1，貝U有以下公式成i1=(Vi n-e1)R67 式 2.1式中： Vin 為2.5VTEPVb=e1-(Vi n-e1)R67*Rt 式 2.24、表征溫度的電壓量送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，MCS-51內(nèi)的溫度測試功能模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字 量，經(jīng)過處理換算，在PC機(jī)上顯示其溫度值。四、實驗步驟溫度測試電路布局如圖2.2 。PK1PTIHfrI9 Tl LJ-I 2Jl 9 C? f *ILeIL圖2.2 溫度測試電路布局圖1、RW5是調(diào)整放大倍數(shù)的電位器，用電阻表測量“放大倍數(shù)調(diào)整”框內(nèi)

8、的RW5勺阻值是否為6.8K左右，若偏離則調(diào)整RW5 6.8K。調(diào)整好以后用插線將“放大倍數(shù)調(diào)整”框中 用虛線相連的兩個插孔連起來。作為放大倍數(shù)的粗調(diào)?！咀ⅲ涸跍y量電阻值時，應(yīng)將電阻或電位器與電路斷開】圖2.3 放大倍數(shù)調(diào)節(jié)布局圖由于元器件參數(shù)存在差異，最好在測試前，將溫度傳感器放入恒溫液體（如水） ， 用電阻表測量傳感器的電阻值，按照3.90 對應(yīng)C的關(guān)系換算成溫度，如果偏離此值， 則調(diào)整RW52、 不接溫度傳感器，用插線將PT8的兩端（1000）與PT的兩端分別相連，如圖2.5。3、 調(diào)零：用插線將“零點(diǎn)調(diào)整”框內(nèi)用虛線相連的兩個插孔連接起來，如圖2.4 ,調(diào)整RW4, 使得運(yùn)放U9的1腳

9、輸出電壓（TEPVb）為零或者接近于零（一般為+1mv以內(nèi)）。用電壓表 監(jiān)測。零點(diǎn)調(diào)月3RU4 500圖2.4 零點(diǎn)調(diào)整布局圖Pl4、滿量程調(diào)整：將PT8與PT斷開，用插線將PT7的兩端（1350）與PT的兩端分別相連 此時聯(lián)機(jī)測量溫度，顯示的溫度值應(yīng)為 89.7 C左右，如果不符合，調(diào)整 RW55、依次分別將PT1PT8與PT相連，測量運(yùn)放U9的7腳輸出電壓TEPVC記錄各組數(shù)據(jù)， 應(yīng)符合實驗原理中式2.2給出的關(guān)系式，繪出PT阻值與輸出電壓的關(guān)系曲線，觀察并 驗證其線性度。PT1PT8阻值如表2.1。由于電阻的離散性，實際電阻值可能與表 2.1 所列存在誤差，應(yīng)以實際電阻值為準(zhǔn)。PTiPT

10、1PT2PT3PT4PT5PT6PT7PT8阻值（）10501100115012001250130013501000TEPVC(V)溫度值（C）表2.16、 用示波器（慢掃描）監(jiān)視輸出信號 TEPVC將Pt1000放入0C-100 C的液體中，溫度傳 感器阻值的變化引起輸出信號波形變化，波形自起始點(diǎn)10濃化到穩(wěn)定點(diǎn)90%勺時間t 即為傳感器的延遲時間，可用不同溫度的液體測量溫度傳感器的延遲時間。7、在實驗箱USB旨示燈亮的情況下，點(diǎn)擊“溫度實驗”按鈕 IS進(jìn)入溫度測試。8、點(diǎn)擊“測試”按鈕，溫度測試開始，顯示的溫度值為攝氏溫度值，隨著溫度傳感器的信 號的變化,顯示的溫度值不斷被刷新，顯示如下：

11、圖2.6O=I科智能 I I<jW-QI.) ttXt lj 'X tl 31.,J IillE CX.3 壯電 QP¢5 IflttS )flD I -GQi I ll5i I -lWc I . I 血層屜 I 心黑 II溫度的最小顯示值為0C,最大值為100C。如要停止溫度測試，點(diǎn)擊“停止”按鈕即可9、將PT1PT8與PT斷開，插入溫度傳感器，讓溫度傳感器暴露在空氣中，此時所測的溫度 即為室溫。10、將溫度傳感器放在掌心或腋下三分鐘以上，并確保緊密接觸，顯示的溫度值即為體溫。11、可將溫度傳感器放入已知溫度的液體中，如溫水，測量液體的溫度。12、 在測試結(jié)束后，可點(diǎn)

12、擊菜單“文件（&File） ”下的子菜單“數(shù)據(jù)保存為txt文件（&SaVe） ”, 將測試數(shù)據(jù)保存為文本文件。實驗二 心血管參數(shù)測試一、實驗?zāi)康?、掌握血液循環(huán)系統(tǒng)血流動力流變學(xué)參數(shù)無創(chuàng)檢測及實現(xiàn)方法。2、掌握檢測心血管傳感器特性和使用方法。3、掌握表征心血管參數(shù)波形及特征點(diǎn)的識別方法。二、實驗內(nèi)容通過心血管傳感器，檢測人體脈搏信號，經(jīng)單片機(jī)處理以后，其脈搏信號波形可在 PC機(jī)上實時顯示，也可對脈搏信號波形的某些特征點(diǎn)進(jìn)行編輯。三、實驗原理圖2.7脈搏波動信號鏈圖2.7是一例測試成功的的脈搏波動鏈圖?；€平穩(wěn)，振幅適中，標(biāo)志點(diǎn)明確，拐 點(diǎn)清晰和細(xì)節(jié)分明。要想獲取正確的脈圖，除了

13、必須將心血管傳感器放于撓動脈搏動最 強(qiáng)位置外，還必須對心血管傳感器施加適當(dāng)?shù)念A(yù)靜壓，所加的最佳預(yù)靜壓值應(yīng)該獲取最 大的信號振幅，且保證脈波不發(fā)生畸變。為了描述實測脈圖信號的振幅衰減和波形失真, 我們定義兩個判別系數(shù)：(bc)p(bc) po式 2.3 式 2.4式中(bc)P0 和(bf)P0分別為最佳預(yù)靜壓P0時心臟收縮期主動脈最高壓力點(diǎn)的脈壓振幅和舒張期二尖瓣關(guān)閉點(diǎn)的脈壓振幅；(bc)p和(bf)p分別為實測預(yù)靜壓P時相對 應(yīng)的值。為振幅衰減系數(shù)，它反應(yīng)由于預(yù)靜壓不當(dāng)所引起的信號幅度衰減；為波形失真系數(shù)，它反應(yīng)過度預(yù)靜壓引所起的血流被阻斷而產(chǎn)生的波形失真。圖2.8 振幅衰減系數(shù)和波形失真系

14、數(shù)與預(yù)靜壓的關(guān)系由圖2.8所示，在p<p1區(qū)間內(nèi)，V V 1,檢測信號幅度太小，當(dāng)P > PS時， V 1, 并隨P的增加而迅速變小，波形嚴(yán)重失真，所以測試不能獲得有效信號；在 p1-p2區(qū)間 內(nèi)，0.707,1 ,脈圖有效，但常會使標(biāo)志點(diǎn)的識別困難；在 p2-po區(qū)間內(nèi)，是預(yù)靜壓最佳測試區(qū)，該區(qū)間約有 50mm Hg勺壓力寬度，測試者很容易控制并獲取正確的脈 圖。儀器建議的最佳預(yù)靜壓是被測者的舒張壓Pd。在完成脈圖的取樣、量化及存貯操作后，脈圖信號的處理包括基線零漂補(bǔ)償，幅值 歸一化，脈圖標(biāo)志點(diǎn)識別以及脈圖輸入?yún)?shù)的確定；其次還需對脈圖求面積以及對面積求 重心，然后按彈性腔模型導(dǎo)

15、出的公式進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，最后顯示、存貯和打印輸出參數(shù)。所 有功能的實現(xiàn)由微處理器完成操作，現(xiàn)在對脈圖標(biāo)志點(diǎn)識別處理方法加以說明。脈圖波形識別采用模式識別技術(shù)中的句法模式識別法來實現(xiàn)。脈搏波形基本上是一維信號，圖2.9所示為一個心搏周期所截的典型脈波，脈圖的標(biāo)志點(diǎn)和曲線具有明確的血流動力流變學(xué)的 生理涵義，它們的對應(yīng)關(guān)系如圖所示：圖2.9完整的典型脈搏波形圖a 波:C點(diǎn):左心房收縮開始點(diǎn)主動脈最高壓力點(diǎn)m，n點(diǎn)：主動脈振湯點(diǎn)e占：八、左心室停止射血點(diǎn)e1占：八、左心室舒張降壓點(diǎn)e2 點(diǎn):U 八、主動脈瓣關(guān)閉點(diǎn)f占：八、二尖瓣關(guān)閉點(diǎn)g波：主動脈彈性回縮波a'波：左心房收縮開始心臟收縮期時段T

16、1心臟舒張期時段T2圖2.10 心血管參數(shù)測試電路原理圖1、心血管參數(shù)測試電路如圖 2.10所示，傳感器為壓力傳感器，基于脈壓法原理，測量范圍O50g,精度誤差 5%F.S靈敏度 20mV F.S。所測得的人體脈搏信號為毫伏級，需要進(jìn)行放大。U22為差動放大電路，U23為放大及直流電位抬高電路；U22的輸出為:XXVC=(RW8R92)*(Vi+-Vi-); 式 2.5U23的輸出為:XXVf=(R98RW9)*XXVc*(R97R99); 式 2.6同時將XXVf的基準(zhǔn)電位抬高： (R99RW10+R96)*(- 5V) 式2.7抬高輸出信號基準(zhǔn)電位的目的是避免輸出信號出現(xiàn)負(fù)電位，如圖2.

17、12所示。因為A/D轉(zhuǎn)換器只接受05V的輸入模擬電壓，一般將直流電位抬高 1.5V左右即可。2、本功能模塊電路的輸出信號送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，MCS-51內(nèi)的心血管測試模塊 實時地將測試數(shù)據(jù)通過 USB口送到PC機(jī)，PC機(jī)依據(jù)所確定的數(shù)學(xué)模型，對測試的數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析、鑒別、計算、處理，最終獲得一系列的心血管參數(shù)值。四、實驗步驟心血管參數(shù)測試電路布局如下：圖2.13 心血管測試布局圖1、將“一級放大調(diào)整”框內(nèi)的用虛線相連的兩個插孔用插線連接 ，如下圖:圖2.14 級放大調(diào)整布局圖將“二級放大調(diào)整”框內(nèi)的用虛線相連的兩個插孔用插線連接，如下圖:I二償放大調(diào)該L L TCWl EOK圖2.15

18、二級放大調(diào)整布局圖將“基準(zhǔn)調(diào)整”框內(nèi)的用虛線相連的兩個插孔用插線連接。如下圖:圖2.16 基準(zhǔn)調(diào)整布局圖2、不接心血管傳感器，將峰-峰值為1520mV頻率為2050Hz的信號源代替?zhèn)鞲衅鞯妮斎胄盘?，正端用連接線接入 Vin+插孔，負(fù)端接入Vin-插孔。用示波器觀察U22的輸出XXVC其峰-峰值應(yīng)為100150mVRW8阻值為25K左右。U23的7腳輸出信號XXVf 峰-峰值應(yīng)為3.5V左右，如偏離調(diào)整RW9其阻值一般為67K左右。3、 去除信號源，連接心血管參數(shù)測試傳感器，將心血管傳感器貼近橈動脈脈搏最強(qiáng)處, 獲得脈搏信號，用示波器觀察 U22的輸出端XXVC信號，其顯示波形可參照實驗指導(dǎo) 書

19、的附錄中人體七種典型脈搏波形。4、正常的心血管參數(shù)波形出現(xiàn)后，調(diào)整RW8,改變放大倍數(shù)，用示波器觀察XXVf,其波形 的幅度隨著RW8勺改變而改變。觀察結(jié)束后，將 RWs調(diào)整在25K左右，調(diào)整的方法： 將“一級放大調(diào)整” 框內(nèi)的用虛線相連的兩個插孔之間的插線拔除 , 用電阻表測量 RW8。 調(diào)整好以后恢復(fù)插線。5、 調(diào)整RW9改變第二級放大倍數(shù)，用示波器觀察 U23的1腳XXVe信號，可看到其幅度 變化，一般信號輸出的最大幅度調(diào)至 4.0V左右。調(diào)整的方法與調(diào)整 RW8似。6、 調(diào)整RW10改變輸出信號的直流電位基準(zhǔn)， 一般RW1（調(diào)整在78K,調(diào)整的方法與調(diào) 整RW8類似,這是為了適應(yīng)A/D

20、電路所要求的輸入信號范圍。調(diào)整中用示波器察看U23 的輸出端XXVf,可見其波形上下移動。一般調(diào)在1.5V左右,當(dāng)不施加脈搏信號時，可 在輸出端測得其直流電平為 1.5V。7、脈搏傳感器輸出信號與測量位置和施加預(yù)壓力大小有關(guān)，觀察和記錄不同位置和不同 預(yù)壓力時的輸出波形。&用示波器順序觀察 U22的6腳XXVC U23的3腳XXVd U23的7腳XXVf波形，并記錄 它們在不同條件下的變化情況。9、對PC機(jī)所顯示的波形某些特征進(jìn)行處理，以幫助對特征點(diǎn)的識別和理解。10、不同原理的脈搏傳感器測試，比較脈搏波的波形。11、心血管功能實驗由心血管功能信息、心血管功能測試、心血管功能測試歷史組

21、成。12、心血管功能信息點(diǎn)擊“心血管功能信息”菜單進(jìn)入心血管功能信息輸入，顯示如下：圖 2.17以上各參數(shù)的具體含義：姓名（學(xué)號）、年齡、身高、體重、性別、收縮壓、舒張壓， 分別為被測試者的姓名（學(xué)號）、年齡、身高、體重、性別、收縮壓、舒張壓。在各參 數(shù)正確輸入后，按“確定”按鈕。13、心血管功能測試在實驗箱USB指示燈亮的情況下，點(diǎn)擊“心血管實驗”按鈕進(jìn)入心血管功能測試，顯 示如下：圖 2.18按照軟件界面上的提示，將脈搏傳感器固定好，點(diǎn)擊“測試”按鈕，此時從脈搏傳感器采集到的脈搏信號經(jīng)軟件處理后脈搏波形顯示在屏幕上，顯示如下:圖 2.19測試者可根據(jù)波形的情況調(diào)整脈搏傳感器的位置，直到顯示

22、的波形符合脈搏波形（具體 波形的樣式可參閱實驗指導(dǎo)書的附錄部分），點(diǎn)擊“停止”按鈕，顯示如下：圖 2.20在點(diǎn)擊“信息”按鈕后，顯示如下:*r.kEflILO m-rJ 尊 第 t 圖 2.21輸入測試者的相關(guān)信息，點(diǎn)擊“確定”按鈕，測試者信息輸入結(jié)束（同時可人工點(diǎn)擊鼠 標(biāo)修改波形的E點(diǎn)和F點(diǎn)，心血管波形特征點(diǎn)的醫(yī)學(xué)解釋：E點(diǎn)：左心射血停止點(diǎn)，F(xiàn) 點(diǎn)：二尖瓣開放點(diǎn)）。用鼠標(biāo)選中波形（即使用鼠標(biāo)的左鍵點(diǎn)擊波形，波形選中后波形的顏色發(fā)生變化），選中波形后“專家”按鈕變?yōu)榭蛇x，顯示如下：vJrX圖 2.22點(diǎn)擊“專家” 按鈕，顯示如下:圖 2.23顯示的是測試診斷結(jié)果（分為心臟功能、肺功能、血液功能

23、、血管功能、微循環(huán)功能）。點(diǎn)擊“參數(shù)” 按鈕，可查看各參數(shù)的測試結(jié)果，顯示如下:圖 2.24點(diǎn)擊各參數(shù)名稱顯示參數(shù)的解釋含義，顯示如下:圖 2.2514、心血管功能測試歷史圖 2.26可根據(jù)時間范圍查詢測試者的測試記錄， 要查看某條數(shù)據(jù)記錄，雙擊該數(shù)據(jù)記錄或點(diǎn)擊“打開” 按鈕，顯示如下：圖 2.2715、可點(diǎn)擊菜單“文件(&File) ”下的子菜單“波形數(shù)據(jù)保存為txt文件(&Conserve) ”, 將測試的波形數(shù)據(jù)保存為文本文件。16、實驗結(jié)束，應(yīng)將與 RW8 RW9 RW1湘連的插線除去。精品資料推薦實驗三 肺功能參數(shù)測試一、實驗?zāi)康?、掌握無創(chuàng)檢測肺功能參數(shù)的電路實現(xiàn)原

24、理和設(shè)計方法。2、通過實驗了解肺功能參數(shù)的定義及其臨床意義。3、掌握肺功能傳感器的使用方法。二、實驗內(nèi)容肺功能傳感器獲取的信號經(jīng)放大調(diào)整后， 進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，波形圖可在PC機(jī)上顯示, 同時PC機(jī)對波形處理后得出相關(guān)的各項參數(shù)。三、實驗原理圖2.28肺功能參數(shù)測試電路原理圖圖 2.2922圖2.30輸出信號(直流電位已抬高)1肺功能檢查通常分為三類：成像類、生化類和動力學(xué)肺功能參數(shù)測量。本實驗采用第三 類測量方法，以呼吸系統(tǒng)動力學(xué)原理測量有關(guān)肺功能參數(shù)，如呼氣肺活量、用力肺活量 等，綜合評估這些參數(shù)，能有效反映肺臟、氣管、支氣管等呼吸道器官的狀態(tài)及其調(diào)節(jié) 功能。2、 肺功能參數(shù)測試電路見圖 2.

25、28。肺功能測試傳感器采用差壓式孔板流量傳感器，氣流通過孔板在孔板兩端形成的壓力差反映了氣流流量的大小，通過傳感器的氣流流速不同，其輸出電壓信號不同，傳感器腔的直徑為20mm中間小擋氣流孔的直徑為12mm設(shè)氣流流速為1(單位L/MIN),輸出信號為Vin(單位mv),根據(jù)標(biāo)定結(jié)果得到如下擬合曲線。1) 當(dāng) Vin>=0(mv), Z = 5.10S3*V -1-0571 * VInl式 2.82) 當(dāng) Vinv=0(mv),丿= 心". FQ, ' ；山式 2.93、人在吹吸氣過程中，通過傳感器獲得與氣流信號相對應(yīng)的電壓信號。電壓信號經(jīng)過電壓 跟隨器U24以后進(jìn)入放大電

26、路，作為傳感器與放大電路之間的緩沖與阻抗匹配。電壓跟 隨器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有極高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗。U25將傳感器的輸出信號進(jìn)行放大；U25/A第一級輸出為：FVa=(RW11R100× (VIN+ - VIN-)； 式 2.10U25/B 第二級輸出為：FVb= FVa X (1+RW12R104+RW12R105)+RW×2R104式 2.11式中RW1X5/R104為上拉電壓。呼吸氣時，傳感器輸出信號有正負(fù)，需要將基準(zhǔn)電位 抬高，以避免出現(xiàn)負(fù)信號送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的情況出現(xiàn)。4、 如上所述，U25的輸出信號FVC實際上表示的是氣體流量參數(shù)I ,經(jīng)MCS-51單片

27、機(jī)處理 后，測試數(shù)據(jù)通過USB口傳到PC機(jī)，PC機(jī)將氣體流量參數(shù)、流速參數(shù)代入一系列的積 分公式，計算出若干項表征肺功能的參數(shù)，參數(shù)的具體含義見肺功能測試結(jié)果的注釋。5、肺功能參數(shù)計算公式：找出波形特征點(diǎn)：a、b、c、d、e、f23精品資料推薦圖 2.31flowdata :采樣值轉(zhuǎn)換后的流量值，公式中的常數(shù)k為經(jīng)驗系數(shù)、f最大肺活量=k (flowdata(t) flowdata(t 1)dt 式 2.12C、f用力肺活量=dk (flowdata(t) flowdata(t 1)dt 式 2.13最大呼氣流量=IfIOWdata(e點(diǎn)X軸)| 式2.14最大呼氣中段流量=k *用力肺活量

28、式2.15四、實驗步驟肺功能參數(shù)電路布局圖如圖2.32：圖2.32肺功能參數(shù)測試電路布局圖1、依照原理圖將電阻用插線連接。各由三個電阻構(gòu)成的“R100 R105組”分別與電路中R10L R105相對應(yīng)， 可從3個不同阻值的電阻中選擇一個作為 R100- R105,以 R100為例說明其連接方法，其余與 R100類似。如下圖所示：圖 2.33上面一個插孔有三條虛線分別與下端三個插孔相連，其下端所指向的3個插孔是3個不同的電阻選擇。例如，如果將下端 3個插孔的中間一個與上端插孔相連，則 R100 為3.3K電阻，建議選擇阻值如下：RR100R101R102R103R104R105阻值3.3K3.3

29、K100K15K180K15K表2.22、放大倍數(shù)調(diào)整。測量 RW11阻值應(yīng)為9296K,如果偏離，貝U調(diào)整RW11調(diào)好后用插線將“放大倍數(shù)調(diào)整”框中用虛線相連的兩個插孔連接起來。如下圖所示：45放大倍數(shù)調(diào)嘩RmI圖 2.343、測量RW12阻值應(yīng)為6K左右，如果偏離，調(diào)整 RW12調(diào)好后用插線將“基準(zhǔn)調(diào)整”框中虛線相連的兩個插孔連接起來。如下圖所示:基準(zhǔn)調(diào)整Rl 26RtJRUL 2圖 2.354、不接肺功能傳感器，將峰-峰值50mv,頻率為1020Hz的信號取代傳感器輸出信號，正 端用連接線接入Vin+插孔，負(fù)端接入Vin-插孔。用示波器觀察輸出信號 Fvc， FVC峰- 峰值應(yīng)為3.5V

30、左右。5、去除信號源，接肺功能測試傳感器，用紙咬嘴套在傳感器吹嘴上，用嘴對著傳感器腔體 先吸后吹，即吸足氣后，猛力快速用最高呼氣流量向傳感器內(nèi)吹氣，得到的波形如圖2.30 所示。6、吹吸氣時，用示波器觀察Fva、FVb FVc,可見波形如圖2.29或圖2.30所示，調(diào)整RW11改變放大倍數(shù)，輸出波形幅度隨之改變。調(diào)整 RW12除改變放大倍數(shù)外，同時還改變輸 出信號的直流基準(zhǔn)電位；一般基準(zhǔn)電位確定在2.02.2V,當(dāng)不施加傳感器信號時，可在U25/B的輸出端測得直流電位為 2V左右；可觀察到輸出信號波形上下移動。進(jìn)行本 實驗后，應(yīng)將電位器恢復(fù)到本實驗第 3, 4條所推薦的電阻值。7、肺功能信息輸

31、入點(diǎn)擊菜單“肺功能”下的子菜單“肺功能信息”進(jìn)入肺功能信息輸入，顯示如下：圖 2.36以上各參數(shù)的具體含義：姓名（學(xué)號）、年齡、身高、體重、性別，分別為被測試者的 姓名（學(xué)號）、年齡、身高、體重、性別。8、肺功能測試在實驗箱USB指示燈亮的情況下，點(diǎn)擊“肺功能實驗”按鈕進(jìn)入肺功能測試，顯示如下:圖 2.37具體測試方法：測試時測試者平靜呼吸，然后用力吸氣，緊接著用力呼氣，點(diǎn)擊“停止”按鈕，顯示如下:圖 2.38Ii選擇測試者的信息，點(diǎn)擊“信息”按鈕，以確認(rèn)測試者的信息參數(shù)，再點(diǎn)擊“專家”按 鈕，計算得出測試結(jié)果，顯示如下：圖 2.39點(diǎn)擊各超鏈接可查閱參數(shù)的醫(yī)學(xué)含義，如點(diǎn)擊“最大肺活量”，顯示

32、如下:圖 2.40測試結(jié)束后，可點(diǎn)擊菜單“文件 (&File)”下的子菜單“數(shù)據(jù)保存為txt文件(&ConSerVe) ”，將測試的波形數(shù)據(jù)保存為文本文件。9、實驗結(jié)束，將所有連接線除去實驗四握力測試一、實驗?zāi)康?掌握握力測試電路的原理及設(shè)計方法。2、了解握力測試傳感器的構(gòu)成及使用方法。二、實驗內(nèi)容握力測試傳感器獲取的信號經(jīng)電路放大處理后送入模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路，MCS-51內(nèi)的握 力測試模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，得出握力值傳到PC機(jī)上顯示。三、實驗原理圖2.41握力測試電路原理圖握力測試傳感器為壓力傳感器，受力范圍為O Kg50Kg,精度誤差 1%F.S在+5V電源工作條件下，滿量

33、程輸出為10.45mV左右，傳感器受力后，輸出與受力大小成線性 比例關(guān)系的電壓信號，此信號經(jīng)儀表放大器INA128放大后，送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，MCS-51內(nèi)的握力測試模塊將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并依據(jù)一定的關(guān)系式得出握力值,傳到PC機(jī)上顯示四、實驗步驟握力測試電路布局如下:握力測試樽塊零點(diǎn)調(diào)整口" t OKOfl i 1 OOKI7 I IiAr陣大倍數(shù)調(diào)聲HT© 3J圖2.42握力測試電路布局圖I _ f B 1 l'i * '1'41INI 2BBlLL>1IJl 'iZ 3一 律 J1、INA128是差分儀表放大器，其所接的電位器

34、 RW6用于調(diào)整放大倍數(shù)。在握力測試之前， 應(yīng)首先測量RW6勺阻值，根據(jù)傳感器的特性，RW6應(yīng)調(diào)在147.5 左右。如果偏離此值, 則調(diào)整RW6調(diào)整完畢后用插線將“放大倍數(shù)調(diào)整”框中虛線所連的兩個插孔連接起來。 如下圖所示：圖2.43 放大倍數(shù)調(diào)整圖2. 零點(diǎn)調(diào)整。接上握力傳感器，不施加力，用電壓表測量U20的輸出端信號 WLVC應(yīng)小于 5mv如果不符合要求，調(diào)整“零點(diǎn)調(diào)整”框中的 RW7調(diào)整前用插線將“零點(diǎn)調(diào)整”框 中虛線所連的兩個插孔連接起來。圖2.44零點(diǎn)調(diào)整圖3、在實驗箱USB旨示燈亮的情況下，點(diǎn)擊握力實驗”按鈕燒進(jìn)入握力測試,顯示如下:,rv Ilj >r - JQlr ” r

35、 -n * IEl IlF ! Q Vm I rrnUd? I Mmrffilt I .ih I i I £藹R I圖 2.45-"rt- " H e-點(diǎn)擊“測試” 按鈕，握力測試開始，測試者用力握“握力傳感器”，顯示如下:< l,fc 14tej T1B卜匸圖 2.46顯示的握力值分為實測握力和最大握力，握力測試值的最小為 Okg,最大值為50kg。如 要停止握力測試，按“停止” 按鈕即可。在測試結(jié)束后，可點(diǎn)擊菜單“文件 (&File) ” 下的子菜單“數(shù)據(jù)保存為txt文件(&SaVe) ”，將測試的數(shù)據(jù)保存為文本文件。4、實驗完畢，插線除

36、去實驗五血壓測試一、實驗?zāi)康?、掌握電子血壓計的原理及實現(xiàn)方法。2、了解用于測量血壓的壓力傳感器的特性。二、實驗內(nèi)容使用充氣泵、放氣閥、壓力傳感器、腕帶等材料，經(jīng)過充氣和放氣過程獲得傳感器 輸出的壓力信號，通過對壓力信號的識別與處理，計算出人體收縮壓和舒張壓，血壓數(shù) 據(jù)傳到PC機(jī)上顯示。三、實驗原理圖2.47 血壓測量電路原理圖-圖2XYbOHZXYVb圖3 XYOUT(N)陽 4 XYOUT圖2.48 波形圖1、血壓傳感器為壓力傳感器，測量范圍：40 mmHg280mmH測量精度：靜態(tài)壓力± 3 mmHg2、 由U16/A構(gòu)成的電路給傳感器供電，傳感器輸出信號送到U16/B進(jìn)行放大

37、，RW2用于零點(diǎn)調(diào)整，U16/B 的輸出信號：XYVd=R56*（Vout+ - Vout -）R53 + R56*VSR/ R52 ,它 送到U16/C比較器的負(fù)端，其正端為一個積分信號，積分信號受程序發(fā)出的XY50HZ言 號控制,如圖2.48所示。在每個周期的高電平期間 Q11導(dǎo)通，積分電容C40放電，時 間大約為2ms在18 ms的低電平期間，積分電容充電波形如圖 2.48中的圖2所示， 當(dāng)積分電容上的信號幅度超過傳感器的輸出信號時，比較器U16/C輸出翻轉(zhuǎn)（圖2.48中的圖3）,再經(jīng)過Q12的反相,最后輸出一串頻率為50Hz的占空比變化的波形給單 片機(jī)（圖2.48中的圖4）,其高電平的

38、寬度取決于U16/C的翻轉(zhuǎn)時間，亦取決于壓力傳 感器的輸出信號幅度。檢測原理：開始充氣加壓到180mmHg （ 24Kpa ）,然后放氣，壓力降低厶P （根據(jù)一次血壓檢測占用時間確定），保持采集一個以上脈跳的值，取其 峰值P和當(dāng)前壓力值PCO重復(fù)以上步驟直至壓力降低到 50mmH以下。在峰值P中找 出最大值PmaXPmaX寸應(yīng)的壓力值PC就是平均動脈壓Pm然后根據(jù)經(jīng)驗公式Pi = PmaX × k計算出Pi，k為經(jīng)驗系數(shù)，k V 1，Pi對應(yīng)的壓力值即舒張壓Pd,再由公式PS= 3 × Pm / 2 Pd / 4 計算出收縮壓 PSo3、計算機(jī)通過對XYoUT波形的識別、處

39、理，得出壓力值，依據(jù)一定的模型，計算出人體的收縮壓、舒張壓和心率。4、進(jìn)氣泵和放氣閥分別由單片機(jī)發(fā)出的 PWMn PUMP號控制，通過三極管等器件構(gòu)成的驅(qū)動電路驅(qū)動泵和閥動作5、LP2951用于產(chǎn)生4.05V的基準(zhǔn)電源，一方面作為部分電路的工作電源 ,另一方面通過精密電阻分壓，獲得VIR、VSR VAR等幾個不同的電壓值，作為控制信號或參考信號。四、實驗步驟血壓測試電路布局如下：血壓測試模刀XF圖2.49血壓測試電路布局圖1、測試系統(tǒng)工作電源4.05V電壓，若實際值偏離± 0.05V以上，應(yīng)調(diào)整RW3使其達(dá)到或接近4.05V。圖 2.502、在壓力傳感器空載狀態(tài)下,調(diào)節(jié)RW1使得U1

40、6的1腳輸出信號VIN+為1.50v ,此為滿度調(diào)整。調(diào)節(jié)RW2使得U16的10腳輸出電壓為340mv此為零點(diǎn)調(diào)整。圖 2.513、對壓力傳感器加壓40Kpa,調(diào)節(jié)RW1,使得U16的10腳輸出電壓為1140mv ,卸壓，即 傳感器空載,調(diào)節(jié)RW2使得U16的10腳輸出電壓為340mv4、將袖帶固定于腕關(guān)節(jié)部位。5、 用示波器觀察有關(guān)測試點(diǎn)其波形應(yīng)與圖2.48中的圖1圖4所示。6、分別測左手腕和右手腕的血壓。7、 在實驗箱USB旨示燈亮的情況下，點(diǎn)擊“血壓實驗”按鈕目 進(jìn)入血壓測試，顯示如下:圖 2.52測試方法：將連接血壓腕帶的插頭插入 PCB板上的氣管插座，聽到“咔嚓”聲方表明插好， 否則

41、可能導(dǎo)致漏氣而不能測試。然后將腕帶固定于腕關(guān)節(jié)，測試者在血壓手腕帶正確固定 好后，點(diǎn)擊“測試” 按鈕，血壓測試開始，此時 USB旨示燈熄滅，測試者等待 USB旨示燈重新點(diǎn)亮?xí)r，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”按鈕，讀取血壓的測試值。顯示如下:圖 2.53實 驗 六 心 電 測 試、實驗?zāi)康?、初步學(xué)會人體心電的測試方法2、掌握QRS波群的測量方法。3、觀察運(yùn)動對心電的影響。4、計算公式心率=60000 / （波形R2的X軸位置-波形R1的X軸位置）* 5.282） *波形放大比率式 2.17Q-T間期=（波形T的X軸位置-波形QRS的X軸位置）* 5.282 /波形放大比率式 2.18P-R間期=（波形QRS的X

42、軸位置-波形P的X軸位置）* 5.282 /波形放大比率式 2.19QRS間期=（波形S的X軸位置-波形QRS的X軸位置）* 5.282 /波形放大比率式 2.20QTC系數(shù)=（波形T的X軸位置-波形QRS勺X軸位置）* 5.282 / （波形R2的X軸位置式 2.21-波形R1的X軸位置）5、對保存的二進(jìn)制文件讀取數(shù)據(jù)的方法： （openfilename ：文件名稱， xdtData ：數(shù)組）Open openfilename For Binary Access Read Write As #1 Get #1, 1, xdtDataClose #1、實驗原理103V圖2.54 心電測試電路原

43、理圖如圖2.54所示，U26- U30組成一差分放大電路和信號切換電路，心電信號通過導(dǎo) 聯(lián)引入該差分放大電路兩個輸入端，同時為了減少干擾，在輸入端對心電信號進(jìn)行低通 濾波，濾除信號中的高頻部分，在 U30的輸出端形成初步放大后的差動信號 Vo,該信號 經(jīng)過高通濾波，再經(jīng)過 U31二階低通濾波后和二次放大后，由RW15將其直流電位抬高2V左右，目的是避免出現(xiàn)負(fù)信號，以適應(yīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的需要。三、實驗步驟圖2.55心電測試電路布局圖1測量“差分放大調(diào)整”框內(nèi)RW13的阻值，應(yīng)為1.45K左右，調(diào)整完畢后，用插線將該框內(nèi)以虛線相連的兩個插孔連接起來。如下圖所示:圖2.56 差分放大調(diào)整2、測量“二

44、級放大調(diào)整”框內(nèi) RW14勺阻值，應(yīng)為15K左右，調(diào)整完畢用插線將該框內(nèi)以 虛線相連的兩個插孔連接起來。如下圖所示：1級板天調(diào)整圖2.57 二級放大調(diào)整3、測量“基準(zhǔn)調(diào)整”框內(nèi)RW15勺阻值，應(yīng)為4 K左右，此電位器是為抬高直流電平所設(shè) 置，當(dāng)無輸入信號時，電路輸出直流電平應(yīng)為1.5V左右，若偏離此值，調(diào)整 RW15測量RW15寸，應(yīng)將表筆置于標(biāo)有1、2字樣的兩個插孔。調(diào)整完畢用連線將該框內(nèi)以 虛線相連的兩個插孔連接起來。如下圖所示：圖2.58 基準(zhǔn)調(diào)整4、將四節(jié)2號電池放入電池盒，電池盒引出線與心電測試模塊下方的電池插座 （J2）相連, 測量電源電壓值，其正電壓應(yīng)大于+3.5V,負(fù)電壓值應(yīng)小

45、于-3.5V。否則說明電池電壓 不足，斷開系統(tǒng)電源，更換電池。由于負(fù)電源是由正電源通過電路轉(zhuǎn)換得到，故負(fù)電 源的絕對值一般比正電源小 0.5V左右，這是正常情況。5、為增強(qiáng)人體皮膚電信號，尤其是春、秋、冬季節(jié)，在測試前需要在導(dǎo)聯(lián)金屬部分涂擦 生理鹽水（或用5%勺食鹽兌水）或酒精，也可將鹽水或酒精涂在導(dǎo)聯(lián)所接觸的皮膚表 層。6、將有紅色標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接人體右手，綠色夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接右腿，黃色夾子 與導(dǎo)聯(lián)相連接左腿，白色夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接左手，此接法稱為標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)，它是以 兩肢體間的電位差為所獲取的體表心電，可以測三組心電信號。由程序控制模擬開關(guān) 進(jìn)行切換，三組信號分別是：VI=VL-VR，

46、VII=VF-VR，VHI=VF-VL （注：VL:左手,VR: 右手,VF :左腿,RL:右腿）。7、用示波器觀察XDVc,應(yīng)觀察到如下波形：圖2.59 心電波形上、下肢體導(dǎo)聯(lián)應(yīng)良好接觸，人體仰臥或靜坐，手臂放置平穩(wěn)，不與導(dǎo)體、桌面、或 其他物體接觸。8放大成形的心電信號需要將其直流電位抬高，一般2V左右，可通過調(diào)整RW15S現(xiàn)。9、不同的人體心電波形會出現(xiàn)差異，這是正常現(xiàn)象。圖2.59所示的P、Q R S T各個 波形組成的周期為理想波形周期，在很多情況下，波形可能會缺失某個波或某個波不 明顯。10、由于不同的人體生理電信號差異較大，所以放大倍數(shù)有時需要調(diào)整，調(diào)整放大倍數(shù)通 過調(diào)整RW13

47、¾ RW1饌現(xiàn)。調(diào)整時先斷開連接插線，調(diào)整完畢后再將插線連好。11、在做心電測試實驗之前，了解一下心電測試實驗的基本功能是有必要的。心電測試實驗分為“單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試”和“三組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試”。無論是“單組電位差 （導(dǎo)聯(lián)）測試”還是“三組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試”，測試數(shù)據(jù)均可保存為文件，測試數(shù)據(jù)可 反復(fù)調(diào)出顯示。單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試數(shù)據(jù)可作橫向和縱向放大，放大倍數(shù)最大為8倍，同時可在保存后的波形上人工選定波形的特征點(diǎn)，如“ P波的起點(diǎn)”、“QRSfe群的 起點(diǎn)”、“S波的末點(diǎn)”、“T波的末點(diǎn)”，在所有特征點(diǎn)人工標(biāo)定好后，可以計算出脈率、 QT間期、QTC系數(shù)、PR間期、QRS

48、間期等參數(shù)值。12、心電測試實驗（1）單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試。測試者將有紅色標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接人體右手， 綠色標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接右腿，黃色標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接左腿，白色標(biāo)志的 夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接左手。不要說話、動作，選擇“單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試”。在實驗箱USB旨示燈亮的情況下，點(diǎn)擊“測試”按鈕，這時測試者的心電波形顯示在計算機(jī)的屏幕上（如圖2.60），測試者在認(rèn)為心電波形符合時，可點(diǎn)擊“停止”按鈕，同時可對 測試的心電波形保存。精品資料推薦圖2.60 單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）波形（2）三組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試。測試者將有紅色標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接人體右手，綠色 標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接右腿，黃

49、色標(biāo)志的夾子與導(dǎo)聯(lián)相連接左腿，白色標(biāo)志的夾子與 導(dǎo)聯(lián)相連接左手。不要說話、動作，選擇“三組電位差（導(dǎo)聯(lián)）測試”。在實驗箱USB指示燈亮的情況下，點(diǎn)擊“測試”按鈕，這時測試者的心電波形顯示在計算機(jī)的屏幕上（如圖2.61），測試者在認(rèn)為心電波形符合時，可點(diǎn)擊“停止”按鈕，同時可對測試的心電波形保存。13、保存心電測試波形的方法：在測試結(jié)束后（即點(diǎn)擊“停止”按鈕后，波形顯示不再變化），點(diǎn)擊菜單“文件（&File） ”下的子菜單“數(shù)據(jù)保存為Xdt文件（&SaVe）”，心電測 試的波形將保存為“ *xdt ”格式的文件。點(diǎn)擊菜單“文件（&File） ”下的子菜單“數(shù) 據(jù)保存為tx

50、t文件（&ConSerVe） ”，將測試的心電波形數(shù)據(jù)保存為文本文件。14、打開已保存的文件，方法如下：X兗悴工宜） I Lij- IeFj>；» ir圖2.63 單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）波形47圖2.62 單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）波形例如：選擇11.xdt文件，打開后顯示界面如下：E3回丄：囲回目TUEl .NIM!fl<U4IYlr <Xtl穿&T,小.KEfet I±. B ».3T曲rks FPIt QTC-.©叭Bi it李擇Q P:電匸星 miEY4<nEE*l 審精品資料推薦15、特征點(diǎn)人工標(biāo)定方法如下:在波形顯

51、示區(qū)域，在特征點(diǎn)確定的位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，標(biāo)定出各特征點(diǎn)圖2.64 單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）波形16、在所有特征點(diǎn)標(biāo)定好后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“計算”，可得出脈率、QT間期、QTC系數(shù)、PR間期、QRSD間期參數(shù)值，顯示如下：圖2.65單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）波形17、要想了解各參數(shù)的含義，可將鼠標(biāo)放在參數(shù)名稱的位置，自動顯示參數(shù)的解釋意義顯示如下:圖2.66 單組電位差（導(dǎo)聯(lián)）波形18、實驗完畢，拔除電池盒，卸下導(dǎo)聯(lián)，除去連接插線。69第三部分附錄、心血管參數(shù)測試本教學(xué)儀器中心血管參數(shù)測試單元是采用無創(chuàng)傷的手段來實現(xiàn)對循環(huán)系統(tǒng)血流動力流變 學(xué)參數(shù)為對象的心血管功能測量。心血管參數(shù)測試單元是基于脈壓法原理實

52、現(xiàn)的。它是根據(jù)人體循環(huán)系統(tǒng)彈性腔模型建立 起來的理論為基礎(chǔ)，對模型進(jìn)行分室網(wǎng)路分析，用線性相關(guān)算法推導(dǎo)出一系列計算公式。這 些公式經(jīng)過非線性補(bǔ)償和臨床經(jīng)驗參數(shù)修正， 便能獲得一組諸如心搏出量、心臟平均輸出量、 左心室有效泵力、左心室噴血阻抗、血管彈性、總周阻力、血液粘度等一系列反映人體循環(huán) 系統(tǒng)的血流動力流變學(xué)參數(shù)。綜合評估這些參數(shù)，便能有效反映心臟、血管、血液、微循環(huán) 功能及其調(diào)節(jié)狀態(tài)的信息。人體循環(huán)系統(tǒng)的彈性腔模型是采用一個二階阻尼振蕩系統(tǒng)來描述心血管系統(tǒng)：心臟相當(dāng) 于一個有效泵源，血管相當(dāng)于具有彈性和阻尼的導(dǎo)管，而組織相當(dāng)于負(fù)載。動脈血流對血管 壁的壓力波動信息，不僅反映了心臟和血管在壓力傳遞時的動力學(xué)特性，而且反映了介質(zhì)血 液在血管中傳遞時的流變學(xué)特性。圖 3.1所示為撓動脈（中醫(yī)診脈的部位）在一個心臟搏動周 期內(nèi)的脈壓波動信號。它是兩種波動的合成：一是心臟有效泵力在動脈內(nèi)驅(qū)動血液時的壓力 波，以血液為介質(zhì)向遠(yuǎn)心端傳播；二是動脈的阻尼彈性波，向遠(yuǎn)心端逐漸衰減為零。圖中的 b-e-f-g-L 波為動脈的壓力波，呈壓力曲線；c-d-m-n波為動脈壁彈性振動波，呈阻尼曲線， 它反映了從心室收縮，左心室增壓與噴血，血管振蕩運(yùn)動，左心室舒張與充盈，到主動脈排 空等一系列動力學(xué)過程。正確地檢測到脈搏波形和對波形進(jìn)行分析，并按模型的算式進(jìn)行