电子产品世界

　　一、血压测量法介绍:

　　血压量测方式可分两大类：一为侵入式，另一为非侵入式测量方式。侵入式的血压量测，皆需由医疗人员操作，使用上有许多限制。其一般常见的血压计则为非侵入式的水银式血压计与电子式血压计两种。

　　而水银式血压计所使用的方式为听诊法(Korotkoff Method)与电子式血压计所使用之振盪法(Oscillometric Method)有所不同。传统的水银式血压计，使用时将压脉袋充气至压力大于人体的收缩压时，动脉血管会因挤压而达闭塞情形使血管内无血液流动。接着测量人员以固定速率洩气，藉由听诊器听到第一个低沈的衝击声(Korotkoff Sounds)时，读取水银压力计上的读值，此即为收缩压;若当压脉袋压力小于血管压力时则就无声音，此时读值即为舒张压。而目前家庭中最常用的则为电子式血压计，其除自动化测量外，也不需测量人员协助听诊。测试方法主要透过压脉袋内的压力感测器來侦测压力变化，藉此来判断血压值。其电子式血压计组成件除感测器外，尚需有加压帮浦、洩压阀与微控制器的组合才能达到自动化测量。量测方式于一开始对压脉袋加压，当压脉袋内压力大于人体的收缩压后，再控制洩压阀减压。利用压脉带在加压和减压过程中，将心臟跳动时在血管壁的震动反应到压脉带中感应的压脉波变化，进从测量压脉带中压力和振幅计算出收缩压、舒张压与平均压值[1,2]。

　　二、纮康科技HY11P系列简介:

　　电子式血压计的设计需要前置复杂的硬体设计来完成讯号取样，并搭配微控制器进行讯号取样，一般需要通过以下步骤，如图 1。生理信号通过感测器转换成电信号，经前置放大器进行信号放大和处理，再经A/D转换器进行採样，将类比信号转变为数位信号。微控制器再进行自动化控制及后端数位信号处理演算法来进行信号分析处理，计算出有意义的资料。而本文将说明，如何在省略前置放大器情况下，使用纮康科技[3] HY11P14单片机(SOC)来完成电子式血压计应用方案。

　　HY11P系列晶片具备高性能、高整合性规格，如图 2，能大幅简化方案之周边电路：

• CPU为加强型精简指令集，包含硬体乘法指令及查表指令。其晶片8KWord OTP (One Time Programmable) Type程式记忆体，512Byte资料记忆体，足够供演算法需求。
• 2.2V to 3.6V工作电压範围，适合手持电池式产品使用。-40℃~85℃工作温度範围更符合工业规格需求。
• 内建高精度可校正RC振盪器，可节省外接振盪器的零件需求。
• 晶片具有弹性多种工作时脉切换选择主频率网路，让使用者达到最佳省电规划。CPU支援待机模式及睡眠模式的指令驱动功能，以进行更有效的功率管理，在非量测中模式下更达省电效益。即使连续测量模式下，晶片功耗仅2.25mW，进入深层睡眠模式也只有2uW的耗电，更适合本方案的节能需求。
• 具备多重防当机功能，对于电源系统有启动重置晶片功能，维持微处理器正常工作。并有硬体堆叠满重置与看门狗重置功能，降低因外部干扰所产生晶片当机现象。
• 内建高解析度全差动输入ΣΔADC类比数位转换器：

　　晶片主要核心为内建高解析度类比数位转换器，该核心整合应用系统以达SOC晶片化的目的。在输入的类比讯号不放大的设定下，ADC的性能可以高达ENOB有20bits的超高解析能力。ADC内建可程式化增益放大器功能，间接省去传统外接前置仪表放大器的功能。ADC内建放大倍率最高达128倍率，等效可解析的RMS Noise可达小讯号100nV的分析能力。ADC在取样频率为250KHZ设定下，能够完整取样讯号资料，不仅ADC的超取样架构提高了讯号的解析能力，可程式化的数位超取样选择，也使得ADC解码输出率可设定成从8HZ到1KHZ的讯号输出速度，足以符合250HZ以内的取样频宽。而在程式设定输出率约244HZ状态下，ADC输入讯号最小解析能力还可以达0.56uVms，足以分析出微小压力感测器的讯号输出範围。一般血压计压力感测器灵敏度约50uV/mmHg，相对于ADC解析度而言，等效每mmHg约有10倍的解析能力。终端的二阶疏状滤波器搭配超取样架构也扮演了低通滤波的功能。

关键词： 紘康 血压计 医疗电子 201102