歐姆龍血壓計內(nèi)部結構解析

電子技術領域和醫(yī)學領域一直有著天然的銜接。早在1612年，意大利物理學家Sanctorius發(fā)明了第一款醫(yī)用溫度計，這暗示著醫(yī)療診斷的進步將越來越多地依靠科學和工程學。隨著時間的推移，其它科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明進一步推動了醫(yī)療診斷的進步，例如，由德國物理學家Wilhelm Conrad Roentgen于1895年發(fā)明了X射線設備，荷蘭物理學家Willem Einthoven于1906年發(fā)明了心電圖設備。

1954年硅晶體管的發(fā)明是電子技術和醫(yī)學融合的一個里程碑;電子技術與醫(yī)療應用的集成從此起飛，致使得許多醫(yī)療裝置得已發(fā)明，例如，在1958年，第一個人工心臟起搏器首次成功植入人體；在1960年，有了超聲顯像診斷設備；在1972年，計算機斷層掃描被發(fā)明；在1980年，商用核磁共振成像掃描儀出現(xiàn)。

隨著半導體技術的改進和能滿足越來越嚴格的性能、可靠性、功耗和緊湊尺寸的要求，半導體技術對醫(yī)療應用的用處對設計師和工程師而言變得更加明顯。ASIC和FPGA的特性和尺寸使得它們天然地適合用于小型病人監(jiān)測器，如血糖儀和血壓監(jiān)視器。例如，超低功耗ASIC已經(jīng)被設計用于助聽器，用于在不犧牲裝置尺寸的情況下改進其功效。

系統(tǒng)級芯片正越來越多地被設計用于便攜式和植入式醫(yī)療設備。RFIC和其它無線傳感器也正大受青睞，因為它們能夠將人體內(nèi)的數(shù)據(jù)通過小型的、可植入單元傳送到外部設備，從而實現(xiàn)對病人器官活動的監(jiān)測。

血壓監(jiān)測儀的內(nèi)部結構

半導體技術的進步對醫(yī)療技術的貢獻通過街角藥店可窺見一斑。例如，在我們當?shù)氐乃幍?，我可以買到歐姆龍HEM-790ITCAN臂袖帶式血壓計。

就在這之前，如果想要知道自己的精確血壓數(shù)據(jù)，你必須前往醫(yī)生的辦公室，在那里醫(yī)生或助理會使用醫(yī)療用實驗室級血壓計來讀取你的血壓數(shù)據(jù)。如果患有一種需要連續(xù)監(jiān)測血壓的慢性疾病，那么患者必須多次前往醫(yī)生辦公室---不然，就得自己有實驗室級的血壓計，并且還要經(jīng)過醫(yī)療培訓才能準確地操作這一醫(yī)療設備并精確地轉換得到測量結果。

而現(xiàn)在類似歐姆龍血壓計這樣的血壓監(jiān)測器能讓你很輕松地在家測量血壓，電子血壓計使用電動充氣膨脹、傳感器和算法來回傳數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以存儲在設備的軟件管理系統(tǒng)供醫(yī)生查閱。

技術進步是如何將這類家用醫(yī)療設備變成現(xiàn)實的？看一看歐姆龍電子血壓計的內(nèi)部結構，揭示一款簡單設計如何有效地使用半導體技術來復制一款典型的醫(yī)療儀器。

壓力傳感器本身是顯眼。在該單元的傳感器部分，主動傳感器是一個壓力傳感器。隨著手臂袖套被充氣和放氣，傳感器內(nèi)的薄膜隨著空氣壓力的變化而彎曲。傳感器對壓力差進行測量，產(chǎn)生一個隨著袖口壓力的變化而變化的輸出電壓。壓力傳感器內(nèi)的特殊電路最大限度地減少因溫度變化而引起的誤差，用一個放大器電路對壓力傳感器傳送的信號進行處理。有了這個電路，來自血壓傳感器的輸出電壓與壓力測量數(shù)據(jù)呈線性關系。

電子血壓計的主板配備有兩個芯片，用于幫助實現(xiàn)其主要功能。賽普拉斯半導體公司的enCoRe（enhanced component reduction/增強型元器件縮減）USB組合低速USB和PS / 2外圍控制器是血壓單元和用戶指定用于存儲數(shù)據(jù)的計算機之間的主要接口。Cypress器件是一款8位RISC微控制器，帶有256字節(jié)RAM和一個串行外設接口通信模塊。

來自壓力傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)東芝公司的8位CP23AUG微控制器進行處理，CP23AUG有一個48字節(jié)的ROM ; 一個2字節(jié)的RAM;和一個8通道的10位A / D轉換器。

展望醫(yī)藥領域的未來，半導體技術屆時將滲透到醫(yī)療保健的方方面面。隨著技術的進步，計算機尺寸縮小到硬幣大小并且無線技術經(jīng)過無線架構的變革也已做好了準備，醫(yī)療領域的未來就在于今天。

醫(yī)療保健機構和專業(yè)醫(yī)護人員正在積極利用計算和無線技術的進步來提供效率更高、更有效的醫(yī)療護理。

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