陳錦超

（ 西鐵城精電科技（ 江門(mén)）有限公司，廣東 江門(mén)529000）

電子控制排氣閥伺服技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展產(chǎn)物， 在電子血壓計(jì)中的應(yīng)用，攻克了定速排氣等技術(shù)瓶頸，可根據(jù)血壓初步判斷結(jié)果實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加壓， 使得測(cè)定結(jié)果更加精確。 電子控制排氣閥的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了定速排氣與快速排氣，但技術(shù)精密度等方面的要求高，涉及電與磁等專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)， 目前掌握是技術(shù)生產(chǎn)要點(diǎn)的公司數(shù)量相對(duì)較少，也體現(xiàn)出了電子控制排氣閥伺服技術(shù)的研究?jī)r(jià)值。

1 電子血壓計(jì)的原理概述

從電子血壓計(jì)原理入手分析， 主要是脈搏信號(hào)被傳感器采集后，完成血壓測(cè)量，具有不受外界因素干擾及特異度高等特征優(yōu)勢(shì)。 從而傳統(tǒng)水銀血壓計(jì)入手分析， 主要依靠醫(yī)生主觀通過(guò)水銀刻度，聽(tīng)診脈搏跳動(dòng)，以此完成血壓測(cè)量，影響測(cè)量結(jié)果精確度的因素較多，包括水銀刻度規(guī)格不一等，醫(yī)生報(bào)出的讀數(shù)存在較大偏差， 導(dǎo)致血壓值測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重受血壓計(jì)特性影響。雖然都是采取無(wú)創(chuàng)間接測(cè)量血壓的方式， 但傳統(tǒng)基于完全受壓動(dòng)脈不會(huì)發(fā)出聲響原理、由聽(tīng)診器聽(tīng)取柯氏音的聽(tīng)診法，血壓測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度低。 聽(tīng)診法應(yīng)用的血壓測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)， 主要由聽(tīng)診器與袖帶等部分組成，操作前先充氣袖帶，直到袖帶壓力高于動(dòng)脈收縮壓， 起到封閉動(dòng)脈血管的作用， 此時(shí)動(dòng)脈無(wú)任何聲響。 并以2-4mmHg 左右的速度放氣，收縮壓超過(guò)袖帶壓力時(shí)，動(dòng)脈不完全受阻， 同時(shí)受血液噴射形成渦流影響， 才會(huì)發(fā)出聲響，通過(guò)血管振動(dòng)傳到體表，由聽(tīng)診器聽(tīng)取到柯氏音；首個(gè)柯氏音為收縮壓，聲調(diào)變低甚至無(wú)聲時(shí)，被定義為舒張壓。 而基于振動(dòng)法的電子血壓計(jì)， 主要借助控制加壓速度與測(cè)量結(jié)束快速排氣等技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)加壓測(cè)量降壓增減的過(guò)程，先放大動(dòng)脈壓，并繪制包絡(luò)線，從包絡(luò)線幾何形態(tài)入手分析，平均壓被認(rèn)定是包絡(luò)線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靜壓，平均壓通過(guò)比值法或拐點(diǎn)法估算血壓值[1-2]。

2 電子控制排氣閥技術(shù)在電子血壓計(jì)中的應(yīng)用

2.1 電子控制排氣閥的結(jié)構(gòu)

從電子控制排氣閥的閥體入手分析， 閥體上部設(shè)有與排氣管連接的進(jìn)氣口，下部設(shè)有排氣口。 閥體內(nèi)部的U 型極片開(kāi)口向上，極片兩側(cè)分別固定永久磁鐵與線圈架。 線圈架上端的凸臺(tái)上設(shè)有閥塞，閥塞與進(jìn)氣口位置對(duì)應(yīng)，同時(shí)凸臺(tái)上連接彈簧片，用于克服與緩沖線圈架運(yùn)動(dòng)時(shí)受自身重力的影響，確保進(jìn)氣口排氣穩(wěn)定性。 線圈架下端設(shè)有插入導(dǎo)向孔內(nèi)的導(dǎo)向桿，對(duì)線圈架的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，確保進(jìn)氣口排氣精確度。

2.2 電子控制排氣閥工作原理

電子血壓計(jì)工作時(shí)，線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)，永久磁鐵產(chǎn)生永久磁場(chǎng)， 借助兩種磁場(chǎng)相互排斥的作用力推動(dòng)線圈架向上運(yùn)動(dòng)，閥塞逐步靠近進(jìn)氣口，直到關(guān)閉進(jìn)氣口。 線圈架上下運(yùn)動(dòng)幅度以及進(jìn)氣口開(kāi)關(guān)程度主要依靠電流大小的改變進(jìn)行控制。 電子血壓計(jì)應(yīng)用電子控制排氣閥， 實(shí)現(xiàn)了急速與定速排氣部分的整合，通過(guò)線圈電磁場(chǎng)與永久磁鐵磁場(chǎng)間的作用力推動(dòng)閥塞靠近或遠(yuǎn)離排氣口，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子控制排氣閥排氣速度與排氣量大小的控制。 同時(shí)電子控制排氣閥的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電子血壓計(jì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，減輕了重量，縮短了管路，血壓測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度隨之提升[3]。

2.3 工作特征

基于示波法原理的電子血壓計(jì)， 血壓測(cè)量中的氣路控制需要滿足以下兩點(diǎn)；一是氣泵加壓中的氣路密閉性；二是降壓測(cè)量中的氣路需根據(jù)設(shè)定好的排氣速度排氣。 從第一代電子血壓計(jì)入手分析，采取減壓時(shí)測(cè)量血壓值的技術(shù)，運(yùn)用了壓力傳感器與急速排氣閥，以及氣芯（ 機(jī)械式定速排氣閥）等元器件，快速加壓至指定值，通過(guò)機(jī)械式定速排氣閥勻速放氣，放氣減壓過(guò)程中測(cè)量血壓值。 測(cè)量特征如下所示；一是采用了機(jī)械式定速排氣閥與急速排氣閥兩個(gè)排氣閥； 二是通常設(shè)定超過(guò)1800mmHg 的初始加壓壓力，加壓速度快，需在10s 內(nèi)完成達(dá)到指定加壓值； 三是達(dá)到指定加壓值后， 不能快速以2-7mmHg/s的速度放氣， 需經(jīng)過(guò)幾秒超過(guò)7mmHg 放氣速度的過(guò)渡后才能達(dá)到勻速放氣速度。 第一代電子血壓計(jì)尚未使用電氣控制排氣閥技術(shù)，其中定速排氣閥負(fù)責(zé)在降壓時(shí)控制降壓速度，而急速排氣閥負(fù)責(zé)加壓后的快速壓力釋放， 以此達(dá)到測(cè)量血壓目的。由于氣芯是金屬或塑料制品，不能避免加壓與排氣狀態(tài)時(shí)不穩(wěn)定性等原理性缺陷影響，導(dǎo)致氣泵加壓時(shí)間不確定，定速排氣時(shí)普遍存在衰減問(wèn)題；對(duì)此，會(huì)適當(dāng)?shù)奶岣叱跏技訅簤毫?，以克服加壓時(shí)停止放氣造成的測(cè)量結(jié)果失真問(wèn)題。 除此之外，對(duì)被測(cè)者的手臂壓迫感明顯，儀器的不穩(wěn)定性，也導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性無(wú)法保證。

從第二代電子血壓計(jì)入手分析，技術(shù)水平明顯提升。 運(yùn)用了氣壓壓力傳感器與電子控制排氣閥等元器件，實(shí)現(xiàn)了減壓時(shí)穩(wěn)定測(cè)量。 應(yīng)用電子控制排氣閥伺服技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)定速放氣，根據(jù)血壓實(shí)際情況自動(dòng)加壓，在無(wú)其他影響因素干擾下，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定。 測(cè)量特征如下所示；一是電子控制排氣閥技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了定速放氣， 以及操作完畢后的快速排氣。 二是具備自動(dòng)加壓優(yōu)勢(shì)，儀器可根據(jù)被測(cè)者血壓判斷結(jié)果確定需加壓的壓力值；三是放氣速度可在開(kāi)始就穩(wěn)定在3-4mmHg/s，無(wú)須過(guò)渡。 但實(shí)際上，當(dāng)前掌握排氣閥伺服技術(shù)等結(jié)構(gòu)特征的生產(chǎn)公司數(shù)量相對(duì)較少。

從第三代電子血壓計(jì)入手分析， 采用了氣壓壓力傳感器與電子控制排氣閥，以及伺服加壓氣泵等元器件，勻速加壓與加壓時(shí)測(cè)量血壓的測(cè)量特征突出。 測(cè)量特點(diǎn)特現(xiàn)在以下幾方面；一是應(yīng)用了伺服加壓氣泵技術(shù)，得以有效調(diào)整加壓速度，完成加壓與血壓測(cè)量同步；二是應(yīng)用電子快速排氣閥技術(shù)，操作完畢后迅速放氣。 其中加壓與血壓測(cè)量的同步性能，是新型電子血壓計(jì)的技術(shù)核心，掌握該技術(shù)的公司數(shù)量相對(duì)較少。 加壓同步測(cè)量技術(shù)與電子快速排氣閥是第三代電子血壓計(jì)的主要結(jié)構(gòu)特征。 同時(shí)影響血壓測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的因素較多，要求測(cè)量者嚴(yán)格規(guī)范操作電子血壓計(jì)， 明確掌握電子血壓計(jì)的構(gòu)造原理，減少人為因素不良影響，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源高效利用。

2.4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著藍(lán)牙技術(shù)，5G 通訊等技術(shù)大力發(fā)展， 電子血壓計(jì)同時(shí)也增加即時(shí)通訊功能，或者與手機(jī)設(shè)備整合在一起。 這樣就要求排氣閥排氣控制需要更加穩(wěn)定， 體積更小。 現(xiàn)在出現(xiàn)了排氣閥，氣泵一體化的新型零件，體積更小。 同時(shí)MCU 在檢測(cè)到測(cè)量過(guò)程中的異常信號(hào)時(shí)， 即時(shí)以信號(hào)形式發(fā)到云端大數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算后以信號(hào)反饋到血壓計(jì)， 通過(guò)MCU 控制排氣閥和氣泵的運(yùn)作。 從而保證用戶使用的安全性和實(shí)時(shí)性。 隨著未來(lái)科技進(jìn)一步的發(fā)展，電子血壓計(jì)等電子醫(yī)療產(chǎn)品會(huì)更高效方便服務(wù)與人們。

結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代科技發(fā)展帶動(dòng)下， 電子控制排氣閥的應(yīng)用價(jià)值逐漸體現(xiàn)，快速放氣等性能逐步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了電子血壓計(jì)在加壓時(shí)的血壓穩(wěn)定準(zhǔn)確測(cè)量，縮短了血壓測(cè)量時(shí)間，血壓監(jiān)測(cè)操作更加簡(jiǎn)便與高效。 但該技術(shù)對(duì)生產(chǎn)工藝與部件加工精密度等方面的要求較高，能夠規(guī)避自重等因素的不良干擾，以切實(shí)發(fā)揮微小壓力精密控制作用；對(duì)此，應(yīng)當(dāng)加大技術(shù)創(chuàng)新研究力度，以推動(dòng)醫(yī)療用監(jiān)護(hù)儀器的技術(shù)升級(jí)。