脉搏波动频率测量系统.docVIP

摘 要 脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。根据人体脉搏信号特征，本文设计了一种脉搏波动频率测量系统。 本系统通过脉搏传感器采集脉搏信息输出电压信号，经信号放大电路对其进行放大。然后，将放大后的脉搏信号通过电压基准变化电路和过零比较器转换为单片机易于处理的脉冲信号。通过单片机编程对脉冲信号进行处理，实现对脉搏波动频率的测量和计算，最终在LED中直观地显示出来。 通过调试，表明本系统可以实现对脉搏波动频率的测量，为医生的诊断提供客观依据，具有一定的临床应用价值。本文首先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节问题，最后提出一些完善本设计的改进意见。 关键词：人体脉搏信号，单片机，频率测量 目 录 1 绪论 4 1.1 中医脉象研究的意义 4 1.2 中医脉诊客观化研究的概况 5 1.3 主要完成的任务及设计思想 6 1.4 论文的结构组成 6 2 脉搏波动频率测量系统总体方案设计 8 2.1 系统硬件电路方案 8 2.1.1 脉搏传感器的选择 9 2.1.2 信号放大电路的选择 10 2.1.3 单片机的选择 10 2.2 系统软件方案选择 11 2.2.1 脉搏波动频率测量方案的选择 11 2.2.2 单片机工作方式的选择 12 2.2.3 显示电路方案的选择 12 2.3 本章小结 13 3 脉搏波动频率测量系统硬件电路设计 14 3.1 信号放大电路部分的设计 14 3.2 电压基准变化电路的设计 15 3.3 过零比较器的设计 16 3.4 单片机微处理系统的设计 17 3.5 LED显示硬件电路的设计 19 3.6 本章小结 21 4 脉搏波动频率测量系统软件设计 22 4.1 脉搏频率测量原理 22 4.2 系统主程序的设计 24 4.3 脉搏波动频率测量子程序的设计 24 4.4 本章小结 26 总 结 27 致谢 28 参考文献 29 附录1（硬件电路原理图）： 31 附录2（主要程序） 32 1 绪论 1.1 中医脉象研究的意义 脉诊在中医“望、闻、问、切”四诊中占很重要的地位，原因有以下几点： 首先，脉诊可以辨别病情。通过不断总结，归纳出各种脉象。这种辨脉纲领，便于与临床辨别症状结合起来，使医生能正确地掌握病情。 其次，脉诊可以阐述病机。病机是指疾病发生发展的原理，说明疾病过程中的阴阳、表里、寒热、虚实属性及其相互关系。由于脉象随着病机的变化而变化，而且常出现在其他症状之前。所以，脉诊是辨析病情、推测病机的一个重要内容。及时观察脉象的动态，就可以掌握疾病的特性及其变化的规律。 最后，脉诊可以指导治疗。脉诊对明辨病机，确定治疗的方法、选方用药有着举足轻重的作用。可以防止误诊或误治，避免医疗事故的发生。通过诊脉判断病情的轻重，观察疗效的好坏，及时接受脉象反馈的信息，随时修正原有的诊疗方案，采取有力的治疗措施，使疾病早日康复[1]。 总之，中医对脉诊是十分重视的，认为通过脉诊可以了解患者脏腑气血的盛衰，可以探测病因、病位、预测疗效等。 从近代医学的角度来看，人体循环系统承担着协调全身各组织的能量代谢，输送氧气、营养物质，运走代谢废物等重要的工作，还承担运送抗体、激素等物质以协调整体的动态平衡。从整体的角度对疾病进行综合分析，显然循环系统的信息将占很重要的比重；从整个循环系统来看桡动脉介于大动脉与小动脉之间，由于心脏的舒缩、内脏血容量的变化、血管端点阻抗、管道内脉波的反射、血液的粘滞性、血管壁的粘弹性等因素使脉象携带着有关心脏运动、内脏循环、外周循环等丰富的心血管系统及整体的动态信息。因此脉诊的临床意义很大，它的机理是急待于我们进行研究的。 千年来，中医一直依靠指面感觉细胞来体会患者桡动脉搏动时所提供的脉信息，在判别脉象的属性方面仅停留在一些形象化的概念上，例如替替然如珠之应指；如微风吹鸟背上的毛厌厌聂聂；如捻葱叶等[2]。临床脉诊时对某一脉象的认识是以医生指下的体会结合该医生对脉象概念的领会来加以鉴别与区分。由于概念本身较笼统，具体的判别标准又很模糊，内中还掺杂了医生的判别经验及指面感觉等很多主观因素。因此中医脉象在教学中困难较大，临床脉诊时分歧较多。难怪《脉经》作者王叔和也不得不承认：“脉理精微，其体难辨……在心易了，指下难明”。为了让中医走向世界，中医脉诊客观化、现代化势在必行，中医脉诊客观化研究是近代中医脉象研究的一个主要方向。 1.2 中医脉诊客观化研究的概况 早在1860年Vierordt 创建了第一台杠杆式脉搏描记仪，国内20世纪50年代初朱颜将脉搏仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。此后随着机械及电子技术的发展，国内外在研制中医脉象仪方面进展很快，尤其是7