Проект пристрою для вимірювання температури та артеріального тиску - Курсовая работа

Визначення тиску крові пацієнта є стандартним клінічним вимірюванням, що здійснюється як в амбулаторних умовах, так і в умовах стаціонару. Знання артеріального тиску пацієнта допомагає лікарю оцінити стан серцево-судинної системи хворого.Артеріальний тиск - один з найважливіших параметрів, що характеризує роботу кровоносної системи. Тиск крові визначається обємом крові, що перекачується серцем в одиницю часу та опором сосудистого русла. Систолічний артеріальний тиск показує тиск в артеріях в момент, коли серце стискається і виштовхує кров в артерії. Діастолічний тиск (мінімаьний тиск в артеріях) показує тиск в артеріях в момент розслаблення серцевого мяза.Типовий прилад для визначення тиску методом Короткова (сфігмоманометр або тонометр) складається з пневмоманжети, груші для нагнітання повітря з клапаном, що регулюється, і пристрою, що вимірює тиск в манжеті. Вислуховування проводиться стетоскопом, або мембранним фонендоскопом, з розташуванням чутливої головки у нижнього краю манжети над плечовою артерією без значного тиску на шкіру. Систолічний АТ (САТ) визначають при декомпресії манжети у момент появи першої фази тонів Короткова, а діастолічний АТ (ДАТ) - по моменту їх зникнення. Перша фаза тонів - їх поява, друга - ослаблення (аж до зникнення, що спостерігається при так званому аускультативному провалі) із заміщенням їх компресійними шумами, третя - посилення тонів, четверта - різке ослаблення, пята-повне припинення (іноді відсутній при явищі "нескінченного тону").Компресійна манжета і зручний варіант вертикального ртутного манометра для пальпаторного методу були запропоновані італійцем Ріва Роччі (1896).Тиск в манжеті піднімався до повного припинення пульсу, а потім поступово знижувався.Марея (1876) припускала розміщення кінцівки людини у водний плетизмограф, що дозволяє створювати навколо неї регульований тиск здавлення і одночасно реєструвати невеликі пульсації обєму кінцівки, повязані з пульсовим кровонаповненням артерій. Проаналізувавши характер залежності амплітуди цих пульсацій від тиску здавлення, автор запропонував наступні критерії для оцінки АТ. Згідно з осцилометричним методом зниження тиску в оклюзійній манжеті здійснюється ступінчасто і на кожному ступені аналізується амплітуда мікропульсацій тиску в манжеті, що виникає при передачі на неї пульсації артерій.Інвазивний (прямий) метод вимірювання АТ застосовується тільки в стаціонарних умовах при хірургічних втручаннях, коли введення в артерію пацієнта зонда з датчиком тиску необхідне для безперервного контролю рівня тиску.Принцип реєстрації тиску служить основою для багатьох інших типів датчиків, наприклад датчиків маси, положення, рівня, витрат рідини та ін. Такі датчики мають достатню міцність, малу вартість, але в них ускладнено отримання електричних сигналів. Потенціалометрочні (реостатні), ємнісні, індукційні, магнітострикційні, ультразвукові датчики тиску мають на виході електричний сигнал, але порівняно складні у виготовленні. Під дією сили основа із закріпленим елементом змінює свої розміри (стискається або розтягується), отже, резистивний елемент також змінює свій опір. Сила, впливаючи на дріт (площею перетину = А, завдовжки = L, з питомим опором = р) спричиняє подовження або стиснення останнього, що призводить до пропорційного збільшення або зменшення її опору: де, GF характеризує тензочувствітельность (значення 2,0…4,5 - для металів і більше 150 для напівпровідників).В приладі, призначеному для вимірювання температури та артеріального тиску, для обробки сигналу і організації інтерфейсу застосовуються мікропроцесори або мікроконтролери. Універсальні процесори застосовуються для вирішення різних обчислювальних завдань і зазвичай мають повний набір команд CISC. До окремого класу слід віднести цифрові сигнальні процесори, спроектовані спеціально для обробки сигналів в реальному часі (звук, зображення, вимірювальні сигнали). Архітектура сигнальних процесорів має помітні особливості: - швидке виконання операцій, характерних для цифрової обробки сигналів (наприклад, операція "множення з накопиченням" зазвичай виконується за один такт);Пристрій складається з мікроконтролера МК, блоку вимірювання тиску, датчика температури, клавіатури, картки памяті, РК дисплею та блоку живлення. Блок вимірювання тиску складається з датчика тиску, манжети, насоса, клапана, ФВЧ. Після встановлення в манжеті високого тиску насос вимикається і повітря випускається з манжети через клапан, що призводить до плавного зниження тиску в манжеті. Сигнал з виходу датчика тиску фільтрується за допомогою ФВЧ, який спроектовано на частоту 1 Гц, і посилюється. Тиск, що фіксується за допомогою АЦП МК в момент появи тонів Короткова, відповідає значенню САТ, а тиск, що фіксується в момент їх зникнення - ДАТ.Світлодіоди загального призначення (для індикації) задовільно працюють при струмах від 3 МА до 20 МА. Вихідна напруга супервізора МАХ811 становить 0,4 В при вихідному струмі 3,2 МА.

ЗМІСТ

Перелік умовних скорочень та позначень

Вступ

1. Аналітичний огляд

1.1 Методи вимірювання артеріального тиску

1.1.1 Загальні відомості про вимірювання артеріального тиску

1.1.2 Аускультативний метод

1.1.3 Пальпаторний метод

1.1.4 Осцилометричний метод

1.1.5 Прямий метод

1.1.6 Вимірювання артеріального тиску за допомогою датчиків тиску

1.2 Мікропроцесори та мікроконтролери

2. Обґрунтування способу побудови функціональної схеми пристрою

3. Розрахунки, що підтверджують працездатність пристрою

3.1 Вибір номіналу обмежуючого резистора

3.2 Розрахунок резистора підствітки РК дисплею

3.3 Розрахунок дільника напруги

Література