摘 要：本文將多超聲傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用于電子血壓測(cè)量中，詳細(xì)分析了利用多個(gè)超聲波傳感器組成傳感器陣列測(cè)量血壓的原理。在DSP平臺(tái)上采用多傳感器數(shù)據(jù)融合算法自適應(yīng)加權(quán)估計(jì)法，對(duì)多個(gè)傳感器采集的信息進(jìn)行融合，將融合結(jié)果上傳至上位機(jī)。實(shí)驗(yàn)證明此方法能夠較好的克服由于受試者身體活動(dòng)引起的測(cè)量誤差。 關(guān)鍵詞：超聲波；數(shù)據(jù)融合；自適應(yīng)；加權(quán)因子 1．引 言 血壓反映了人體心臟和血管的功能狀況，血壓檢測(cè)對(duì)防病治病、及早發(fā)現(xiàn)疾病，都有重要意義。血壓測(cè)量常采用間接法，本文著重研究超聲法，它是利用超聲波對(duì)血流和血管壁運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)來(lái)檢測(cè)收縮壓和舒張壓的，因?yàn)槎嗥绽疹l移與血壓有較為穩(wěn)定的相關(guān)性, 因此利用多普勒原理測(cè)量的血壓值比較準(zhǔn)確。 但是，在以往的單傳感器測(cè)量系統(tǒng)中，由于傳感器的方差是不能改變的，所以減小誤差的唯一方法就是增加測(cè)量次數(shù)求平均值，這大大增加了系統(tǒng)的運(yùn)算量[2]。本文研究了多傳感器數(shù)據(jù)自適應(yīng)加權(quán)融合算法，它無(wú)需傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的任何先驗(yàn)知識(shí)，根據(jù)傳感器的測(cè)量值融合出方差最小的數(shù)據(jù)融合值。估計(jì)后的方差小于采用單個(gè)傳感器均方估計(jì)的方差和采用多傳感器均值平均法做估計(jì)的方差。 2．系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 采用三組不同頻率的超聲探頭，分別安放在袖帶的不同位置。首先由單片機(jī)發(fā)出三種不同頻率的脈沖信號(hào)分別經(jīng)過(guò)發(fā)射電路驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器，同時(shí)單片機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)氣泵對(duì)袖帶充氣，當(dāng)袖帶的壓力高于動(dòng)脈內(nèi)的血壓時(shí)，血管被阻斷，血管壁靜止不動(dòng)，所以單片機(jī)檢測(cè)到的超聲波回波不會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移；當(dāng)袖帶的壓力剛好低于或高于血壓時(shí)，血流相對(duì)血管運(yùn)動(dòng)較大，此時(shí)單片機(jī)檢測(cè)到的超聲波回波就會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移。 在一個(gè)心周期內(nèi)，隨著袖帶壓力的逐漸增加，血管的開(kāi)放和閉合時(shí)間逐漸減小，直到開(kāi)放和閉合重合，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力傳感器上的壓力即為收縮壓；相反，當(dāng)袖帶壓力減低時(shí)，開(kāi)放和閉合之間的時(shí)間增加，直到血管的一次閉合和下次血管的開(kāi)放重合，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力傳感器上的壓力即壓力為舒張壓。因此，隨著每次心搏血管呈現(xiàn)開(kāi)發(fā)和閉合，借助于頻移輸出的波形就可以檢測(cè)出收縮壓和舒張壓[5]。將每組測(cè)得的血壓數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)DSP數(shù)據(jù)融合后，就可以得到較為準(zhǔn)確的血壓數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的原理框圖如圖 基于多超聲傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的血壓測(cè)量系統(tǒng)全文下載