电子控制排气阀技术在电子血压计中的应用分析

陈锦超

（ 西铁城精电科技（ 江门）有限公司，广东 江门529000）

电子控制排气阀伺服技术是现代科技发展产物， 在电子血压计中的应用，攻克了定速排气等技术瓶颈，可根据血压初步判断结果实现自动加压， 使得测定结果更加精确。 电子控制排气阀的应用，实现了定速排气与快速排气，但技术精密度等方面的要求高，涉及电与磁等专业领域知识， 目前掌握是技术生产要点的公司数量相对较少，也体现出了电子控制排气阀伺服技术的研究价值。

1 电子血压计的原理概述

从电子血压计原理入手分析， 主要是脉搏信号被传感器采集后，完成血压测量，具有不受外界因素干扰及特异度高等特征优势。 从而传统水银血压计入手分析， 主要依靠医生主观通过水银刻度，听诊脉搏跳动，以此完成血压测量，影响测量结果精确度的因素较多，包括水银刻度规格不一等，医生报出的读数存在较大偏差， 导致血压值测量结果严重受血压计特性影响。虽然都是采取无创间接测量血压的方式， 但传统基于完全受压动脉不会发出声响原理、由听诊器听取柯氏音的听诊法，血压测量结果的准确度低。 听诊法应用的血压测量仪器结构， 主要由听诊器与袖带等部分组成，操作前先充气袖带，直到袖带压力高于动脉收缩压， 起到封闭动脉血管的作用， 此时动脉无任何声响。 并以2-4mmHg 左右的速度放气，收缩压超过袖带压力时，动脉不完全受阻， 同时受血液喷射形成涡流影响， 才会发出声响，通过血管振动传到体表，由听诊器听取到柯氏音；首个柯氏音为收缩压，声调变低甚至无声时，被定义为舒张压。 而基于振动法的电子血压计， 主要借助控制加压速度与测量结束快速排气等技术优势实现加压测量降压增减的过程，先放大动脉压，并绘制包络线，从包络线几何形态入手分析，平均压被认定是包络线最高点对应的静压，平均压通过比值法或拐点法估算血压值[1-2]。

2 电子控制排气阀技术在电子血压计中的应用

2.1 电子控制排气阀的结构

从电子控制排气阀的阀体入手分析， 阀体上部设有与排气管连接的进气口，下部设有排气口。 阀体内部的U 型极片开口向上，极片两侧分别固定永久磁铁与线圈架。 线圈架上端的凸台上设有阀塞，阀塞与进气口位置对应，同时凸台上连接弹簧片，用于克服与缓冲线圈架运动时受自身重力的影响，确保进气口排气稳定性。 线圈架下端设有插入导向孔内的导向杆，对线圈架的运动起导向作用，确保进气口排气精确度。

2.2 电子控制排气阀工作原理

电子血压计工作时，线圈产生电磁场，永久磁铁产生永久磁场， 借助两种磁场相互排斥的作用力推动线圈架向上运动，阀塞逐步靠近进气口，直到关闭进气口。 线圈架上下运动幅度以及进气口开关程度主要依靠电流大小的改变进行控制。 电子血压计应用电子控制排气阀， 实现了急速与定速排气部分的整合，通过线圈电磁场与永久磁铁磁场间的作用力推动阀塞靠近或远离排气口，实现对电子控制排气阀排气速度与排气量大小的控制。 同时电子控制排气阀的应用，实现了电子血压计结构的简化，减轻了重量，缩短了管路，血压测量结果的准确度随之提升[3]。

2.3 工作特征

基于示波法原理的电子血压计， 血压测量中的气路控制需要满足以下两点；一是气泵加压中的气路密闭性；二是降压测量中的气路需根据设定好的排气速度排气。 从第一代电子血压计入手分析，采取减压时测量血压值的技术，运用了压力传感器与急速排气阀，以及气芯（ 机械式定速排气阀）等元器件，快速加压至指定值，通过机械式定速排气阀匀速放气，放气减压过程中测量血压值。 测量特征如下所示；一是采用了机械式定速排气阀与急速排气阀两个排气阀； 二是通常设定超过1800mmHg 的初始加压压力，加压速度快，需在10s 内完成达到指定加压值； 三是达到指定加压值后， 不能快速以2-7mmHg/s的速度放气， 需经过几秒超过7mmHg 放气速度的过渡后才能达到匀速放气速度。 第一代电子血压计尚未使用电气控制排气阀技术，其中定速排气阀负责在降压时控制降压速度，而急速排气阀负责加压后的快速压力释放， 以此达到测量血压目的。由于气芯是金属或塑料制品，不能避免加压与排气状态时不稳定性等原理性缺陷影响，导致气泵加压时间不确定，定速排气时普遍存在衰减问题；对此，会适当的提高初始加压压力，以克服加压时停止放气造成的测量结果失真问题。 除此之外，对被测者的手臂压迫感明显，仪器的不稳定性，也导致测量结果准确性无法保证。

从第二代电子血压计入手分析，技术水平明显提升。 运用了气压压力传感器与电子控制排气阀等元器件，实现了减压时稳定测量。 应用电子控制排气阀伺服技术，可实现定速放气，根据血压实际情况自动加压，在无其他影响因素干扰下，测定结果准确稳定。 测量特征如下所示；一是电子控制排气阀技术应用，实现了定速放气， 以及操作完毕后的快速排气。 二是具备自动加压优势，仪器可根据被测者血压判断结果确定需加压的压力值；三是放气速度可在开始就稳定在3-4mmHg/s，无须过渡。 但实际上，当前掌握排气阀伺服技术等结构特征的生产公司数量相对较少。

从第三代电子血压计入手分析， 采用了气压压力传感器与电子控制排气阀，以及伺服加压气泵等元器件，匀速加压与加压时测量血压的测量特征突出。 测量特点特现在以下几方面；一是应用了伺服加压气泵技术，得以有效调整加压速度，完成加压与血压测量同步；二是应用电子快速排气阀技术，操作完毕后迅速放气。 其中加压与血压测量的同步性能，是新型电子血压计的技术核心，掌握该技术的公司数量相对较少。 加压同步测量技术与电子快速排气阀是第三代电子血压计的主要结构特征。 同时影响血压测量结果准确度的因素较多，要求测量者严格规范操作电子血压计， 明确掌握电子血压计的构造原理，减少人为因素不良影响，实现医疗资源高效利用。

2.4 未来发展趋势

随着蓝牙技术，5G 通讯等技术大力发展， 电子血压计同时也增加即时通讯功能，或者与手机设备整合在一起。 这样就要求排气阀排气控制需要更加稳定， 体积更小。 现在出现了排气阀，气泵一体化的新型零件，体积更小。 同时MCU 在检测到测量过程中的异常信号时， 即时以信号形式发到云端大数据，经过计算后以信号反馈到血压计， 通过MCU 控制排气阀和气泵的运作。 从而保证用户使用的安全性和实时性。 随着未来科技进一步的发展，电子血压计等电子医疗产品会更高效方便服务与人们。

结束语

在现代科技发展带动下， 电子控制排气阀的应用价值逐渐体现，快速放气等性能逐步优化，实现了电子血压计在加压时的血压稳定准确测量，缩短了血压测量时间，血压监测操作更加简便与高效。 但该技术对生产工艺与部件加工精密度等方面的要求较高，能够规避自重等因素的不良干扰，以切实发挥微小压力精密控制作用；对此，应当加大技术创新研究力度，以推动医疗用监护仪器的技术升级。