【導(dǎo)讀】醫(yī)學(xué)上通常采用測量膀胱壓力的方法來測量腹腔壓力，簡單來說就是向膀胱里注射生理鹽水，然后測量液體從膀胱流出的壓力，方法簡單且使用，但是卻有一個致命的缺點。本文從這一角度出發(fā)，設(shè)計出一款經(jīng)濟(jì)適用，能夠充分實現(xiàn)腹腔壓力數(shù)據(jù)的采集，方便了醫(yī)者掌握患者病情。
測量原理
系統(tǒng)原理框圖如圖1，注水泵通過導(dǎo)尿管往被測量人的膀胱注入生理鹽水，這里使用的導(dǎo)尿管采用雙通道導(dǎo)尿管，注水泵從一個通道往膀胱中灌水，注水速度保持在4ml/h，壓力傳感器從另一個通道測量流出的水的壓力變化情況。
傳感器將壓力變化情況轉(zhuǎn)換成微弱的電壓幅度變化（0～75mv），經(jīng)過模擬放大器放大后得到變化范圍在0～4.5v左右的電壓變化值，再使用單片機(jī)控制a/d轉(zhuǎn)換器對這個模擬電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后送顯示器顯示。這個過程使用注水泵不停的注入生理鹽水，傳感器也不間斷的對壓力值進(jìn)行測量，顯示器動態(tài)刷新測量結(jié)果，這樣就可以實現(xiàn)長期動態(tài)監(jiān)測。
圖1 腹腔壓力動態(tài)測量系統(tǒng)框圖
從測量原理來講，與傳統(tǒng)的測量方法相比有兩個方面的改進(jìn)。一方面，這里采用雙通道導(dǎo)尿管代替了傳統(tǒng)測量方法中的普通導(dǎo)尿管。使用雙通道導(dǎo)尿管可以用一個通道來進(jìn)行液體連續(xù)灌注，同時使用另一個通道來測量液體經(jīng)過膀胱后流出時的壓力。在傳統(tǒng)方法中使用的導(dǎo)尿管只有一個通道，所以灌注的時候不能測量，只有灌注了一定的量之后（一般灌注50ml），撤掉灌注設(shè)備，然后接上測量設(shè)備開始測量液體從膀胱流出時的壓力。
另一方面，為了實現(xiàn)動態(tài)測量，我們采用了單片機(jī)（at89s52）來控制整個系統(tǒng)的動態(tài)工作。at89s52在系統(tǒng)中主要用來控制a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)動態(tài)采集，把采集到的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，控制顯示器動態(tài)刷新顯示結(jié)果。在傳統(tǒng)方法中，由于只測量一次壓力數(shù)值，所以一般不采用微處理器進(jìn)行動態(tài)管理，測量設(shè)備軟硬件都更簡單。
系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)采用at89s52作為主控制器，控制數(shù)據(jù)采集、運算和顯示。壓力傳感器采用npc1210高精度壓力傳感器，壓力傳感器輸出的是0～75mv微弱電壓信號。傳感器的輸出信號經(jīng)雙絞屏蔽線傳出，送入放大器進(jìn)行放大。放大器選用icl7650這種高精度運算放大器，它具有輸入偏置電流小、失調(diào)小、增益高、共模抑制能力強、且價格低廉等優(yōu)點，放大器電路如圖2所示。
圖2 放大電路
對傳感器輸出的微弱電壓信號放大60倍左右輸出送a/d轉(zhuǎn)換器。選用8位a/d轉(zhuǎn)換器ad0809實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，用at89s52控制a/d轉(zhuǎn)換器采集放大器輸出的范圍在0～4.5v的模擬電壓信號。at89s52與ad0809的接口電路如圖3，得到的數(shù)字信號送at89s52進(jìn)行處理。后端采用3位共陽極數(shù)碼管顯示結(jié)果，由單片機(jī)p2口輸出段碼，p1口輸出位碼。
圖3 at89s52與ad0809的接口電路
系統(tǒng)軟件設(shè)計
主要子程序模塊包括：系統(tǒng)初始化、a/d轉(zhuǎn)換程序、平均濾波子程序、標(biāo)度變換子程序、二進(jìn)制轉(zhuǎn)bcd碼子程序。主程序流程圖如圖4所示。為了防止病人由于咳嗽等偶然原因造成的腹腔壓力陡變影響，在數(shù)據(jù)處理方面，采用了平均濾波方法以減小偶然誤差。圖5為平均濾波子程序流程圖。該子程序采用平均濾波的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即將連續(xù)采樣10次的數(shù)據(jù)去掉最大值和最小值之后進(jìn)行累加求和，按8次采樣值取平均數(shù)，即得有效采樣值，存入發(fā)送緩沖區(qū)。
圖4 主程序流程圖
圖5 平均濾波子程序流程圖
