降压传感器 电子血压计测的血压不准?还是人工水银柱血压计靠谱,这是真的吗
电子血压计测的血压不准?还是人工水银柱血压计靠谱,这是真的吗
高血压患者人数众多,存在“三高三低”现象,即发病率高、致残率高、致死率高、知晓率低、服药率低、控制率低,易于产生心脑血管并发症,因此,准确测量血压就显得尤为重要,目前市面上常用的血压测量计主要包括电子血压计及人工水银柱血压计。
上述场景在每次的门诊工作中都能碰到,在网络上随便一搜对电子血压计的评论几乎清一色的认为:电子血压计测的血压不准?还是人工水银柱血压计靠谱!这是真的吗?因为这是一个共性问题,有必要跟大家科普一下,希望我的解释能给大家带来些许帮助。
血压计测量的原理
水银柱血压计
水银柱血压计本质上是个压力计,主要通过听诊法来测量血压,首先通过对袖带加压阻断肱动脉的血流直至听诊器听不到动脉搏动的声音,然后逐渐释放袖带气囊内的气体,在袖带的远心端刚好能听到动脉搏动的声音,此时血压计对应的数值即为收缩压,继续袖带放气,刚好听不到动脉搏动的声音,此时对应的数值即为舒张压。
电子血压计
早期电子血压计主要参照上述听诊法测量原理测量血压,测量误差大、可重复性差、易受干扰;目前绝大部分电子血压计采用了示波法间接测量血压。示波法通过建立收缩压、舒张压、平均压与袖套压力震荡波的关系来判别血压。电子血压计压力传感器感知到的震荡波与血压有较为稳定的相关性,因此实际自测血压的应用中,利用示波原理的电子血压计测量的血压结果比参照听诊法制造的电子血压计测的血压更为准确。目前电子血压计已更新到第四代,电子血压计的关键元器件在于电子控制排气阀。
水银柱血压计的优缺点
历史上一直使用人工水银柱血压计,积累了较多经验,但对于有心律失常尤其是有心房颤动或不纯性心房扑动的患者目前使用人工水银柱血压计测量是最准确的,电子血压计目前还不能替代,因此,上文评论中提到的电子血压计测的血压低很多,不排除跟患者有心律失常有关。此外,人工水银柱血压计缺点还有很多,如血压计含有汞,易导致环境污染及人体中毒、需要专业人员测量、需要两个人参与、携带不方便、测量过程中易受周围环境及测量者主观因素的影响........
电子血压计的优缺点
目前大部分欧美国家因水银柱血压计含汞已禁止使用,优先推荐使用电子血压计测量血压,经过国际国内权威机构认证的电子血压计测量结果准确性高,携带方便、不会污染环境、测量血压不需要特别的专业知识、一个人即可完成。
电子血压计测量不准的可能原因
电子血压计质量不合格
购买的电子血压计为伪劣产品,未经国际国内权威机构认证,事实上有一项国际权威杂志《hypertension》针对澳大利亚电子血压计的调查发现:只有18.3%的臂式电子血压计通过验证,腕式电子血压计只有8%通过了验证,通过验证的电子血压计,平均价格是101.14澳元,没有经过验证的电子血压计,平均价格则只有67.37澳元。再一次证明一分钱一分货,因此购买血压计不能只看价格,测量的准确性需优先考虑。
所使用的电子血压计种类不同
电子血压计主要分为上臂式、腕式、指套式,而国际国内高血压相关协会推荐的是上臂式电子血压计,国内140/90mmHg以上定义为高血压患者也是基于上臂所测得的血压值,腕式、指套式所测得的血压变异大。
测量方法不正确
测量血压要在“标准状态”下测量:即测量血压时周围环境安静、温度适宜、没有情绪激动、30分钟前没有剧烈运动、喝咖啡浓茶、排空膀胱、测量时袖带中心线需与心脏保持同一水平、袖带松紧适中、袖带的宽度选择合适、袖带传感器要位于肱动脉搏动最强处(大部分患者不存在肱动脉走形变异,按电子血压计说明书操作即可)。测量血压时至少测量两次,每次间隔1-2分钟,若所测血压差值大于5mmHg以上,需测第三次或第四次,然后取平均值作为最终血压值参考。此外,左右上肢的血压亦会有一定差异(一般不超过5-10mmHg,尤其是第一次测血压需测量双侧,以后以高侧为主测量血压)。心房颤动患者需使用人工水银柱血压计精确测量,但电子血压计所测血压计可作为粗略参考,后者测得的血压一般偏低。
电子血压计未定期校准
长期未校准的血压计亦会影响血压测量的准确性,因此要按照说明书所推荐的时间定期校准,最好购买电子血压计时选择经过权威机构认证的大品牌产品,一般都提供免费寄送校准服务,当然,您也可以选择当地的权威计量部门进行校准。
患者认知的偏差
人体血压在24小时内是动态变化的,受诸多复杂因素影响(如环境、天气、稳定、情绪、睡眠、自身健康状况等),因此不同时间点测得的血压是不同的,即使每天在同一个时间点测量血压亦不可能完全一样。因此高度怀疑电子血压计准确性有问题时可在同一时间段同样的环境中与其他电子血压计或人工水银柱血压计进行比较是相对稳妥的办法。此外,要意识到白大衣高血压现象,即有少数患者到医院看到穿白大衣工作服的医务工作者无名的紧张导致血压升高,此时可行动态血压监测来消除此影响,进一步明确有无高血压或评估降压药物的疗效。
因此,选择经国际国内权威机构认证的电子血压计,只要测量方法正确,定期校准,消除认为误差,测得的血压与人工水银柱血压计一样靠谱。但在患有心律失常如心房颤动的患者建议使用人工水银柱血压计监测血压。
高血压是“隐形杀手”,降低其心脑血管并发症从准确测量血压开始。电子血压计是可信赖的帮手,人工水银柱血压计可作为有效的补充。
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海康威视热成像仪H11拆解:价格亲民,国产芯片自主创新发威
红外热成像仪最开始起源于军用,逐渐才转为民用,放在十多年前,热成像仪基本都算高端的仪器,价格也非常昂贵,动辄几万甚至几十万。不过,这种情况在最近几年有了很大的改善。一方面是因为国内不少厂商都陆续突破了红外探测器技术,像海康威视、高德红外等;另外一方面,热成像仪的应用领域也拓展了,除了军用,现在的工业、电力、楼宇等领域都有热成像仪的影子,甚至说网上很多电子产品评测的自媒体博主都人手一个热成像仪,而热成像仪从小众走向大众最重要的一个因素就是价格降下来了。
比如本期贸泽电子爆款拆评要拆解的这款海康威视的热成像仪H11,优惠下来的价格只要1000多元。从外观看,H11中规中矩,基本和一些传统入门级的热成像仪一个造型。在参数上,H11拥有160*120的分辨率(探测器的分辨率),量程在-20℃到350℃,搭载了一块3.2英寸的LCD屏,内置了4GB的存储,采用可充电锂电池供电,可以直接通过USB TYPE-C接口线充。H11为什么能做到这么亲民的价格呢?内部用的又是什么硬件方案呢?是不是非常好奇,拆解一探究竟。
拆解
热成像仪的使用体验以及拆解过程可以观看视频,文章内容主要来剖析H11拆解后的硬件情况。拆解完内部的硬件主要是两个部分:红外探测器模组以及PCB主板。
红外探测器模组将红外探测器模组再次拆分后可以看到内部的电路以及结构。
红外探测器采用的是海康威视自家的非制冷氧化钒长波红外焦平面阵列,160*120分辨率,采用COB的封装,直接贴片在PCB板上。自研自产的探测器打破了国外垄断的局面,走出了坚实有力的一步。与探测器配套的是红外镜头,主要是用于接收和汇聚被测物体发射的红外辐射。
而在探测器与红外镜头中间有一个“黑匣子”结构,不出意外应该是红外热成像仪的挡片切换电路。挡片内置于镜头和探测器之间,目的是为了适应探测器的测温缺陷而存在的。尤其是入门级的热成像仪,无法根据外界的温度和湿度进行自适应调整,所以热成像仪观测一段时间或者观测的温度变化时需要通过挡片遮挡来重置探测器参数,达到测温和图像校准的目的。当然,也有高端的没有挡片的热成像仪,但是往往价格很昂贵,这就不在本期视频中讨论了。
另外可以看到红外探测器模组小板上还有其余的一些器件,旺宏的32MB SPIFLASH MX25L25645GZ2I以及信号链的一些芯片。所以整个红外探测器模组的功能就是将热辐射信号变成电信号,传输到PCB主板上处理。
PCB主板电路PCB主板正面是一块3.2英寸的LCD屏幕,屏幕下方有一颗蜂鸣器,用于温度过热提示报警;而主要的电路都布局在PCB背面,包括接收、处理控制的核心电路以及一些外设接口电路。
PCB主板背面中间几颗大的芯片分别为英特尔的cyclone 10 FPGA、东芝的eMMC 5.0存储以及海康威视的SoC:
英特尔FPGA芯片型号为10CL016ZU256I8G,采用了256pin脚的BGA封装,具备15408个逻辑单元,属于面向工业级领域的产品;东芝存储芯片的型号为THGBMDG5D1LBAIT ,为4GB的eMMC5.0,主要用于存储系统固件以及拍摄的热成像图片;海康威视的SoC为笔者推测的结果,未查到具体的功能,但结合整个 PCB 布局的器件以及外扩功能来看,猜测这颗SoC可能集成了一到两颗ARM的处理内核,集成了像图像/视频DSP,并且集成众多外设像UART、SPI、SDIO 接口等。从硬件方案来看,英特尔的cyclone 10 FPGA芯片主要作为接口电路芯片,一方面接收来自红外探测器输出的数据,接收的数据会暂时缓存在FPGA的部分SRAM中,当采集完一帧红外图像数据后再传输到海康威视的SoC中。SoC将处理来自FPGA的数据,并通过LCD的接口输出到屏幕上显示。所以看了这个硬件方案,英特尔的cyclone FPGA + 海康威视SoC是否可以直接用AMD的Zynq系列SoC来实现呢?毕竟Zynq系列SoC本身就包含了基于Arm内核的处理系统以及可编程逻辑单元,有想法的小伙伴可以留言讨论。
除了核心的传输、处理电路,PCB主板上还包括电池供电的电源管理电路以及锂电池充电电路。
电源管理电路的核心硬件方案采用德州仪器的电源管理芯片TPS63020。这是一颗工业级的高性能升降压芯片,可以在支持1.8V~5.5V的宽输入电压范围内实现大电流和高效率。也就是说,无论是1.8V、2V、3V这些低输入电压,它的输出都可以固定,所以特别适合电池放电的应用,因为随着电池的放电,电压是会下降的,使用这颗芯片就能够提高电池的效率,尽可能的榨干电池电量。
而锂电池充电电路采用的是国产芯片的方案,圣邦微电子的锂电池充电管理芯片SGM41511。可以支持3.9V~13.5V的宽电压输入,因此也适合除了5V USB充电外的其它应用,如车充,墙壁上的电源适配器等。此外它还支持USB OTG功能,可以实现最大1.2A的输出;可以通过I2C接口可以配置不同的工作模式;整个芯片也集成了过温过压等保护功能。
海康威视H11热成像仪中主要涉及到的一些芯片参考如下:
厂商型号说明 英特尔10CL016ZU256I8Gcyclone 10 FPGA芯片 海康威视CPAKS2012处理SoC 德州仪器TPS63020电源管理芯片 圣邦微电子SGM41511锂电池充电管理芯片 东芝THGBMDG5D1LBAIT 存储IC,eMMC 5.0,4GB容量 旺宏MX25L25645GZ2I32MB SPI FLASH小结
看完海康威视H11热成像仪的硬件解决方案,从功能来说,这个热成像仪主要分为5个部分。首先是红外探测器模组,其中采用了海康威视自家的红外探测传感器;其次是接口传输以及数据处理显示,这部分用到了英特尔的FPGA以及海康威视自家的SoC;然后是电池充电电路以及系统电源管理部分,分别用到了圣邦微电子的充电管理芯片以及德州仪器的电源管理芯片。
从元器厂商分布来看,国产芯片厂商数量要占大头,但是对比国外半导体厂商的产品,还有提升空间,比如采用的英特尔FPGA、东芝存储以及德州仪器电源管理这些芯片类型恰好是国产芯片的短板。不过,作为一个以整机为主的产品方案厂商,海康威视也不断自研芯片来应对来自复杂多变的供应链的挑战,相信看到这里的小伙伴也能明白为何海康威视的热成像仪可以做到1000多人民币的价格,毕竟核心的红外探测传感器、核心的处理控制SoC都是海康威视自研自产的。若国产芯片厂商在持续投入自研芯片的同时,另辟蹊径,能重点加强芯片功能的差异化创新,那么相信用不了多久,市面上会出现更多像海康威视热成像仪一样更具有性价比的产品,而最终受益的都是我们这群消费者。
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