高灵敏度、高精度膀胱压力监测技术的研究

今天又翻到一个论文，我都没有看完，看到医工所就直接冲了！

以前去看第48届中国国际医疗器械（山东）博览会小结，的时候就有不少相关的康复产品。

然后这个膀胱的问题是不少提起的事情，但是真正的来研究和做实物的少之又少，今日遇到这篇文章正好也是来探索一下，为做产品来铺垫。

但是我们产品要的是无接触的测量，但是文章是以导尿管为切入点的，有作弊的嫌疑。

一般情况下，患者置入导尿管后，尿液直接排出到引流袋，导致膀胱不能处于充盈状态，长时间维持此状态可导致膀胱自身的收缩与扩张功能退化。重症患者往往需要长期留置导尿，或者术后膀胱积液较为浑浊，经常发生导尿管堵塞，易再次引发尿潴留，且当膀胱内积液过多时，尿液会直接从尿道溢出，容易引起感染。根据国家重症病房感染控制措施建议，应尽量采用夹管方式进行患者的导尿管理。在采用夹管方式进行导尿管护理时，通常在间隔固定时间进行排放以保证膀胱内压在较小的范围内，一方面由于没有可以参考的排放标准，对于患者的膀胱顺应性和膀胱排尿功能维护不能起到很好的作用; 另一方面，夹管护理又会加大护理工作量，尤其是对于 ICU 的护理人员，负担会更加沉重。

本研究设计了一套便携式实时监测膀胱压力的设备，实现连续、动态、简便、精准的膀胱压力监测，通过无线数据传输将膀胱压力监测设备采集的实时数据和预测结果反馈到手持终端或护理工作站，通过报警提示医护人员或者自动控制导尿管出口阀门进行排尿，实现对患者的膀胱压力智能管理。

女性导尿

男性导尿

这里我找不到并排的图了，这个是比较清晰的

系统的框架是这样的，使用了一个医疗上面常用的传感器MX9505T压力传感器，但是也没有找到真实的样子，不过肯定也是桥传感器。

这个应该是，以后有用过的给我一个我耍耍

高精度调理电路模块: 传感器输出信号为差分信号，操作压力范围为 － 30 ～ 300 mmHg。灵敏度为 5 μV /mmHg，零点漂移为 ± 40 mmHg，

因此满量程输出电信号范围为 － 350 ～ 1 700 μV。

电信号放大后采用 AD 芯片进行采集。微伏级别的电信号属于微弱信号，需要采用多极放大将信号放大至 AD 采集范围。

传感器输出的差分信号首先经过一个一阶低通滤波，将滤除杂波后的差分信号输入至前置放大器 AD623，AD623 是一个集成仪表前置放大器 ，在无外接电阻的条件下，AD623 被设置为单位增益; 外接电阻后，AD623 可编程设置增益，其增益最高可达 1000 倍。

负压的电荷泵

在第一级放大中，将仪器信号放大 100 倍，被放大 100 倍后信号范围为 －35 ～ 170 mV，同时采用负压芯片 LM2662为 AD 芯片提供负电压。

经过第一级放大的信号还属于微弱信号，第二级放大仍然使用仪表前置放大器。

经过二阶无源滤波后输入至第二级放大器 AD623 中，第二级放大 10 倍后信号范围为 － 0.35 ～ 1.7 V，由于 ADC 不能采集负电压信号，本研究最后将被放大后的信号通过加法电路往上提升 1 V。

也就是100x10=1K倍的放大倍数。

传感器差分信号经过上述调理电路之后的电信号范围为 0.65 ～ 2.7 V，经过一个二阶无源滤波器后输入 AD 模数转换器中。

SPI接口

AD 数 模 转 换 器 采 用 芯 片 ADS1256，ADS1256 测压范围为 DC 0 ～ 5 V，采集卡的采集速率为30 K /s，精度可达到 0． 00001，模地，数字地完全隔离，抗干扰能力强。

参考嘛，接成了跟随器

看看这个特性，应该就是低噪音和单电源了

看了数据手册，确实是适合当缓冲器

OPA350 系列运算放大器针对驱动中速（最高 500kHz）采样模数转换器进行了优化，而且在应用于更高速度的转 换器时也能提供出色的性能。OPA350 系列不仅提供信号增益，同时还能有效缓冲模数转换器输入电容并实现电荷 注入。

采用芯片 OPA350为 AD 芯片提供参考电压。AD 芯片将采集电压通过 SPI 传输给 MCU。

软件框图倒是挺清晰的，但是被拉伸了

根据 P = pgh 公式，可知压力值液面高度相关，取水的密度:

( ρ) = 10^3kg /m^2 ，g = 9.8 N /kg，当传感器与液面高度差为10mm 时，压力值应为0.98 kPa，通过显示面板和手机上读取的压力值与理论计算值对比,来验证。

研究设备实际测量值与理论值的误差在 0.1左右( 1 mmHg = 0． 13 kPa) ，设备检测误差小于1 mmHg，满足临床需求。

啊这。。。。反正就完事了，一个demo产品。