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【摘要】目的：研制数字式颅内压力计，用于检测颅内压力，为颅内压升高患者提供准确的颅内压力数据。方法：在颅$ \) T3 j- U5 M! J9 S) L
骨顶部的合适位置钻一小孔．将内径为1 mm左右的充满生理盐水的导管插入脑室．导管外端通过三通开关连接传' l& C w& H8 y( s+ q
感器．通过传感器把压力转换成电信号送到单片机C8051F020进行数据处理．并输出到LCD液晶屏显示压力。结( |9 h0 O9 A' k( e& I% c6 P. j- E
果：该数字式颅内压力计可实现实时检测。其检测结果准确。能真实反映出颅内压力。结论：该数字式颅内压力计操( _! ?- O, M" S0 w3 w' R+ P- u4 U
作简单．读数直观，体积小，携带方便。
- w5 _7 G, D6 m1 引言
$ ?0 A! j7 }5 N- ^( H* i% f, O) t颅内压是指颅腔内容物对颅腔壁上所施加的压力。由于+ S4 l5 G% ]2 W; D0 U
存在于蛛网膜下腔和脑池内的脑脊液介于颅腔壁与脑组织* |* n* A1 |# G9 I
之间，并与脑室、脑池和椎管内蛛网膜下腔相连通，因此临床! X5 ^; R9 Q1 n- y& y
上常以侧脑室内、小脑延髓池和腰段蛛网膜下腔所测得的脑
" |: \0 r2 K, K+ T/ H; A+ q脊液静水压来表示颅内压。正常成人在身体松弛状态下侧卧( f: C6 J% X" k5 ], ?# |( c& c% v
时的腰穿或平卧时侧脑室内的压力为0．78．1．76 kPa(80～180: ^9 J$ y j- s- u p
mmH20)，儿童为0．39～0．88 kPa(40～90 mmH：O)；坐位时腰穿6 K( f5 K9 Y. J0 a2 u9 Q& T
压为3．43．4．41 kPa(350。450 mmH，O)。病理性颅内压升高可. }* ~9 Y! Y/ W8 f1 r* s' G
表现为慢性进行性升高、突然升高或持续性稳态颅内高压。
: S. _' V$ k- R如不能及时发现和处理．可导致脑灌注压降低．脑血流量减
* R. P" Z2 q' u9 N少．进而因缺血、缺氧造成中枢神经系统功能障碍，甚至可因
# ~# @- {0 Z. [8 Y- K! X* ?颅内高压引起脑疝．危及患者生命⋯。对颅内高压疾病合理有
3 R) ? j. f- @5 T" q1 l' ]; e效的治疗．必须以准确持续的颅内压和脑灌注压监测为依
( w# p' G0 y& C: L! m5 D2 {4 N据。为此．我们研制出一种数字式颅内压力计。该颅内压力计
2 k C' E' b+ R; n# l% K可实现实时检钡5．其检测结果准确，能真实反映出颅内压力。
s, o1 z* j- J* z2系统设计# r8 q1 T& Z9 g
整个系统由硬件和软件两部分组成。其中．硬件部分以, H8 \. Z0 Y. o
C8051F020单片机为控制核心．利用微压力传感器采集到的微4 o' x3 {' M! a5 }& a. P5 z
弱电流信号经前置放大后送到单片机6 y: J G# @) f
C8051F020中进行实时处理．然后送到
/ m+ }# w) a0 ]( y$ j# o% M0 z! rLCD显示出来。数字式颅内压力计利用较
6 }" i) k0 E0 ^! N/ y. o7 R# x少的外围器件实现了对颅内压力的检测。
) `' y. q& Z1 F3 o. O( k. l9 r+ r8 b软件部分采用模块化结构．采用C语言编程．简化了软
" ^! X7 ~8 b* `1 i件结构．提高了编程效率。5 k/ I1 B6 W$ ?
2．1 设计思路
% y3 M$ B+ t; ^+ m8 m该颅内压力计用一根导管插入脑室．导管外端通过三通& c( ?' _, u# f
开关连接微压力传感器．传感器把颅内压力信号转换成电信
) S' I' {* J D* b8 ^( N5 U [4 R号．送入单片机C8051F020进行数据处理．然后将处理结果用) m& C6 u' h* x. n% j. E. x
4位数字在LCD上显示，即可直观反映出颅内压力．同时．有
$ J/ {# _7 \2 k" q9 K+ l' R1 Q一个输出门可把数据上传到计算机．进行数据存储和分析。1 ?: c0 J* s; |; S" s* S! ?! b$ x
2．2系统硬件设计" b2 d' H4 I* q0 I
2．2．1 系统结构7 J% c% k n1 v! b- r5 P2 v4 T: O
该系统以C8051F020单片机为核心，主要由数据采集、
s2 j) q! m& U, V! c$ l2 l9 W数据通讯、LCD显示和电源等4部分组成，其硬件框图如图l
$ b. M* X; g. Z所示。压力传感器输出的电流信号经过放大转换后．送至
: I0 y$ M6 ~( i5 H6 i7 l- TC8051F020内部的MD转换器中．在单片机内部完成模数转
. ~$ c6 w A$ E9 t换、数据存储、数据处理工作，最后送到LCD显示。2 \/ w; R3 Q# b$ W# p& Y- w% R
2．2．2 LCD显示% [$ T) [8 t' R6 B9 `/ z
为了使数据采集系统小巧美观．同时又获得较高的性价/ |$ w9 e2 x* `8 Z5 R" z2 r
比．选用GYTN0499作为液晶显示屏。显示驱动控制芯片采用; e2 d/ B6 l& R+ H. v( l4 P2 b7 v
一种高性能LCD控制器SEDl335。硬件电路采用间接接法．& n I/ h: }, o9 |0 s6 H" Z1 x
用单片机的P5．O—P5．7口作为SEDl335的DB0一DB7数据总
4 |' d n. n& k" r0 ~" Z线的输入通道。P4．5作为SEDl335的片选信号．配合地址信 ^. J0 ]$ t# u
号A0．实现SEDl335通过数据总线接收来自单片机的指令和6 L. S; _3 a% b
数据。当AO=0，P4．6(WR)=O，P4．7(RD)=1时，实现指令的写
2 |, Q I1 k. ?% [0 B入和从SEDl335中读取数据；当A0=l，P4．6(WR)=0．P4．7! B c8 s8 }4 [$ ~0 L
(RD)=1时，则显示数据的写入。该功能通过软件实现。
' u; I# H1 G0 d" |- Y7 |" u2．2．3数据通讯
% y) n* e' j% k) L% e1 K* L9 q单片机C8051F020的rⅨ0、RX0及PO．2可以通过; l4 ?/ Y( Q" K# ] \' }
MAX485与上位机相连．进行串行通信。P0．2控制MAX4857 l! v; H& X& y% u) M4 c
的状态或发送．用软件控制。RX0为单片机的串行输入端．接2 y( @, W' E& E# o# @+ N
收上位机通过MAX485向单片机发送的数据。TX0为单片机# \, S) _4 R1 D9 Z) Y1 F
的串行输出端，通过MAX485发送给上位机田。& ]. ?% J/ x3 S1 f5 c; k& R
2．2．4电源部分
& q& D4 Q. ^' p. [% r% D电源电路是给电子设备提供必要的电源能量的电路．该部
8 Q$ B% }. i6 p( u% R2 p4 w分采用交直流两用电源。交流电路部分将220V、50／60Hz的市8 z6 p9 ?" v) v5 Z5 R) G0 V! \/ s
电转换成直流电。它由降压、整流、滤波、稳压等4部分组成．稳$ E( H% P% x# _, G6 o
压部分采用了i端固定式集成稳压电路(78H05)．输出+5v．同
! y7 s9 a" o7 D1 [$ d时给4节7号充电式镍氧电池充电．当停电或没有交流电源的$ ]0 g' A* n( U e# ^% j
场所使用时，采用电池供电．电池供电时间约为2h。; |# a: s6 q. d+ Q; I4 O
2．2．5数据的采集3 V; q1 `7 `7 _. m. I
压力检测选用ATPl50型微压力传感器。它具有体积小、
- X# O8 k5 Z/ p6 M& J7 W, r精度高等优点．检测元件输出都是标准的4。20 mA微弱的电2 v$ V4 I3 o5 `# a
流信号。电流信号经过由LM324组成的放大转换电路．转换
. Y- R9 C! p& o成0。5 V的电压信号输入到C8051F020的模拟输入端．如图
& d) X2 t) ~5 [' L2所示．经内部集成的A／D转换器转换成相应的数字量13]。% N* {; w; U3 O- U3 K0 z5 U8 x( M7 o
7 L: y+ ~8 h% w+ b/ C; |2 E
附件下载： / y. r, l2 ]6 `
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发表于 2020-1-14 10:42
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