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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: g [& A% k9 C X6 G, z
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% s+ Y' K; u9 Q6 O0 k% a
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
4 Y1 s! i% m. ` |( [+ p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( d2 s1 G' j' ]. P5 h
作简单．读数直观，体积小，携带方便。
9 E& P& F2 e2 \4 L; h; d1 引言+ O! O: l$ z5 O# C& P6 \# U% @1 S8 N
颅内压是指颅腔内容物对颅腔壁上所施加的压力。由于# W- v6 F2 X3 r
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8 j1 z1 p) c/ [$ ]
之间，并与脑室、脑池和椎管内蛛网膜下腔相连通，因此临床
' p" Y" Q7 K6 J. x% u k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
: H9 Z3 k) n6 ?8 ]( o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
; g- ?8 X( W; _6 s. ]时的腰穿或平卧时侧脑室内的压力为0．78．1．76 kPa(80～1807 s, D- t0 p$ |, B+ F
mmH20)，儿童为0．39～0．88 kPa(40～90 mmH：O)；坐位时腰穿4 Z6 [/ K" j6 }! s6 C8 S
压为3．43．4．41 kPa(350。450 mmH，O)。病理性颅内压升高可: T# p- I9 \: _6 w/ P% }0 i2 h
表现为慢性进行性升高、突然升高或持续性稳态颅内高压。& A( U0 R8 ~- N# e: J
如不能及时发现和处理．可导致脑灌注压降低．脑血流量减
+ A) T) j# q' _+ F少．进而因缺血、缺氧造成中枢神经系统功能障碍，甚至可因6 O }6 F4 u2 `" u( h# K; l8 N
颅内高压引起脑疝．危及患者生命⋯。对颅内高压疾病合理有6 z1 O2 W) Z+ |
效的治疗．必须以准确持续的颅内压和脑灌注压监测为依
$ T- f. C1 A: u3 F& U据。为此．我们研制出一种数字式颅内压力计。该颅内压力计
1 m& f* a. q5 x7 k1 z+ D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。& T' R! l. o1 v
2系统设计
# i6 R- _& v! Q6 c整个系统由硬件和软件两部分组成。其中．硬件部分以( w* p5 w# F' R
C8051F020单片机为控制核心．利用微压力传感器采集到的微( r; G8 O0 y& |4 n6 M0 H
弱电流信号经前置放大后送到单片机! j) B5 g$ H% Q* H- V
C8051F020中进行实时处理．然后送到
3 ]6 o$ A" ?$ b! F/ s. G3 gLCD显示出来。数字式颅内压力计利用较
: U. k$ C3 }3 R' J少的外围器件实现了对颅内压力的检测。0 L. j- }1 ~' O6 r) R: E: m
软件部分采用模块化结构．采用C语言编程．简化了软
; D, F% _! u( {7 w* C9 N件结构．提高了编程效率。
0 _. R6 N0 `+ m2 K/ z: v) O2．1 设计思路
8 f! G# y$ |# h! r. S/ _7 i) A该颅内压力计用一根导管插入脑室．导管外端通过三通1 E- V1 d V& \9 ?8 _& D: l, o
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, T ^# [8 p x. `9 P
号．送入单片机C8051F020进行数据处理．然后将处理结果用, a0 ]3 B- _# g4 F
4位数字在LCD上显示，即可直观反映出颅内压力．同时．有
5 E9 b2 g' \( K7 |一个输出门可把数据上传到计算机．进行数据存储和分析。
. o/ {1 z8 M% w' j4 \; F2．2系统硬件设计
- n7 ]/ F* C) j3 ^. M2．2．1 系统结构
5 t* N' L+ r) |4 G0 D, t( O' x该系统以C8051F020单片机为核心，主要由数据采集、1 _4 I8 _1 M- F& a$ Y; I- G. s
数据通讯、LCD显示和电源等4部分组成，其硬件框图如图l
1 _) b. B; h: f5 X所示。压力传感器输出的电流信号经过放大转换后．送至$ f$ |+ B1 v9 x& h
C8051F020内部的MD转换器中．在单片机内部完成模数转
{/ r* f' k- U9 I8 H换、数据存储、数据处理工作，最后送到LCD显示。
$ _! e, P, N7 L2．2．2 LCD显示
9 C* J# t. ~: D# E* ~, l为了使数据采集系统小巧美观．同时又获得较高的性价
# A) ^+ N8 f0 @: D9 K% [比．选用GYTN0499作为液晶显示屏。显示驱动控制芯片采用
! H. e8 ~- ~6 B$ w( S4 K$ p一种高性能LCD控制器SEDl335。硬件电路采用间接接法．
6 x1 U, a+ ]; J7 T% c1 d7 y- V( R用单片机的P5．O—P5．7口作为SEDl335的DB0一DB7数据总
1 z& X4 o% q# ]! [线的输入通道。P4．5作为SEDl335的片选信号．配合地址信1 W3 n6 S1 Z( \0 |& F5 ]
号A0．实现SEDl335通过数据总线接收来自单片机的指令和/ i: J9 v% g1 r' g) L3 m# w
数据。当AO=0，P4．6(WR)=O，P4．7(RD)=1时，实现指令的写
0 }& @7 L! F# G0 D入和从SEDl335中读取数据；当A0=l，P4．6(WR)=0．P4．7
: W. Z9 z$ O: T' Q(RD)=1时，则显示数据的写入。该功能通过软件实现。
6 b) G; Y3 s" ` {4 S' m# W4 I4 q2．2．3数据通讯
% t7 H, a+ I7 f h5 K( v# V单片机C8051F020的rⅨ0、RX0及PO．2可以通过
2 E4 U" i$ T2 ^* s! } QMAX485与上位机相连．进行串行通信。P0．2控制MAX485
3 J2 t4 O* c* r) D% t的状态或发送．用软件控制。RX0为单片机的串行输入端．接
. I W- x: r: z+ R. V$ k' `2 K收上位机通过MAX485向单片机发送的数据。TX0为单片机
5 @4 L! f' M: \6 [# h) H的串行输出端，通过MAX485发送给上位机田。* g6 W3 k- x( K/ ^) v6 m3 \
2．2．4电源部分
% D8 l- u3 o3 q2 H' {9 E6 c- t! {" Y电源电路是给电子设备提供必要的电源能量的电路．该部
5 d/ u& G" b+ J8 U- Q分采用交直流两用电源。交流电路部分将220V、50／60Hz的市
* u7 y( ]& z- r, U8 {) o电转换成直流电。它由降压、整流、滤波、稳压等4部分组成．稳" [6 k) V3 C, O
压部分采用了i端固定式集成稳压电路(78H05)．输出+5v．同9 i2 e8 k/ G$ ^1 r/ h
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$ d# w! _9 o: Q% Q s& `$ p
场所使用时，采用电池供电．电池供电时间约为2h。3 X" X9 @8 }+ V/ R0 ?" b& u
2．2．5数据的采集) S- B* a8 g( O% i5 T! L+ |
压力检测选用ATPl50型微压力传感器。它具有体积小、8 A0 j- t* }. _5 v/ O" f1 \* }
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 i- i+ m! V( [# E7 ]9 V8 o流信号。电流信号经过由LM324组成的放大转换电路．转换3 l. h& Y8 V2 |( d( i
成0。5 V的电压信号输入到C8051F020的模拟输入端．如图
3 R x' [+ J* E# T& C; H' b2所示．经内部集成的A／D转换器转换成相应的数字量13]。
3 Z/ G' k; @ T9 T, r* S x6 i. ^$ |4 i6 }
附件下载： 6 l4 V- \+ ~; [0 K/ ?$ ^
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发表于 2020-1-14 10:42
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