Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Aufbau eines Blutdruckmessgerät


von Ammar O. (ammar_o)


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Hallo, Mein Ziel ist, ein Blutdruckmessgerät aufzubauen. Dazu habe ich 
ein Layout mit verschiedenen elektronischen Geräte entworfen. Die 
Bauteile, die ich dafür verwendet habe: Die Kernkomponenten sind:
•  Blutdruckmanschette für den Oberarm.
•  Druckluftpumpe/Luftkompressor.
•  Ablassventile.
•  Drucksensor. (2SMPP-02)
•  Mikrocontroller (Arduino Uno).
•  Eine geeignete Spannungsversorgung.
•  Schläuche und Verbindungsstücken.
•  Ein Schalter zum Ein- und Ausschalten
Zu den oben genannten Bauteilen kommen noch weitere Bauteile zu Einsatz:
•  PNP-Transistoren.
•  Abblockkondensatoren.
•  Verstärkerschaltung. (INA122P)
•  Widerstände.
•  CNC-Platine, wo alle Bauteile befestigt und gelötet werden.
 Ich möchte nun das Kalibrierungsverfahren machen, um die Messwerte von 
mV in kPascal umzuwandeln, damit ich den systolischen und diastolischen 
Blutdruckwert ermitteln kann . Dazu habe ich folgende Formel verwendet:
float pressure_kPa = (voltage_mV - offset_voltage_mV) * 
(pressure_span_kPa / span_voltage_mV);
wobei:
float pressure_span_kPa = pmax * (percent_span / 100); //  1%
float pressure_offset_kPa = pmax * (percent_offset / 100); // 3%

 Dazu habe ich folgende Parameter aus dem Datenblatt des Sensors
const float offset_voltage_mV = -2.5;
const float span_voltage_mV = 31;
const float pmax = 37;
const float percent_span = 1; // Prozentuale Spanne des Sensor für die 
Temperatureinflüsse
const float percent_offset = 3; // Prozentuale Offset des Sensors für 
die Temperatureinflüsse
const float reference_voltage = 4500; // Referenzspannung in mVolt
voltage_mV: entspricht den Messwerten am Arduino.

Im Anhang finden Sie das Datenblatt von dem Sensor.

Ich bitte euch um Korrektor und Hinweise.
Vielen Dank im Voraus.

von Mani W. (e-doc)


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Wozu ein eigenes Blutdruckmessgerät aufbauen?

Die gibt es ausgereift um wenig Geld, oder ist das ein
Spaßprojekt?

von Ammar O. (ammar_o)


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Nein !

von Ammar O. (ammar_o)


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Es ist kein Spaßprojekt tatsächlich !

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7466656 wurde vom Autor gelöscht.
von Εrnst B. (ernst)


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Ammar O. schrieb:
> Es ist kein Spaßprojekt tatsächlich

d.H. es soll nachher kommerziell verkauft werden?

Was soll der Selbstbau besser machen als die fertigen 
Blutdruckmessgeräte für drölf Euro fuffzig, die's regelmäßig in jedem 
Aldi zu kaufen gibt?

Wenn's nur eine Software-Spielerei ist: Es gibt fertige Geräte mit 
Bluetooth, da kannst du deine Software einfach dranflanschen, ohne das 
Gerät komplett von Null auf neu zu entwickeln.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Ammar O. schrieb:
> Es ist kein Spaßprojekt tatsächlich !

was macht dein Messgerät anders als die "kommerziell" verfügbaren 
Geräte?

Kannst oder möchtest du Komponenten von fertigen Geräten verwenden?

Welche Teile möchtest du nicht verwenden, und warum nicht?

von dem was du nicht verwenden und demnach ersetzten möchtest: Kannst du 
das mit deinen Kenntnissen und Fähigkeiten so ersetzen, das es deine 
gewünschte Änderung abbildet?

Wie können "wir" dir helfen bei der Umsetztung deiner Vorstellungen und 
Ideen?

Diese Fragen solltest du vorerst mal dir selbst beantworten, und dann 
natürlich auch den hier mit lesenden Forenteilnehmern

: Bearbeitet durch User
von Rudi (rudils)


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Glaubst du wirklich, wir können dein Projekt aus der Ferne in Kürze 
korrigieren? Das kann keiner. Stelle eine präzise Frage zu einem 
überschaubaren Teil-Aspekt.
Mir scheint du willst deinen Projekvorschlag vor deinem Auftragsgeber 
rechtfertigen. Wenns so ist, dann würde ich aber keinen "Arduino Uno" 
nehmen, sondern was professionelles.

von Ammar O. (ammar_o)


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Nein , das soll nicht verkauft werden.!

von Ammar O. (ammar_o)


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Es ist aber keine Antwort auf meine gestellte Frage, die aus meiner 
Sicht sehr deutlich gestellt ist.
Über Kalibrierungsverfahren ( Umwandlung von mV in Kpascal) rede ich 
hier !!
Danke

von Alexander (alecxs)


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Ammar O. schrieb:
> Nein , das soll nicht verkauft werden.!

Also doch ein Spaßprojekt. Du hast ja anscheinend das Gerät schon 
fertig. Was spuckt es denn aus mit/ohne Ramipril?

von DSGV-Violator (Gast)


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Ammar O. schrieb:
> Hallo, Mein Ziel ist, ein Blutdruckmessgerät aufzubauen.

> Im Anhang finden Sie das Datenblatt von dem Sensor.
>
> Ich bitte euch um Korrektor und Hinweise.
Stundensatz für diese Mühen?

> Vielen Dank im Voraus.
Vom Dank allein kann man nicht überleben.


Also das Thema Medizingerät, auch Blutdruckmesser ,wird hier immer mal 
wieder durchgekaut, das ist nicht so trivial wie Sensorwerte auf Display 
bringen.

 * Beitrag "Schaltplan Blutdruckmessgerät"
 * Beitrag "Blutdruckmessgerät"
 * Beitrag "Puls messen"
 * Beitrag "Blutdrucksensor" (man vergleiche den 
Nickname dort mit dem hiesigen ...)

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Ammar O. schrieb:
> Es ist aber keine Antwort auf meine gestellte Frage, die aus meiner
> Sicht sehr deutlich gestellt ist.
> Über Kalibrierungsverfahren ( Umwandlung von mV in Kpascal) rede ich
> hier !!

es geht dir also NUR um diesen Umwandlungs-Teil?

Mein Kommentar: Sieht schön aus. Wenn es aus dem Datenblatt kommt, wird 
es schon richtig sein. Implementiere es, und prüfe anschließend nach, ob 
alles so stimmt wie ausgedacht.

Schön, dass dir geholfen werden konnte!

von DSGV-Violator (Gast)


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> Schön, dass dir geholfen werden konnte!
Sicher, das da/dem geholfen werden kann?

Das scheint ein "Forums-Serientäter" zu sein, der seit Jahren weitgehend 
beratungsresistent an Medizintechnik 
herunbastelt:Beitrag "Blutdruckmessgerät"

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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DSGV-Violator schrieb:
> Sicher, das da/dem geholfen werden kann?
>
> Das scheint ein "Forums-Serientäter" zu sein, der seit Jahren weitgehend
> beratungsresistent an Medizintechnik
> herunbastelt:Beitrag "Blutdruckmessgerät"

naja, alles andere scheint ja fertig zu sein, denn er ist ja "nur noch" 
mit seiner Wandler-Funktion beschäftigt, und möchte sich dazu Absolution 
abholen. Andere Fragen und Hinweise mag er nicht beantworten.

PS: Danke für den Referenz-Link, selbst den ja der TO nicht benennen mag

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Es wird ein Simulator gebraucht werden, welcher den Arm, resp das 
Verhalten nachbildet. Bei welchem der Druck vorgegeben wird. Denn Der 
Druck selbst wird nur bei unendlich duennen Membranen erhalten, bei wie 
auch immer Steifen geht etwas verloren.

von Joe L. (joelisa)


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DSGV-Violator schrieb:
> Also das Thema Medizingerät, auch Blutdruckmesser ,wird hier immer mal
> wieder durchgekaut, das ist nicht so trivial wie Sensorwerte auf Display
> bringen.
>
>  * Beitrag "Schaltplan Blutdruckmessgerät"
>  * Beitrag "Blutdruckmessgerät"
>  * Beitrag "Puls messen"
>  * Beitrag "Blutdrucksensor" (man vergleiche den
> Nickname dort mit dem hiesigen ...)

Ich tippe auf einen Prof, der jedes Jahr seinen Studenten (oder immer 
noch den gleichen Studenten?) ein und dieselbe Semesterarbeit vorsetzt.

Und jedes Jahr finden sich ein paar Hobbybastler (oder immer noch die 
gleichen Hobbybastler?), die überzeugt sind, sie wissen ganz genau, wie 
es geht ...

just my 2ct

von Uli S. (uli12us)


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Es gibt doch präzise elektronische Manometer zu kaufen, insofern sollte 
es kein Problem sein, einfach nen Schlauch mit nem abzweig 
zusammenzustecken und dann den Sensor mit definiertem Druck zu 
beaufschlagen. Das Problem ist bloss, so ein Sensor dürfte vom Preis her 
deutlich über dem liegen, was so ein gängiger Aldi/Lidl/Norma 
Blutdruckmesser kostet.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Als jemand der schon Blutdruckerfassung gemacht hat, darf ich sagen, 
dass das Sensorthema das kleinste Problem ist. Der Clou steckt in der 
intelligenten oder weniger intelligenten Auswertung des Signals und 
einer ordentlichen Portion an Knowhow, wie sich das vielschichtige Feld 
von Blutdruckverläufen während einer Messung bei unterschiedlichen 
Menschen und deren Situation und Tagesform jeweils in den Druckwerten 
abbildet.

Eine Riva-Rocci-Messung kriegt der Anfänger leicht hin, scheitert aber 
an der Dimensionierung und Regelung der Messgeschwindigkeit und der 
Interpretation der Werte. Man muss schlecht aufgepumpte und -sitzende 
Manschetten erkennen und vor allem mit den Effekten bei der Messung 
selber klarkommen, die das Pulsverhalten verändern. Das geschieht u.a. 
durch  intuitive Beeinflussung der zu messenden Person und deren 
Atemverhalten, weil er sich konzentriert oder anspannt, was den 
Herzschlag beeinflusst.

Herzarythmien, aber auch schon leicht verzögerte oder beschleunigte 
Systolen sind der Grund, warum sich von Schlag zu Schlag der Druck 
ändert, bei dem das Herz eine neue Kontraktion auslöst und man somit 
Ungenauigkeiten hinein bekommt. Das gleiche gilt für den Zusammenhang 
von Puls und Blutdruck, über den man korrigiert. Daher müssen immer 
mehrere Schläge mit Detaildruckverlauf gemessen und verrechnet werden.

Der entscheidende Punkt ist nun aber, dass alle diese Effekte gerade bei 
erkrankten Personen besonders ungewöhnlich sind und es initial eine sehr 
große Zahl an Probanden braucht, um diese Erkenntnisse zu gewinnen, die 
nötig sind, um überhaupt Korrekturalgorithmen zu entwickeln und zu 
applizieren.

Einfach stumpf messen und Triggerpunkte interpolieren klappt am Besten 
bei gesunden, durchschnittlich schweren und durchschnittlich alten 
Personen. Dort sind die Werte am genauesten. Allerdings sind diese auch 
am Uninteressantesten, weil die Personen meistens kein Problem haben und 
wenn dann bei unauffälligem Blutdruck.

An der Sporthochschule hatten wir mal eine Serienmessung. Am Ende konnte 
man den Blutdruck der Person auf dem Ergometer vorher schätzen, ohne die 
Messung abzuwarten: Die eingestellten Watt sind mit der Leistung und dem 
Puls korreliert und selbiger führt bei ähnlichen schlanken und schweren 
Personen zu ähnlichen Werten, abseits der 120/80. Für jede Wattstufe 
einfach 7mm Hg drauf und bei den Leptosomen 5 vornherein abgezogen, für 
die sehr gut trainierten ein paar Prozente runter, Muskeltypen 5 
obendrauf. Passte!

Was den Selbstbau angeht, bitte mal das lesen:
Beitrag "Selbstbau von Geräten mit Medizinbezug"

von Alexander (alecxs)


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Solche Beiträge regen mich auf.

von Wolle G. (wolleg)


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J. S. schrieb:
> Als jemand der schon Blutdruckerfassung gemacht hat, darf ich sagen,
> dass das Sensorthema das kleinste Problem ist. Der Clou steckt in der
> intelligenten oder weniger intelligenten Auswertung des Signals und
> einer ordentlichen Portion an Knowhow, wie sich das vielschichtige Feld
> von Blutdruckverläufen während einer Messung bei unterschiedlichen
> Menschen und deren Situation und Tagesform jeweils in den Druckwerten
> abbildet.
Wie würdest Du die Messwerte, die man mittels Messung mit 
Oberarmmanschette und Stethoskop ermittelt, beurteilen?
Vorausgesetzt, der Messende ist nicht hörgeschädigt oder...

: Bearbeitet durch User
von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Wolle G. schrieb:
> Wie würdest Du die Messwerte, die man mittels Messung mit
> Oberarmmanschette und Stethoskop ermittelt, beurteilen?

Gute Frage! Das macht der Arzt ja auch erstmal per "Pi x Daumen", indem 
er den Druck in der Manschette mit der Geschwindigkeit entlässt, die ihm 
gefällt. Dann hört er irgendwann mal einen Puls auftauchen und sich im 
Klang verändern und bekommt so SYS und DIA - Zeitpunkte die er optisch 
mit der sich verschleppend bewegenden Nadel korrelliert.

Entscheidend ist dabei, wie schnell er aufpumpt und welcher Druck im Arm 
vorlag, wenn sich alles verschließt, welchen Armwinkel der Proband hat, 
wieviel Fett, wieviel Muskeln, wie der Bizepsansatz aussieht und wo die 
Manschette genau liegt. Da muss man immer etwas interpretieren, vor 
allem, wenn man einen dicken Muskel drückt und der gegenreagiert. Das 
verfälscht enorm, kann man mit einer permanenten, dichten Überwachung - 
also sehr schneller Druckmessung - bei langsamer Vorgehensweise aber 
auch interpretieren. Der Aufblas- und Auslassvorgang gibt im idealfall 
dem Arzt 2 Wertepaare. Der Arzt muss da mitdenken.

Wo der Vorteil eben ist: Der misst jeden Patienten immer gleich, kann 
Rücksicht auf Besonderheiten nehmen und sorgt dafür, dass die Manschette 
und der Proband richtig sitzen. Vom Prinzip ist der Arzt bei der 
Vermeidung grober Fehler klar im Vorteil gegenüber dem Automaten!

Das Ideal ist aber eine mehrfach ärztliche Blutdruckmessung mit einem 
Gerät kurz hintereinander, weil das Gerät einfach reproduzierbarer 
agiert.

Jeder kann ja mal selber messen und schauen was rauskommt, wenn er das 
manuell macht, bzw ein Oberarm-Gerät mit einem Handgelenkgerät 
vergleicht, mehrfach misst und dann Sitzpositionen und Armpositionen 
ändert.

von Jack V. (jackv)


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J. S. schrieb:
> Jeder kann ja mal selber messen und schauen was rauskommt, wenn er […] ein
> Oberarm-Gerät mit einem Handgelenkgerät vergleicht

Hab ich vor Kurzem gemacht: mit einem billigen Handgelenk-Gerät, vor 
mehr als fünf Jahren in irgend‘nem Discounter gekauft, zwei Minuten nach 
der Messung durch eine Schwester an einem professionellen Gerät mit 
Oberarmmanschette selbst gemessen. Ich war doch sehr überrascht, wie 
dicht die Werte beieinanderlagen.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Ammar O. schrieb:
> •  Druckluftpumpe/Luftkompressor.

Hast du dir dazu schon mal Gedanken gemacht?

Das ist nicht so ein banales Teil wie es scheint. Kann/könnte dir ja 
egal sein, wenn ein 6V/7Ah Akku oder 4 Monozellen in einem Pack die 
Stromversorgung sicher stellen. Ein paar AA oder gar AAA Zellen müssen 
da schon einigen 'Bums' aufbringen. Ich kenne das aus früheren Zeiten, 
dass mit preiswerten Batterien nach ein paar Malen die Geräte mangels 
Pumpleistung die Flügel hängen liessen. Mich erstaunt immer noch die 
Leistung meines ALDI-Teils, dass noch nach mehr als 2 Monaten mit einem 
Satz ALDI-Batterien keine Pumpschwächen zeigt.

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Wilhelm

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Jack V. schrieb:
> Ich war doch sehr überrascht, wie
> dicht die Werte beieinanderlagen.

Welche Werte waren es? Typische Werte in üblichen Betriebsbereichen 
werden von den HG-Messern durchaus gut angenähert. Dass das gut klappen 
kann, heißt aber nicht, dass es in den interessanten Fällen am Rande der 
Wahrscheinlichkeitswolke auch funktioniert.

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