Máy đo huyết áp (đặc biệt là loại điện tử dùng ở nhà) hoạt động dựa trên nguyên lý bơm hơi làm thay đổi áp lực lên động mạch rồi đo dao động của dòng máu. Nó không “hút” máu hay đo trực tiếp trong mạch, mà suy ra huyết áp từ tín hiệu cơ học.
Có 2 loại chính:
- Máy đo huyết áp cơ (dùng ống nghe)
- Máy đo huyết áp điện tử (bắp tay/cổ tay)
Hiện nay loại điện tử phổ biến hơn.
1. Cấu tạo bên trong máy đo huyết áp điện tử
Một máy thường có:
- Vòng bít (cuff): túi khí quấn quanh tay
- Bơm khí mini: tạo áp suất
- Van xả khí: giảm áp từ từ
- Cảm biến áp suất
- Vi điều khiển (MCU)
- Màn hình LCD
- Pin hoặc nguồn DC
Sơ đồ khối:
Bơm khí
|
v
Vòng bít (tay)
|
v
Áp lực lên động mạch
|
v
Cảm biến áp suất
|
v
Vi điều khiển xử lý
|
v
Hiển thị SYS/DIA/PULSE
2. Quá trình đo diễn ra như thế nào?
Bước 1: Bơm hơi
Bạn nhấn nút START.
Máy chạy motor bơm:
Motor → Bơm → Túi khí phồng lên
Áp suất trong vòng bít tăng lên.
Ví dụ:
0 mmHg
↓
100 mmHg
↓
160 mmHg
Khi áp suất đủ lớn, nó ép động mạch lại.
Bước 2: Máu bị chặn tạm thời
Khi vòng bít siết mạnh:
Máu ---> X X <--- Máu
Dòng máu bị hạn chế.
Máy lúc này bắt đầu xả khí từ từ.
Bước 3: Phát hiện dao động áp suất
Khi khí được xả:
Áp lực giảm:
160
|
150
|
140
|
130
|
120
Mỗi nhịp tim đập tạo ra một dao động nhỏ:
Áp suất:
------/\------/\------/\------
tim tim tim
Cảm biến áp suất phát hiện các dao động này.
Đây gọi là:
Phương pháp dao động (oscillometric method)
3. Làm sao máy biết huyết áp tâm thu và tâm trương?
Ví dụ:
Khi xả khí:
Áp suất vòng bít
160 |
|
150 |
|
140 | /\
| / \
130 | / \
|
120 | /\
|
110 |
Vi điều khiển phân tích:
Huyết áp tâm thu (SYS)
Là thời điểm máu bắt đầu đi qua động mạch.
Ví dụ:
SYS = 120 mmHg
Huyết áp tâm trương (DIA)
Là khi dòng máu trở lại bình thường.
Ví dụ:
DIA = 80 mmHg
Máy hiển thị:
SYS 120
DIA 80
PULSE 72
4. Cảm biến trong máy đo huyết áp là gì?
Thông thường là:
Cảm biến áp suất MEMS
Ví dụ loại:
- MPX series
- cảm biến áp suất silicon
Nó biến đổi:
Áp suất khí → tín hiệu điện
Ví dụ:
Áp suất tăng
↓
Màng silicon biến dạng
↓
Điện trở thay đổi
↓
Điện áp thay đổi
↓
MCU đọc ADC
5. Máy đo nhịp tim bằng cách nào?
Cũng từ dao động áp suất:
Mỗi lần tim đập:
Tim bóp
↓
Máu đẩy vào động mạch
↓
Áp suất vòng bít thay đổi
↓
Cảm biến nhận được
MCU đếm số lần dao động:
Ví dụ:
72 dao động/phút
→ Nhịp tim 72 bpm
6. Vì sao phải quấn đúng vị trí?
Vì máy đang đo dao động truyền qua động mạch.
Nếu:
- quấn quá lỏng
- đặt tay sai
- nói chuyện khi đo
- tay không ngang tim
→ dao động thay đổi → sai số.
7. Nếu nhìn theo góc độ điện tử (giống các dự án Arduino bạn đang làm)
Một máy đo huyết áp gần giống một hệ thống:
Pin
|
MCU
|
+---- Motor bơm
|
+---- Van điện từ
|
+---- Cảm biến áp suất
|
+---- LCD
Nếu tự chế bằng Arduino thì khó nhất không phải phần bơm mà là:
- thuật toán lọc tín hiệu
- phân tích dao động áp suất
- hiệu chuẩn y tế
Tóm gọn:
Máy đo huyết áp = bơm hơi → ép động mạch → xả hơi từ từ → cảm biến bắt dao động do tim tạo ra → vi điều khiển tính toán → hiển thị huyết áp.
Đây là một ví dụ rất hay của sự kết hợp giữa cơ khí + cảm biến + điện tử + xử lý tín hiệu, khá giống các hệ thống robot và thiết bị thông minh mà bạn đang tìm hiểu.
