传感器实验指导书

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1、一、人体动脉血压的测量一、实验目的通过实践学习，掌握间接测量人体动脉血压的原理和方法，了解血压测量的意义，要求能较准确地测出人体肱动脉的收缩压与舒张压的正常值，了解人体的正常血压及脉压标准。二、实验原理血压是指血管内血液对于单位面积血管壁的侧压力，也即压强。血压的单位通常用kPa或mmHg来表示。人体动脉血压通常是用汞柱血压计和听诊进行测量的（也可用弹簧血压计或电子血压计进行测量），汞柱血压计的结构原理如附图1-2-3所示；测量部位通常为右上臂肱(GONG)动脉。血液在血管内流动时一般没有声音，但如果血液通过狭窄处形成涡流时，便会使血管壁振动而发出声音。当将空气打入缠于上臂的袖带内使其压力超过

2、收缩压时，则完全阻断了肱动脉内的血流，此时在被压迫的肱动脉远端听不到声音，也触不到桡动脉的搏动。如徐徐放气，降低袖带内压，当其压力刚低于收缩压而高于舒张压时，血液便断续地冲过受压血管，形成涡流使血管壁振动而发出声音，此时即可在被压的肱动脉远端听到，也可触到桡(RAO)动脉脉搏。如继续放气，当外加压力等于舒张压时，则血管内血流由断续变成连续，声音便会突然由强变弱或消失。因此当听到第一声音时的最大外加压力相当于收缩压；而当声音突然由强变弱或消失前最后声响时的外加压力则相当于舒张压。此法即Korotkoff听诊法。 三、实验对象人体四、实验器材血压套件(水银柱血压计、压力表、听诊器、充气球、气管和联

3、接用三通)，电子血压计，胶布。五、实验步骤与方法1熟悉血压计构造 血压计由检压计、袖带和气囊三部分组成。检压计是一个标有0260 mm(或0300 mm)刻度的玻璃管。上端通大气，下端和水银储槽相通。袖带是一个外包布套的长方形橡皮囊，通过橡皮管分别与检压计水银储槽和橡皮球相通。打气球是一个带有螺丝帽的橄榄球状橡皮囊，螺丝帽的拧紧和放松分别用于充气或放气。2测量过程1）受试者脱去右臂衣袖，取坐位，全身放松，右肘关节轻度弯曲，置于实验桌上，使上臂中心部与心脏位置同高，准备测量。 2）打开血压计，松开血压计橡皮球的螺丝帽，驱出袖带内残留气体后将螺丝帽旋紧。3）将袖带平整、松紧适宜地缠绕右上臂，带下缘

4、至少位于肘关节上2cm处，充分暴露肱动脉听诊部位，开启水银槽开关。4）诊器耳器塞入外耳道时应务必使耳器的弯曲方向与外耳道一致。 5）在肘窝内侧先用手触及肱动脉搏动所在部位，再将听诊器胸器不留缝隙地轻轻贴在上面。6）测量收缩压：挤压橡皮球将空气打入袖带内，使血压表上水银柱逐渐上升到听诊器听不到脉搏音为止，再继续打气使水银柱再升2.74.0kPa（2030mmHg）。随即慢慢松开气球螺丝帽，徐徐放气，在观察水银柱缓缓下降的同时仔细听诊，在听到“崩”样第一声清晰而短促脉搏音时，血压表上所示水银柱高度即代表收缩压。7）测量舒张压：使袖带继续徐徐放气，这时声音先依次增强，后又逐渐减弱，最后完全消失。在声

5、音突然由强变弱（或声音变调）这一瞬间，血压表上所示水银柱高度代表舒张压。也有人把声音突然消失时血压计上所示水银柱高度作为舒张压，若取后者，需另外0.67kpa（5 mmHg）较妥。8）血压记录常以收缩压/舒张压kPa表示，如收缩压、舒张压分别为14.70kPa（110mmHg）和9.33kPa（70mmHg），记为14.70/9.33kPa（110/70mmHg）3用触诊法测量血压按触桡（RAO）动脉脉搏来测定肱动脉的收缩压。操作与听诊法基本相同，所不同处是以手指按触桡动脉脉搏，再用打气球打气使袖带充气，压迫肱(GONG)动脉，直到桡动脉脉搏消失为止。然后缓慢放气至开始出现脉搏时，检压计上所示

6、的刻度即代表收缩压。按触桡动脉脉搏测得的收压要比听诊法稍低，且此法仅能测出收缩压，不能测出舒张压。4用电子血压计测量血压打开电源，参照汞柱血压计测量血压的方法捆绑袖带，然后开始充气，根据液晶显示屏上的读数记录测量结果。5重复测定三次，误差不超过6mmHg或0.798Kpa。6观察运动后的血压变化：把连在橡皮囊上的橡皮管的接头拆开，令被检查者就地做立正一下蹲同时两手向前平伸立正的反复动作。按每秒下蹲一次的速度，约蹲50次左右。7结果记录指标1次测量2次测量3次测量脉 压平均压运动前(mmHg)运动后(mmHg)【注意事项】1室内必须保持安静，以利听诊，测量血压前需嘱受试者静坐放松，以排除体力活动

7、及精神紧张对血压的影响。2上臂位置应与心脏同高。血压计袖带应缚在肘窝以上，袖带不宜太紧或太松。胸件的放置不宜太紧或太松。3听诊器胸器应放在袖带下方有肱动脉搏动的位置上，既不能压得太重，也不能接触过松，更不能压在袖带底下进行测定，保证肱动脉听诊点应充分暴露。4如果认为测量数值不准，须放气使水银柱下降至零水平再行测量，或让受试者休息5分钟后再重测。5发现血压超出正常范围时，应将袖带解下，应让受试者休息10 min后复测。6重复测定时，袖带内压力必须降至零后再打气。7血压计用毕应将袖带内气体驱尽、卷好、放置盒内，以防玻璃管折断；并关闭水银贮槽。【讨论思考】1正常男女成人的血压值范围是多少？你测得的同

8、学血压值是否正常？2试述哪些因素可影响血压的正确测定。3触诊法与听诊法所测得的收缩压有差异吗? 为什么？ 4同一人左右上臂肱动脉血压有无差异？ 5当袖带内充气达到一定压力后，放气速度为何不宜太快或太慢？6运动完毕后立即坐定，迅速测量血压，与运动前的血压比较，有何差别？【作业题】1说出动脉血压的概念，简述动脉血压的形成及其影响因素。2轻度运动后血压发生什么样的变化？分析这些变化的机制。图1 无损血压测量方法图2 无损血压测量原理图3 实验用测量仪器图4 数字式血压计二、人体脉搏波与血流速度的测量一、实验目的通过对指端脉搏的记录加深对人体脉搏产生原理的理解，掌握其测量方法以及人体脉搏的典型波形；并

9、了解利用指脉传感器间接获取人体血流速度的原理。二、实验原理在每个心动周期中，动脉内的压力发生周期性的波动。这种周期性的压力变化可引起动脉血管发生搏动，通过压力传感装置可以在人体指端记录到动脉血管的搏动，描记下来就是压力脉搏图。当血液流动时，血流速度与血流量成正比，与血管的横截面积成反比，利用指脉传感器在手指不同位置测得的脉搏跳动时间差来间接获取计算血流速度所需的参数。三、实验对象人体四、实验器材压力传感器2套，BL420生物机能实验系统，一台计算机。五、实验步骤与方法1开BL420生物机能实验系统电源，开计算机，选中1个通道作脉搏波测量用，将压力传感器与BL420实验系统相连接。2将受试者食指

10、或中指指尖的指腹对准压力传感器感应头，用黑胶带包绕固定，松紧适度。3进入BL420生物机能实验系统主界面，选择“输入信号”“1通道”“压力”，点击工具条上的启动按钮，启动采样。4根据波形特性自行设定示波参数（如采样率、50HZ陷波功能、增益、时间常数、扫描速度等指标），就可看到滚动的波形。5记录脉搏波形，并存储波形，用于后续数据的简单分析（如：脉搏波与人体心率的关系等）。6选择2路通道，分别连接2个压力传感器。7将一个压力传感器感应头贴着食指根部指腹缠绕，另一端接到BL420的第一通道。8另一个压力传感器感应头贴着食指指尖指腹缠绕，另一端接到BL420的第二通道。9进入BL420生物机能实验系

11、统主界面，选择“输入信号”“1通道”“压力”，“输入信号”“2通道”“压力”，点击工具条上的启动按钮，启动采样。10根据波形特性自行设定示波参数（如采样率、50HZ陷波功能、增益、时间常数、扫描速度等指标），就可看到滚动的波形。11记录两路脉搏波形，并存储波形，用于后续数据的简单分析（如：脉搏波与血流速度的关系等）【注意事项】1实验时，适当调整传感器固定在手指指尖上的松紧度，太松太紧都不能记录到脉搏波。2420实验系统中“压力”信号的默认放大倍数是50倍，但脉搏波的幅度较大，因此需要调低放大倍数到5倍左右，否则，看到的脉搏波处于饱和状态。3测量时，手臂自然下垂，保持平静不动，不能激动或做过运动

12、，否则将使血流速度加快，导致测量数据不准确。【讨论思考】1试分析脉搏图形成的机理。 2不同人体的标准脉搏波形有什么相同点和不同点?3是否可以使用脉搏的频率来计算人体心率？4人体血流速度受到哪些因素影响比较大，容易导致误差偏大？5人体不同部位测得的动脉血压信号有什么相同和不同？三、人体握力的测量（人体肌张力的测量）一、实验目的掌握间接测量人体握力的原理和方法，掌握确定的人体正常握力值标准。二、实验原理握力主要反映人体的前臂、手腕、手掌等部位的肌力量。通过握力传感器和机能采集系统对人体的握力进行测试，进而检测人体前臂、手腕、手掌等部位的健康状况、通常男子的握力大于女子，经常进行力量锻炼的人和体力劳

13、动者的握力比较大。按照相关标准规定，男子在2126周岁年龄段，540牛顿以上为优秀，486539牛顿为良好，411485牛顿为合格，410以下为不合格；同样年龄女子，350牛顿为优秀，300349牛顿为良好，250299牛顿为合格，249牛顿以下为不合格。握力随着年龄的增长逐渐减弱，通过健身球、哑铃操、举杠铃等运动可以提高握力。三、实验对象人四、实验器材握力传感器，BL420生物机能实验系统，一台计算机。五、实验步骤与方法1连接好BL420生物机能实验系统，打开其电源，开计算机，选中1个通道作握力测量用，并连接好握力传感器。2受测者两脚自然分开约一步距离，身体直立。3进入BL420软件系统，在输入信号内选张力信号。从工具条中选中“启动波形显示”命令按钮。4手臂握力按“握-松-等”，每次力度增加一点直到最大，系统会自动统计并记录握力曲线。5稍作休息后，开始新一轮测试，如此重复四次。6改换左手，重复测试过程；7完成实验后按下“停止实验”命令按钮，即可。8对波形进行有关测量和分析【注意事项】1握力传感器是精密测试仪，要注意保护，以防止测量值不准确。2用力时手臂不要摆动或接触身体。【讨论思考】1哪些因素会影响握力的测量。 2分析人体前臂、手腕、手掌与握力的关系。3站立测试和坐卧测试握力值的准确性与手臂肌张力的关系。9