高血压是全球上患病人数最多的一种慢性疾病,同时也是心脑血管病发病的第一危险因素,其伴随着的并发症严重危害人类健康生活。目前,国内外大多采用药物作为高血压的治疗方式,长期使用药物治疗产生昂贵的治疗费用及其副作用对高血压患者造成一定的不便,基于单纯依赖于药物疗法所存在的缺点促使国内外的众多研究者开始寻求非药物的高血压治疗方法。研究表明,有规律地逐步降低人体的呼吸速率能增加心率变异性和压力感受器的灵敏度,从而达到降低血压的效果。本文设计的高血压慢呼吸降压仪是结合了医学电子技术、传感器技术以及生物反馈原理进行开发设计的。将人体自身呼吸频率作为反馈量,通过视觉和听觉信号引导患者逐渐减缓呼吸,从而达到降低患者血压的效果。根据上述的原理,本文完成了对降压仪的硬件及软件的优化设计,同时参考相关标准对仪器进行部分项目测试及招募志愿者进行实验。在硬件电路上,本文主要从呼吸检测传感器、液晶电路、音频电路、主控电路、电源电路、数据存储电路及按键电路等方面展开了设计。传感器采用了变极距电容呼吸检测传感器,基本原理是人体呼吸时胸/腹部起伏运动导致电容发生变化,将其电容变化转换后得到呼吸波信号。将STM32F103RCT6芯片作为主控制器,设计了降压仪的工作模式;根据需求采用WM8978芯片进行音频模块设计;为使得中老年患者更加方便的观看屏幕,仪器采用了LCD12864点阵模块进行显示;FLASH模块主要作用是对关键数据在掉电的情况下进行存储和保护;电源模块提供外电源和锂电池供电方案,对不同模块供电电压进行分配,降低整体的功耗。在软件算法上,本文通过研究国内外慢呼吸实验相关的文献,并在课题组前期研究的基础上,对慢呼吸引导模式算法进行了优化改进设计,通过下位机生成具有视听效果的人性化交互式操作界面,以音乐节奏和图文变化指示引导受试者间接调整自己的呼气和吸气时间,缓慢降低受试者呼吸率,达到降低血压的效果。最后,参考GB 9706.1-2007中的安全性测试对降压仪进行漏电流和电解质强度的测试,满足仪器安全性要求。招募31名志愿者进行辅助降压训练实验,对实验结果进行统计学分析。初步结果显示,系统能够有效地引导高血压患者进行慢呼吸训练,达到辅助降低血压的效果,且在使用过程中没有出现异常事故和不良反应。