[發明專利]一種心血管血液流速傳感器

無效

• 申請號: 201410172182.0
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103932737A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 劉樹英;刁克
• 申請（專利權）人: 劉樹英
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種心血管血液流速傳感器，其特征在于，所述的心血管血液流速傳感器包括支架、超聲波換能器、吸盤、信號處理器；所述的吸盤安裝在支架的底部，吸盤與被測者的皮膚緊密貼合，所述的超聲波換能器包括第一超聲波發生器、第一超聲波接收器、第二超聲波發生器、第二超聲波接收器，第一超聲波發生器和第二超聲波接收器并列安裝在支架的一側，第二超聲波發生器和第一超聲波接收器安裝在支架的另一側，所述的第一超聲波發生器、第一超聲波接收器、第二超聲波發生器、第二超聲波接收器都與信號處理裝置相連接。

2.如權利要求1所述的心血管血液流速傳感器，其特征在于，所述的超聲波發生器發出的超聲波與血流方向成30度-60度之間的夾角；

所述的超聲波的頻率在1.5-10MHz之間；

所述第一超聲波發生器、第一超聲波接收器為同一個以半雙工模式工作的超聲換能器，所述第二超聲波發生器、第二超聲波接收器為同一個以半雙工模式工作的超聲換能器；

第一超聲波和第二超聲波是同時被發出的。

3.如權利要求1所述的心血管血液流速傳感器，其特征在于，所述的信號處理器內設置有用來處理超聲波信號和降噪信號的電路；

所述的第一超聲波信號和第二超聲波信號是通過過零檢測法檢測；

所述的心血管血液流速傳感器還包括對流速所獲得的預計值的驗證電路。

4.如權利要求1所述的心血管血液流速傳感器，其特征在于，所述的心血管血液流速傳感器還包括一個用于播放測量信號的微型無線電廣播發射器。

5.如權利要求1所述的心血管血液流速傳感器，其特征在于，所述的支架為高密度聚乙烯支架。

6.如權利要求1所述的心血管血液流速傳感器，其特征在于，所述的血液的流速采用頻差法，當超聲波在不均勻流體中傳送時，聲波會產生散射；流超聲流量計體與發送器間有相對運動時，發送的聲波信號和被流體散射后接收到的信號之間會產生多普勒頻移；多普勒頻移與流體流速成正比；被測流體的區域位于發射波束與接收到的散射波束的交叉之處；要求波束很窄，使兩波束的夾角θ不致受到波束寬度影響；也可只采用一個變換器既作為發送器又作為接收器，這種方式稱為單通道式；在單通道多普勒血液流量計中，發送器間隔地發送聲脈沖信號，在兩個聲脈沖間隔的時間中，接收從血管壁和血管內紅血球反射回來的聲脈沖信號，采用控制線路選擇給定距離處的紅血球反射信號，通過比較后得到多普勒頻移，它與血液流速成正比，在已知血管橫截面時可得到血液流量；采用雙通道的方法來提高系統的精確性。

7.如權利要求1所述的心血管血液流速傳感器，其特征在于，第一超聲波發生器、第一超聲波接收器與第二超聲波發生器、第二超聲波接收器之間的距離為D，且第一超聲波發生器、第一超聲波接收器與第二超聲波發生器、第二超聲波接收器距離傳感器頂部的距離相等；設血液的流速為u，超聲波在血液靜止流動的時候的速度c₀，測量超生波從發送到接收到的時間差是t，于是我們可以得到如下的方程式：

lc1+lc2=t---(1)]]>

l=D2sinθ---(2)]]>

c₁＝c₀+u??(3)

c₂＝c₀-u??(4)

最后得到血液的流速：

u=tc02-2lc0t---(5)]]>

所述的信號處理器包括處理超聲波信號和降噪信號的電路、濾波電路、信號放大電路、DSP信號處理模塊；其中，處理超聲波信號和降噪信號的電路與超聲波接收器的輸入端與超聲波接收器連接；處理超聲波信號和降噪信號的電路的輸出與濾波電路的輸入連接，濾波電路的輸出與信號放大電路的輸入連接，信號放大電路的輸出與DSP信號處理模塊連接，同時DSP信號處理模塊還會控制超生波發生器發出超生波；

所述的DSP信號處理模塊中的DSP信號處理器采用的是使用TI公司的DSP產品，主要有三個系列C2000/C5000/C6000中的一款作為本發明的DSP信號處理器，起作用是采集由超聲波接收電路接收到的超聲波信號，同時控制控制超聲波發生電路發出超聲波，在接收超聲波接收器的數據后，DSP信號處理器會對采集到的數字信號進行數字濾波，濾波方法包括，均值濾波法，中值濾波法然后根據接收到的數據的幅度的大小判斷出超聲波的傳輸時間，然后利用上述的方程式(1)-(5)計算出血液的流速。