[發(fā)明專利]使用電活性聚合物的傳感器定位有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201780058485.1 | 申請日： | 2017-09-01 |
| 公開（公告）號： | CN109715053B | 公開（公告）日： | 2022-04-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | A·希爾格斯;D·A·范登恩德 | 申請（專利權(quán)）人： | 皇家飛利浦有限公司 |
| 主分類號： | A61B5/00 | 分類號： | A61B5/00;A61B5/0225;A61B5/024;A61B5/01;H01L41/193 |
| 代理公司： | 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002 | 代理人： | 王英;劉炳勝 |
| 地址： | 荷蘭艾*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 使用 活性 聚合物 傳感器 定位 | ||
本發(fā)明提供了一種生理傳感器裝置，其提供生理感測表面相對于人體組織接收表面的自動調(diào)整。所述裝置包括電活性聚合物(EAP)結(jié)構(gòu)，所述電活性聚合物結(jié)構(gòu)可操作以通過施加疊加的致動和AC感測信號來同時執(zhí)行致動和壓力感測。致動使得能夠控制調(diào)整感測表面相對于組織接收表面的定位。感測提供了由接收表面施加到感測表面的返回力的大小的同時實時測量或指示。該返回力提供關(guān)于感測表面的定位狀態(tài)的反饋。控制器適于根據(jù)感測數(shù)據(jù)來調(diào)整致動信號，從而實時調(diào)整感測表面的定位。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于測量生理參數(shù)的裝置和方法，并且具體涉及一種適于優(yōu)化感測表面相對于人體組織接收表面的定位的裝置和方法。
背景技術(shù)
生命體征的測量對于監(jiān)測心理健康和檢測潛在的醫(yī)學(xué)病癥至關(guān)重要。生命體征是人體最基本功能的衡量標(biāo)準(zhǔn)。除了體溫和呼吸率(呼吸率)之外，由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員常規(guī)監(jiān)測的最關(guān)鍵的生命體征可能是脈搏率和血壓。這些可以在醫(yī)學(xué)環(huán)境、家中、緊急現(xiàn)場或其他地方測量。無論設(shè)置和環(huán)境如何，都能夠可靠和準(zhǔn)確地測量這些，因此是非常重要的。
除了生命體征外，其他更復(fù)雜的生理體參數(shù)，例如EEG(腦電圖)-與腦相關(guān)-ECG(心電圖)-與心臟相關(guān)-和SPO2(外圍氧飽和度)通常需要專業(yè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，以獲得有關(guān)人類身體及其功能的更詳細(xì)信息。
存在一系列用于獲得這些各種生命體征和生理參數(shù)的測量值的手段。通常，這些來源于在電、光學(xué)/視覺、機(jī)械或聲學(xué)域中的一個或多個中執(zhí)行的測量。通常，可以組合測量原理以提高所獲得結(jié)果的精度和質(zhì)量。使用一系列不同的專用傳感器或測量設(shè)備來執(zhí)行這些測量。
一種特別常見類型的設(shè)備利用光電體積脈搏波描記(PPG)方法。這是一種用于測量遍布全身展現(xiàn)的心血管脈搏波的電光技術(shù)。它是由動脈血容量中的周期性脈動引起的，并且通過其引起的光學(xué)吸收的相應(yīng)變化來測量。PPG測量設(shè)備通常包括光源(通常是紅外LED)，用于檢測反射或透射光的光電二極管檢測器，以及信號恢復(fù)/處理器/顯示系統(tǒng)。PPG是一種流行的技術(shù)，因為它允許使用單個設(shè)備測量若干生命體征，包括脈搏率、外圍灌注、脈動動脈血容量、非搏動性動脈血容量、以及靜脈和毛細(xì)血管血容量或流量。
在一系列設(shè)備中實現(xiàn)的另一種非常常見的方法是壓力測量(tonometry)方法。壓力測量法允許測量血壓，并且不涉及光學(xué)刺激的應(yīng)用。該方法基于垂直于淺表動脈壁施加受控的力，將其抵靠在相鄰的骨上。這產(chǎn)生了動脈的局部壓縮，然后使用力傳感器來接觸地測量壓力。在整個心臟周期中保持接觸，并且為了獲得最佳結(jié)果，所施加的(閉塞)力應(yīng)當(dāng)與脈沖壓力波的變化階段平行地改變。
圖1示出了動脈壓平壓力測量的原理，其中動脈12被建模為圓柱形薄壁管。在測量位置，壓力傳感器14在動脈12上施加壓力，使動脈部分地變平。動脈的透壁壓(Pt)等于動脈的內(nèi)壓(Pi)與施加在動脈上的外壓(Pe)之間的差(Pt＝Pi-Pe)。根據(jù)拉普拉斯定律，圓柱形薄壁管的壁張力(T)由透壁壓力(Pt)、壁厚(μ)和壁曲率半徑(r)決定：
因此透壁壓力可以表達(dá)為：
當(dāng)壓力傳感器14對動脈壁施加壓力時，動脈12部分地變平，因此動脈壁(r)的曲率半徑可以近似為無限大。從公式(2)可以看出，由于r傾向于無窮大，因此Pt趨向于零并且，因此，在動脈壓平的情況下，動脈的內(nèi)部壓力可以近似等于由壓力傳感器測量的外部壓力。
圖1示出了抵靠骨16壓平的動脈12。動脈僅部分地被壓平；完全閉合動脈腔既不必要也不可取。一旦處于該部分壓平狀態(tài)，壓力傳感器14施加在動脈壁上的外部壓力可以被認(rèn)為近似等于動脈的內(nèi)部壓力。因此，壓力傳感器14的輸出可以被視為反映對象的血壓。
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