[發(fā)明專(zhuān)利]基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910312164.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110025305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桑勝波;張成然;裴臻;張強(qiáng);張博;張益霞;郝潤(rùn)芳;張虎林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/022
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/022;G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

1.基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)，包括表帶型環(huán)體、電路板、液晶屏、柔性應(yīng)力傳感器、柔性薄膜殼、滑動(dòng)軌道、氣囊、操作面板和采集電路；

所述環(huán)體為雙層的可折疊彈性環(huán)體，兩層之間中空，電路板和電池鑲嵌在內(nèi)外兩層環(huán)體之間，液晶屏固定在外環(huán)體的外壁上，柔性應(yīng)力傳感器與柔性薄膜殼設(shè)置在內(nèi)環(huán)體內(nèi)表面，以便跟人體貼合，所述柔性薄膜殼為矩形框結(jié)構(gòu)，用于包圍并固定柔性應(yīng)力傳感器，所述柔性薄膜殼連接滑動(dòng)軌道，使得柔性應(yīng)力傳感器通過(guò)在滑動(dòng)軌道上移動(dòng)變換位置；電路板與傳感器通過(guò)采集電路連接，所述采集電路為銅質(zhì)導(dǎo)線，所述銅質(zhì)導(dǎo)線部署在兩層環(huán)體之間，同時(shí)在兩層環(huán)體內(nèi)部設(shè)置氣囊，氣囊為塑膠材料的環(huán)形，氣囊通過(guò)吸氣使環(huán)體縮緊，壓迫動(dòng)脈血流的同時(shí)使得傳感器緊密貼緊皮膚；

所述柔性應(yīng)力傳感器主要包括柔性薄膜、凹槽和設(shè)置于柔性薄膜兩端的軟銅電極，柔性薄膜為Ag@CNTs-PDMS 柔性材料傳感薄膜，銅電極是寬度為0.2-0.8mm的銅薄片，凹槽的形狀是邊長(zhǎng)為0.2-0.8mm的正方形，底面為斜面，所述凹槽用于固定銅電極；

所述柔性薄膜殼內(nèi)壁設(shè)置有卡接部，所述卡接部與所述滑動(dòng)軌道相匹配，柔性薄膜殼通過(guò)卡接部連接滑動(dòng)軌道，使得柔性應(yīng)力傳感器在滑動(dòng)軌道上通過(guò)移動(dòng)變換位置；

所述電路板包括控制單元與數(shù)據(jù)處理單元，所述控制單元電連接液晶顯示屏、操作面板和采集電路，所述采集電路連接柔性應(yīng)力傳感器；

所述電路板上設(shè)置無(wú)線傳輸模塊，數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，通過(guò)上位機(jī)界面，觀測(cè)具體參數(shù)數(shù)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述氣囊長(zhǎng)度為環(huán)體長(zhǎng)度的1/3-1/2，所述氣囊寬度為環(huán)體寬度的1/3-1/2，所述氣囊連接有充放氣裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述操作面板上設(shè)置有啟動(dòng)按鍵、計(jì)時(shí)裝置。

4.權(quán)利要求1-3任一所述的基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、Ag@CNTs-PDMS柔性應(yīng)力傳感器的制備：

S1.1：將PDMS薄膜放于玻璃載玻片上，并在其兩端切出邊長(zhǎng)為0.2-0.8mm，深度為0.5-1.5mm的正方形凹槽；

S1.2：將Ag@CNT符合納米材料填充在PDMS膜的凹槽中，使傳感器薄膜表現(xiàn)出穩(wěn)定的電阻性，并在凹槽中嵌入導(dǎo)電銅電極，即可得到薄膜狀柔性應(yīng)力傳感器；

將柔性應(yīng)力傳感器切割為長(zhǎng)2cm寬1cm的矩形；

S2、制作測(cè)量系統(tǒng)：

S2.1：制作帶固定功能環(huán)體：

所述環(huán)體為雙層的可折疊彈性環(huán)體，兩層之間中空，電路板和電池鑲嵌在內(nèi)外兩層環(huán)體之間，液晶屏固定在外環(huán)體的外壁上，電路板連接采集電路，所述采集電路為銅質(zhì)導(dǎo)線，所述銅質(zhì)導(dǎo)線部署在兩層環(huán)體之間；同時(shí)在兩層環(huán)體內(nèi)部設(shè)置氣囊，氣囊為塑膠材料的環(huán)形，氣囊通過(guò)吸氣使環(huán)體縮緊，壓迫動(dòng)脈血流的同時(shí)使得傳感器緊密貼緊皮膚；

S2.2：將柔性應(yīng)力傳感器安裝于柔性薄膜殼上，所述柔性薄膜殼為矩形框結(jié)構(gòu)，用于包圍并固定柔性應(yīng)力傳感器；

通過(guò)柔性薄膜殼內(nèi)壁的卡接部連接在環(huán)體內(nèi)壁的滑動(dòng)軌道上，使得傳感器通過(guò)沿滑動(dòng)軌道滑動(dòng)變換位置；柔性應(yīng)力傳感器與柔性薄膜殼設(shè)置在內(nèi)環(huán)體內(nèi)表面，以便跟人體貼合，連接柔性應(yīng)力傳感器與采集電路的銅質(zhì)導(dǎo)線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)的制備方法，其特征在于，所述預(yù)聚體膠為聚二甲基硅氧烷。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)的制備方法，其特征在于，所述固化劑為正硅酸四乙酯。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)的制備方法，其特征在于，所述PDMS材料是選用道康寧SYLGARD184。