[發(fā)明專利]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

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910312164.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN110025305A
• 公開（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)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/022
• 分類號(hào): A61B5/022;G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

本發(fā)明公開了一種基于柔性應(yīng)力傳感器的心率血壓測(cè)量系統(tǒng)及其制備方法，本柔性應(yīng)力傳感器是一種高靈敏度可拉伸的應(yīng)力傳感器薄膜，其制作方法是經(jīng)化學(xué)合成在PDMS基底上填充Ag@CNTs復(fù)合納米材料，使該薄膜具有電學(xué)性質(zhì)—壓阻效應(yīng)。硬件電路的作用主要是采集從柔性應(yīng)力傳感器中返回的電信號(hào)，并進(jìn)行存儲(chǔ)處理以及顯示。同時(shí)還具有定時(shí)功能，可以控制定時(shí)采集心率血壓值，并通過無線傳輸模式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，為醫(yī)生診斷提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)及其制備方法，屬于傳感器測(cè)量與信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

便攜式心率血壓的測(cè)量裝置，具有智能化，精度高，集成度高等功能。心率血壓的測(cè)量不僅可以指引人們的健康生活，而且也可以為醫(yī)生的診斷提供參考。隨著大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，醫(yī)用電子設(shè)備可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄上傳與同步，便捷化人們的生活，是未來醫(yī)學(xué)檢測(cè)的一個(gè)發(fā)展方向。

心率和血壓是直接反映人體健康狀況的指標(biāo)之一，也往往是體檢中的重要一環(huán)。心率即人在安靜狀態(tài)下，心臟每分鐘的跳動(dòng)次數(shù)。血壓是指是指血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)作用于單位面積血管壁的側(cè)壓力，通常我們所說的血壓是動(dòng)脈血壓。對(duì)于心率與血壓的測(cè)量，常見的方法有各種類型智能手環(huán)，或者醫(yī)學(xué)24小時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，血壓測(cè)量?jī)x等。

很多智能手環(huán)對(duì)于心率的測(cè)量常采用的方法是采集單位分鐘內(nèi)心臟跳動(dòng)的次數(shù)，然而，在一分鐘時(shí)間內(nèi)，隨著人的狀態(tài)的改變或者對(duì)于心率不齊患者，這種單位分鐘內(nèi)的平均心率難以準(zhǔn)確記錄這種變化。智能手環(huán)對(duì)于血壓的測(cè)量采用的方法為光電檢測(cè)法，主要是利用光電傳感器將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過搭配外圍電路，計(jì)算出血壓值。然而在有外界強(qiáng)光的環(huán)境中，或者對(duì)于末梢循環(huán)嚴(yán)重不暢或者嚴(yán)重失血的病人，光電檢測(cè)傳感器會(huì)偏離其正常范圍，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

醫(yī)學(xué)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)則需要在醫(yī)院專門的環(huán)境中，身上貼多個(gè)標(biāo)記記錄點(diǎn)，采用高精度儀器設(shè)備24小時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且只有在正規(guī)醫(yī)院才可以做到，對(duì)于普通大眾來說，成本相對(duì)過高。

隨著柔性化和微電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，柔性應(yīng)力傳感器得到快速發(fā)展，其應(yīng)用方向多集中在生物學(xué)領(lǐng)域，例如電子皮膚，體征監(jiān)測(cè)等。其工作原理主要是通過柔性形變，引起電性能發(fā)生改變，通過電信號(hào)轉(zhuǎn)換得出相應(yīng)變化曲線。這種納米顆粒與聚合物相結(jié)合的方式構(gòu)成的傳感器只需極其微小變形即可感應(yīng)到電信號(hào)的變化，具有靈敏度高的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于柔性應(yīng)力傳感器的血壓心率測(cè)量系統(tǒng)及其制備方法，該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、攜帶方便、靈敏度高。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

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)體為雙層的可折疊柔性環(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)力傳感器通過在滑動(dòng)軌道上移動(dòng)變換位置；電路板與傳感器通過采集電路連接，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。

柔性應(yīng)力傳感器包括柔性薄膜、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，銅電極是寬度約為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，柔性薄膜殼通過卡接部連接滑動(dòng)軌道，使得柔性應(yīng)力傳感器通過在滑動(dòng)軌道上移動(dòng)變換位置。