[發(fā)明專利]一種實時監(jiān)測顱壓和腦溫的無線傳感電路

在審

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• 申請日: 2020-10-01
• 公開（公告）號: CN112244807A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 秦亞杰;張瑋;江逸舟
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: A61B5/03
• 分類號: A61B5/03;A61B5/01;A61B5/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發(fā)明屬于醫(yī)療傳感技術領域，具體為一種實時監(jiān)測顱壓和腦溫的無線傳感電路。本發(fā)明的無線傳感電路，包括供電線圈E1、接收線圈E2、整流模塊、濾波模塊、LDO、傳感器模塊、微處理器；線圈E2作為數據傳輸天線配合微處理器實現數據的無線傳輸；線圈E1作為能量接收線圈，將接收到的能量信號經過整流模塊、穩(wěn)壓模塊、濾波模塊、LDO處理轉化為直流信號為傳感器供電，實現能量的無線供應，同時實現對顱壓和溫度的實時采集和穩(wěn)定傳輸。本發(fā)明用于重癥監(jiān)護顱壓監(jiān)測中，無需外接電源，可以通過線圈E1和線圈E2進行直接供電和數據傳輸。本發(fā)明結構簡單、性能可靠、性價比高、通用性好。

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)療傳感技術領域，具體涉及一種實時監(jiān)測顱壓和腦溫的無線傳感電路。

背景技術

重癥監(jiān)護患者由于顱壓的變化可以引起神經和腦組織的變化導致患者產生不適癥狀，因此，顱壓的變化對于醫(yī)生診斷患者狀況具有非常重要的意義。目前商用顱壓測量方式大多采用侵入式方法，將探頭直接置于患者腦室，外接導線連接到儀器進行測試，這樣的方法可能會導致患者的二次損害，由于探頭外接導線可能導致創(chuàng)口感染。探頭在長時間使用之后可能會發(fā)生讀數不準的情況，需要手動進行調整，操作不便。最近幾年出現了多種非侵入式的顱壓測量方法，比如可以通過CT、近紅外光譜等方法進行間接判斷，但是大都需要昂貴儀器進行測量，測試成本高，難以進行實時監(jiān)測。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現有技術存在的不足，提出一種安全經濟、可靠性高的可以實時監(jiān)測顱壓和腦溫的無線傳感電路。

本發(fā)明提出的實時監(jiān)測顱壓和腦溫的無線傳感電路，包括供電線圈E1、接收線圈E2、整流模塊、濾波模塊、LDO、傳感器模塊、微處理器七個部分：

由于該電路需要通過植入患者大腦進行測量，因此，電路面積應當盡可能減小。

該電路使用接收線圈E2作為數據傳輸天線，配合微處理器，實現數據的無線傳輸；使用供電線圈E1作為能量接收線圈，將接收到的能量信號經過整流模塊、穩(wěn)壓模塊、濾波模塊、LDO處理轉化為直流信號，為傳感器供電，實現能量的無線供應，從而實現對顱壓和溫度的實時采集和穩(wěn)定傳輸。

供電線圈E1和接收線圈E2兩者圈數和尺寸相等，制作在印刷電路板同一位置的正反兩面，形成雙面線圈耦合形式；線圈的外觀形狀為閉合幾何圖形，可以使用三角形、矩形、圓形等；優(yōu)選為矩形線圈；線圈采用正反交錯的布線方式，類似麻花，可以極大程度上減小兩個線圈所需要的電路尺寸。

通常，供電線圈E1和接收線圈E2的圈數為5-8圈，優(yōu)選為6圈（印刷電路板正面6圈，反面6圈），線圈大小為3cm×3cm，通信距離可以達到2cm，滿足使用要求。供電線圈E1設有兩個端口ATT1和ATT2，接收線圈E2設有兩個端口ATT3和ATT4。由于兩者圈數和尺寸相等，在使用時將端口對調也不會影響效果。

本無線傳感電路的工作過程如下：

將電路放置在NFC的發(fā)射場中，線圈E1接收交流電磁信號，經過整流器模塊整流處理成為直流信號，直流信號通過濾波模塊濾除高頻噪聲，經過穩(wěn)壓模塊將直流信號穩(wěn)壓到較低電壓,防止信號電壓幅值過大，損壞其他器件。之后經過LDO模塊成為固定輸出直流信號，給傳感器供電。微處理器通過線圈E2進行供電，同時可以檢測到NFC發(fā)射場。當檢測到NFC發(fā)射場時會啟動內部程序工作，向傳感器模塊讀取氣壓和溫度數據，經過處理，通過線圈E2發(fā)送給上位機。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明無需外接電源，可以通過線圈E1和線圈E2進行直接供電和數據傳輸，實現了低功耗。在電路結構方面，使用疊層雙線圈結構可以保證信號傳輸的穩(wěn)定性，同時可以使供電電壓達到平穩(wěn)，增大了通信距離，提高電路可承受負載。由于線圈E1、線圈E2制作在印刷電路板同一位置的正反兩面，可以有效減小電路面積；使用微處理器配合傳感器模塊極大減小了電路復雜程度和電路的實際尺寸，同時極大降低了裝置的成本。擁有簡單、可靠、性價比高、通用性好等特點。