高抗幹擾脈搏探測器的製作方法

2023-05-29 19:11:51 1

專利名稱：高抗幹擾脈搏探測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠監測人體生命體徵的高抗幹擾脈搏探測器。
背景技術：
通過探測脈搏來確定人的健康狀態，是醫生的最基本診斷方法之一，比如心律，脈 象和血壓等。這是因為血液循環系統是人體的基本生命系統，脈搏和生命息息相關。傳統的中醫用手指號脈診斷，這一操作明顯取決於醫師的個人經驗，難以保證一 致性，因此這種診斷方法非常主觀，缺乏嚴謹的科學性。所以，儘管脈象對診斷非常重要，醫 生們也只能以他們手指所感覺到的狀況，定性地描述脈象，給出模糊的診斷。隨著技術的發展，現有的脈搏探測器可以較嚴謹地評定人體脈搏，但由於這些儀 器體積較大、不便攜帶，且儀器成本高、價格昂貴、操作複雜，一般只適用於放置在醫院內使 用。無法應用於各種不同的人體脈搏的日常、實時監測。特別是現有的脈搏探測器由於探 頭結構的缺陷，在使用時必須精確地調整傳感器的位置，才能探測到脈搏的跳動，一但測試 過程中探頭位置稍有移動就會出現誤測、誤報，而且這種脈搏探測器靈敏度低，這就要求有 一定專業基礎的人員才能操作，使用不方便。另一方面，人體脈搏是很弱的信號，而日常生活中存在各種各樣的震動、電磁等環 境幹擾，使用現有的脈搏探測器，難以取得高信噪比，穩定的脈搏信號。據統計全球有數億的高血壓、糖尿病、血脂異常、肥胖體重超標的患者和亞健康人 群。每年中風、心肌梗塞、心力衰竭等非傳染性疾病是佔四分之三以上的主要死亡原因，其 中心血管疾病佔首位。事實上，如果能對脈搏進行有效的、對小時的實時監測，及時發現亞 健康和急性發作的趨勢，使患者得到及時早期治療，絕大多數心腦血管疾病患者的病情可 以早期緩解。而急性發作前的早期主動、自動報警，可大幅度減低心腦血管發病的死亡幾 率。因此，急需一種能夠對人體脈搏進行有效、可靠、對小時的實時監測的系統。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有的脈搏探測器在測試時必須精確對準動 脈血管位置才能探測到脈搏跳動、靈敏度低、抗幹擾性能差的缺陷，提供一種具有多個探頭 的高抗幹擾脈搏探測器。本發明解決該技術問題所採用的技術方案是構造一種高抗幹擾脈搏探測器，包 括兩個電氣上反相串聯的相同的傳感器。第一個主傳感器的感應表面設置有相互間隔預 定距離的多個探頭，所述多個探頭將各自探測到的脈搏信號傳遞至所述主傳感器的感應表 面，所述第一個主感應表面接收到的脈搏信號是各個探頭傳遞的信號的迭加；而安裝在和 主傳感器間隔一定距離，保證與主傳感器有良好的振動、電氣隔離的第二個輔助傳感器的 感應表面接收到的脈搏信號很弱，但感應到的各種各樣的其它震動、電磁等環境幹擾和主 傳感器感應到的基本相同，由於這兩個的物理電氣性能相同的傳感器在電氣上是反相串 聯，所以與只使用單個主傳感器得到的信號相比，得到的是脈搏信號稍弱，而各種各樣的幹擾基本消失的高信噪比的優質脈搏信號。在本發明所述的高抗幹擾脈搏探測器中，所述多個探頭通過基體或直接貼附在所 述主傳感器的感應表面，而輔助傳感器的感應表面安裝在和主感應表面保持一定間隔，具 有振動、電氣隔離功能的間隔裝置上。在本發明所述的高抗幹擾脈搏探測器中，所述傳感器均為壓力傳感器，所述探頭 為凸起物；所述基體是由柔性或剛性材料製成的薄片，且所述凸起物設置在所述基體的上 表面和/或下表面。而輔助傳感器的感應表面安裝在和主感應表面保持高隔離度的間隔裝 置，該間隔裝置可以是有邊沿支架的自由空間，或各種各樣不導電的減震材料。在本發明所述的脈搏探測器中，所述主/輔助傳感器組包括以下至少一種或多種 替代傳感器組超聲波信號傳感器組，可選擇性地包括一個超聲波發生器，或熱敏傳感器組，可選擇性地包括一個熱源發生器；或紅外傳感器組，可選擇性地包括一個紅外光源；或電磁波信號傳感器組，可選擇性的包括一個電磁波發生器；或核磁共振信號傳感器組，可選擇性的包括一個核磁共振發生器；或X-光信號傳感器組，可選擇性的包括一個X-光發生器。實施本發明，具有以下有益效果由於高抗幹擾脈搏探測器上設置有多個探頭，其中只要有一個探頭處於動脈血管 位置處即可將脈搏信號傳遞到主傳感器感應表面，因而主傳感器位置變動對探測結果的影 響很小，可靠性高；而當多個探頭處於動脈血管位置時，每個探頭得到的脈搏信號可以在主 傳感器感應表面上迭加，因而靈敏度高；另外該高抗幹擾脈搏探測器還有另一個具有幹擾 消除功能的輔助傳感器，各種各樣的幹擾信號在兩個物理電氣功能相同的傳感器上感應的 信號大小相同，方向相反，很好地消除了幹擾信號。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖IA是根據本發明一實施例的高抗幹擾脈搏探測器的主視圖；圖IB是圖IA的俯視圖；圖IC是圖IA的右視圖；圖2A是根據本發明一實施例的高抗幹擾脈搏探測器組件的主視圖；圖2B是圖2A的俯視圖；圖2C是圖2A的右視圖。
具體實施例方式本發明所述的高抗幹擾脈搏監測裝置能夠感應人體動脈的一維、二維脈搏脈動壓 力，並能有效地降低其它的幹擾信號。依據本發明的一個實施例，高抗幹擾脈搏監測裝置包括至少一個多探頭主傳感器 和一個相對隔離的輔助傳感器。每個高抗幹擾脈搏探測器的輸出是主傳感器和輔助傳感器 反相串聯的電壓信號。高抗幹擾脈搏探測器可是一個腕帶、臂帶、胸帶、腿帶、床墊、坐墊等任何可接觸人體的，固定在動脈附近部位的裝置。每一個探頭獨立感應動脈壓力，多個探頭組成的探頭點陣探測到的脈搏信號在主 傳感器上迭加；而主傳感器上感應到的幹擾和反向串聯的輔助傳感器感應到的同樣的幹擾 反向疊加得以抵消，形成高信噪比、穩定可靠脈搏壓力信號圖1A-1C為根據本發明實施例的單個高抗幹擾脈搏探測器的結構示意圖。圖IA 是主視圖；圖IB是圖IA的俯視圖；圖IC是圖IA的右視圖。如圖IA-圖IC所示，在本實施 例中，高抗幹擾脈搏探測器設置有3個探頭1，探頭1連接於基體2上，基體2與主傳感器3 的感應表面301相接觸，將探頭探測到的信號傳遞到主傳感器3的感應表面301，主傳感器 3和輔助傳感器5通過間隔裝置4安裝在一起，間隔裝置4保證了輔助傳感器5的感應表面 501，502和探頭1有良好的電氣、振動隔離，主傳感器和輔助傳感器反向串聯後的輸出信號 通過引出對線6輸出。圖2A-2C是根據本發明實施例的包括兩個高抗幹擾脈搏探測器的高抗幹擾脈搏 探測器組件的結構示意圖，其中，圖2A是主視圖；圖2B是圖2A的俯視圖；圖2C是圖2A的 右視圖。如圖2A-2C所示，在本實施例中，高抗幹脈搏探測器組件設置有12個探頭1，探頭 1連接於基體2上，基體2與第一主壓力傳感器31、第二主壓力傳感器32的感應表面相接 觸，將探頭探測到的信號傳遞到主傳感器組的感應表面；在第一主壓力傳感器31下是間隔 裝置41，再下面是第一輔助傳感器51，在第二主壓力傳感器32下是間隔裝置42，再下面是 第二輔助傳感器52，第一主壓力傳感器31和第一輔助傳感器51反向串聯的信號通過引出 線組61輸出；第二主壓力傳感器32和第二輔助傳感器52反向串聯的信號通過引出線組62 輸出。雖然圖2A-2C中的基體2是一個整塊的基體，作為選擇，也可將其分成兩個單獨的基 體第一基體和第二基體，分別貼附在第一主壓力傳感器31、第二主壓力傳感器32的感應 表面。從圖中可看出，探頭之間相互間隔一段距離，形成點陣。這樣設置的好處是每個 探頭同時相對獨立地探測信號，而在共用主傳感器的感應表面上迭加，得到較強的輸出信 號。雖然圖IA所示脈搏探測器上設置有3個單列排列的探頭，但本領域技術人員應當知曉， 還可設置更多探頭，並將其排列成多行多列的點陣，甚至可排列成圓形、橢圓形等或其它形 狀的點陣。同理，作為類似的實施方式，由至少兩個高抗幹擾脈搏探測器構成的高抗幹擾脈 搏探測器組件中，每個高抗幹擾脈搏探測器上也可設置比圖2A中所示的12個探頭更多或 更少的探頭，並將其排列成多行多列的點陣，甚至可排列成圓形、橢圓形等或其它形狀的點 陣。探頭之間的距離設置以能夠保持每個探頭既能有較大地相對獨立運動，又能有較高的 密度為準。在圖IA和圖2A所示的實施例中，探頭1是設置在基體2的上表面21。在本發明 的其它實施例中，探頭1可設置在基體2的下表面22，或者可在基體2的上表面21和下表 面22均設置探頭1。基體2通常是由柔性或剛性材料製成的薄片。探頭1的形狀可以是弧形、半圓形、 矩形、六角形等對稱或非對稱的多邊形等各種不同形狀的硬物體或軟物體構成的凸起，通 過薄片式基體(例如薄膜)用粘膠連接到或以任何方法連接到壓力傳感器單元的感應表 面，形成探頭點陣。在本發明的一些實施例中，探頭1為硬質凸起物，例如不鏽鋼、鋁合金、 鈦合金等金屬凸起物，尼儂、ABS、有機玻璃等硬塑料凸起物等，其通過粘結劑粘接在所述基體2上。在其它實施例中，探頭1為軟質凸起物，例如矽膠、橡膠等軟塑料，或者由充氣或 空心氣囊等構成凸起物。凸起物與基體可以採用相同材質一體成型，或者凸起物可以通過 粘結劑粘接在相同或不同材質的基體上。應當理解，上述提及的材料均應為健康衛生、對人 體無害的材料。在本發明的另一實施例中，探頭直接設置在主傳感器的感應表面，例如粘貼在傳 感器的感應表面。或用能穩定可靠地將探頭安裝在主傳感器的感應表面的其它方法。雖然本發明的實施例中採用的是壓力傳感器，但本領域技術人員應當理解，還可 以採用其它類型的主/輔助傳感器組來實施本發明。例如採用超聲波信號傳感器組，可選 擇性地包括一個超聲波發生器，和具有一個以上的超聲波探頭的超聲傳感器；或熱敏傳感 器組，可選擇性地包括一個熱源發生器，和具有一個以上的熱敏探頭的熱敏傳感器；或紅外 傳感器組，可選擇性地包括一個紅外光源，和具有一個以上的紅外探頭的紅外傳感器；或電 磁波信號傳感器組，可選擇性的包括一個電磁波發生器，和具有一個以上的電磁探頭的電 磁傳感器；或核磁共振信號傳感器組，可選擇性的包括一個核磁共振發生器，和具有一個以 上的核磁共振探頭的核磁共振傳感器；或X-光信號傳感器組，可選擇性的包括一個X-光發 生器，和具有一個以上的X-光探頭的X-光傳感器。本發明的各個實施例中，高抗幹擾脈搏探測器包括由一個以上的相鄰的沿著動脈 血管雙向(縱、橫)單面或雙面排列的弧形、半圓形、或相似形狀的硬物體或軟物體構成的 探頭點陣，併集成在主傳感器表面。單面探頭點陣與人體表面或傳感器表面相接觸。雙面 探頭點陣的雙面分別與人體表面和主傳感器表面相接觸。而和主傳感器保持相對隔離的輔 助傳感器感應到的幹擾信號，和主傳感器上同樣的幹擾信號反相疊加，相互抵消。一個以上 的該高抗幹擾脈搏探測器雙向(縱、橫)排列組成高抗幹擾脈搏探測器組件。在探測脈搏 壓力時，由於每個主傳感器上有數個探頭，每個探頭都可以感應脈動，大大提高整個高抗幹 擾脈搏探測器組件的探測靈敏度；並且由於有數個探頭，該高抗幹擾脈搏探測器組件對位 置不敏感，在相對大的範圍內都可以有效地感應脈動。進一步將數個高抗幹擾脈搏探測器 單向、或雙向排列集成使用，可得到更好的效果更高的探測靈敏度，更強的感應信號。利用本發明的高抗幹擾脈搏探測器，可以取得高信噪比，穩定可靠，位置不敏感的 脈搏信號，可以建立實用的全天候脈搏實時監測系統。使用戶的生命體徵/健康狀況得到 時時的關注，可以做到在日常檢測時及時發現亞健康問題，及早治療；急性發作時第一時間 自動或主動報警，有效地避免發病猝死的危險。事實證明大多數心腦血管疾病患者，如果可 以早期發現發病的趨勢，採取措施，可以很大程度上避免有嚴重危害的急性發作發生。而急 性發作前的早期自動、主動報警，則可大幅度減低心腦血管發病猝死的概率。
權利要求
1.一種高抗幹擾脈搏探測器，其特徵在於，包括一個主傳感器(3、31、3幻和一個輔助 傳感器(5，51，52)；所述主傳感器和輔助傳感器通過具有高電氣、振動隔離度的間隔裝置 (4,41,42)組合成一體；主傳感器和輔助傳感器的信號輸出端反向串聯。
2.根據權利要求1所述的高抗幹擾脈搏探測器，其特徵在於，所述主/輔助傳感器均為 壓力傳感器；所述多個探頭(1)通過基體( 貼附在所述主傳感器的感應表面(301)。
3.根據權利要求2所述的高抗幹擾脈搏探測器，其特徵在於，所述探頭(1)為凸起物； 所述基體( 是由柔性或剛性材料製成的薄片，且所述凸起物設置在所述基體O)的上表 面和/或下表面02)。
4.根據權利要求1和3所述的高抗幹擾脈搏探測器，其特徵在於，所述高電氣、振動隔 離度的間隔裝置(4，41，42)可以是有邊框的自由空間，或不導電的任何隔振材料，或自由 空間和隔振材料的組合結構，間隔裝置的上表面G21)緊貼主傳感器(32)下表面安裝。
5.根據權利要求1所述的高抗幹擾脈搏探測器，其特徵在於，所述主傳感器(3、31、32) 和輔助傳感器(5,51,5 組包括以下至少一種或多種替代傳感器組超聲波信號傳感器組，可選擇性地包括一個超聲波發生器，或熱敏傳感器組，可選擇性地包括一個熱源發生器；或紅外傳感組，可選擇性地包括一個紅外光源；或電磁波信號傳感器組，可選擇性的包括一個電磁波發生器；或核磁共振信號傳感器組，可選擇性的包括一個核磁共振發生器；或X-光信號傳感器組，可選擇性的包括一個X-光發生器。
6.根據權利要求1所述的主傳感器和輔助傳感器，其功能、結構、性能可以互換。
7.根據權利要求1所述的主傳感器和輔助傳感器，可採用多個主傳感器組合或多個輔 助傳感器組合或多個主傳感器與輔助傳感器的組合。
8.一種高抗幹擾脈搏監測裝置，其特徵在於，包括至少二個如權利要求1至7中任一項 所述的高抗幹擾脈搏探測器；其中，所述至少二個高抗幹擾脈搏探測器排列成單行或多行 的陣列，使得當將所述高抗幹擾脈搏監測裝置放置在人體肢幹部的動脈血管附近時，所述 至少二個高抗幹擾脈搏探測器中有至少一個所述探頭能與人體肢幹部的動脈血管處肌膚 相接觸。
9.根據權利要求1所述的高抗幹擾脈搏探測器，其特徵在於，所述除了應用在脈搏信 號的採集外，還可以應用在任何需要檢測振動的場合。
全文摘要
本發明涉及高抗幹擾脈搏探測器。所述高抗幹擾脈搏探測器包括兩個相互間用具有高電氣、振動隔離度結構保持一定間隔的反向串聯的傳感器。其中一個主傳感器感應表面設置有相互間隔預定距離的多個探頭。所述多個探頭將獨自探測到的脈搏信號傳遞至所述主傳感器的感應表面，所述主傳感器感應表面接收到的脈搏信號是各個探頭探測到的信號的迭加；而另一個反向串聯的輔助傳感器由於高電氣、振動隔離度結構的隔離作用所感應到的脈搏信號很弱；而這兩個物理結構相同的傳感器感應的其它幹擾信號強度相同，方向相反，所以疊加後得到幹擾基本抵消的高信噪比、穩定可靠、位置不敏感的脈搏信號。應用所述高抗幹擾脈搏探測器，可以建立可實際應用在日常生活中的、可靠的24小時脈搏實時監測系統。
文檔編號A61B5/0245GK102048528SQ200910213318
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月2日 優先權日2009年11月2日
發明者汪欣 申請人:汪欣