專利名稱：基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體講涉及一種基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
脈診作為中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵診斷手法，有著悠久的歷史和獨(dú)特的創(chuàng)造性。然而數(shù)千年來(lái)脈診經(jīng)驗(yàn)的傳承大多都是通過(guò)口述的方式，很少有定量的表述或分類。這樣可能導(dǎo)致同一病人的脈象信息不同的醫(yī)生有不同的看法，而且病人脈象信息的傳遞，存儲(chǔ)也有諸多不便。近些年隨著中醫(yī)脈診客觀化研究的不斷深入，涌現(xiàn)出了多種脈象分析設(shè)備?，F(xiàn)有的脈象檢測(cè)設(shè)備一般采用壓電傳感器，由于屬于硬質(zhì)探頭，采集過(guò)程中容易對(duì)人體差生不適感，長(zhǎng)時(shí)間使用甚至?xí)?duì)皮膚造成一定的損傷。比如上海中醫(yī)藥大學(xué)研制的ZM-III型脈象采集系統(tǒng)，采用了帶浮梁的懸臂梁式結(jié)構(gòu)，可調(diào)節(jié)取脈位置，具有較好的重復(fù)性，但受試者的肢體抖動(dòng)會(huì)對(duì)取脈壓力造成較大的影響，從而準(zhǔn)確性會(huì)有所下降，并且無(wú)法得到脈道信息以及脈象趨勢(shì)圖等三維結(jié)果。現(xiàn)有技術(shù)中依然是單點(diǎn)脈象檢測(cè)居多，只能簡(jiǎn)單的描繪出單一的脈象曲線。雖然隨著傳感技術(shù)，信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步出現(xiàn)了部分的三點(diǎn)、多點(diǎn)甚至陣列式脈象檢測(cè)技術(shù)，然而仍有很多技術(shù)需要改進(jìn)。一般的三探頭脈象檢測(cè)系統(tǒng)都采用壓電式傳感器，由于屬于硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，很容易對(duì)人體差生擠壓等損傷。在采集過(guò)程中由于探頭體型較大，很難實(shí)現(xiàn)大范圍的三維移動(dòng)。由于人體腕部結(jié)構(gòu)的特殊性，有可能會(huì)造成某個(gè)探頭與皮膚接觸不實(shí)等。在陣列檢測(cè)方面，例如山東海洋學(xué)院設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)多功能脈象儀。它采用薄膜式傳感器，將壓電傳感器置于多層薄膜之中，很好的消除了硬質(zhì)探頭所帶來(lái)的不適，但具有五層薄膜結(jié)構(gòu)的傳感器制作比較復(fù)雜，且未能獲得脈道寬度的信息及脈搏波的三維傳導(dǎo)地形圖。此外，由上海醫(yī)療器械研究所設(shè)計(jì)的中醫(yī)脈象檢測(cè)裝置采用寸、關(guān)、尺復(fù)合式換能器，其中關(guān)部換能器符合了脈道形態(tài)檢測(cè)陣列式輔助換能器。該輔助換能器的敏感元件選用PVDF 壓電薄膜，微型應(yīng)變電阻以及導(dǎo)電橡膠組成。該設(shè)計(jì)可很好的實(shí)現(xiàn)壓力控制，輸出寸、關(guān)、尺三部脈象信號(hào)及脈道形態(tài)信號(hào)，但是該設(shè)所用復(fù)合傳感器的設(shè)計(jì)要求較高，且懸臂梁機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與軟組織良好接觸，可以描繪出脈寬、 脈搏波三維傳導(dǎo)地形圖的多路脈象檢測(cè)系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是， 一種基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測(cè)裝置，由柔性陣列傳感器、壓力控制裝置、信號(hào)處理模塊、信號(hào)采集模塊、計(jì)算機(jī)組成；柔性陣列傳感器由柔性陣列式脈搏換能器與氣壓傳感器一一對(duì)應(yīng)連接組合而成；柔性陣列式脈搏換能器采用硅膠制作，選擇或橫或縱排列若干路，每個(gè)腔體周?chē)霉枘z隔開(kāi)，柔性陣列式脈搏換能器的一端封閉，一端與對(duì)應(yīng)的氣壓傳感器相接；壓力控制裝置用于監(jiān)測(cè)和控制取脈壓力；氣壓傳感器輸出到信號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊將脈搏靜壓，脈搏動(dòng)壓分離，并將信號(hào)放大到適于構(gòu)成信號(hào)采集模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的幅值范圍，模數(shù)轉(zhuǎn)換器再將所轉(zhuǎn)換的脈搏數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行最后的數(shù)據(jù)處理和顯示脈象數(shù)據(jù)。壓力控制裝置為水銀柱式的壓力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，通過(guò)手握式氣囊球?qū)ν髱нM(jìn)行加減壓操作，控制、壓迫腕帶下面的柔性陣列傳感器使之與軟組織緊密接觸，從而監(jiān)測(cè)和控制取脈壓力。柔性陣列式脈搏換能器為縱橫排布形成多個(gè)腔體，每一個(gè)腔體都是半封閉的，開(kāi)口處與氣壓傳感器通過(guò)硬質(zhì)塑膠管進(jìn)行相接，則可在寸、關(guān)、尺處，同時(shí)采集很多路脈象數(shù)據(jù)，從而形成數(shù)據(jù)量更全的三維地形圖并對(duì)寸、關(guān)、尺三處脈搏波進(jìn)行有效對(duì)比。信號(hào)處理模塊由信號(hào)的放大，濾波，脈搏靜、動(dòng)壓分離電路組成。本發(fā)明具有如下技術(shù)效果本發(fā)明將傳統(tǒng)中醫(yī)的指尖感覺(jué)生動(dòng)、形象的以二維，三維的圖像呈現(xiàn)出來(lái)，有利于推動(dòng)中醫(yī)脈診客觀化、定量化、可視化的研究。此外，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)脈象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸，為脈診信息的傳承提供了必要的條件。


圖1、本發(fā)明的方框圖。圖中1、七路傳感器，2、壓力監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，3、信號(hào)處理系統(tǒng)，4、A/D采集系統(tǒng)， 5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，6、信號(hào)顯示模塊，7、存儲(chǔ)模塊。其中，七路傳感器1由柔性陣列式脈搏換能器和氣壓傳感器復(fù)合而成，信號(hào)處理系統(tǒng)3由信號(hào)的放大，濾波，脈搏靜、動(dòng)壓分離電路組成。圖2、柔性陣列式脈搏換能器的示意圖。圖中柔性陣列式脈搏換能器長(zhǎng)7cm，寬2cm，高2mm，其中每個(gè)通道的橫截面半徑為1mm，且每個(gè)通道之間用Imm的硅膠將其隔開(kāi)，腔體后端封閉，前端與七路傳感器相連。圖3、柔性陣列式脈搏換能器的擴(kuò)展俯視圖。圖中柔性陣列式脈搏換能器橫向7路，縱向3列，總共形成21路腔體，每一路腔體的大小可根據(jù)不同的需要進(jìn)行調(diào)整，以期滿足各種需求，各個(gè)腔體只在正上方開(kāi)一個(gè)圓孔，使之與氣壓傳感器相接。圖4、柔性陣列式脈搏換能器與氣壓傳感器的連接示意圖。圖中8、柔性陣列式脈搏換能器，9、七路氣壓傳感器，10、七路硬質(zhì)塑膠管。圖5、本發(fā)明中柔性陣列式脈搏換能器的工作示意圖。圖中8、柔性陣列式脈搏換能器，10、七路硬質(zhì)塑膠管，11、腕帶。 圖6七路脈象采集圖。
圖7七路脈象采集圖。 圖8脈搏波三維傳導(dǎo)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測(cè)系統(tǒng)，包括柔性陣列傳感器裝置、壓力控制檢測(cè)裝置、信號(hào)處理和采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)處理器及脈圖顯示和處理系統(tǒng)，其特
4征在于依據(jù)仿生學(xué)原理所設(shè)計(jì)的柔性陣列傳感器裝置。該裝置由柔性陣列式脈搏換能器與氣壓傳感器一一對(duì)應(yīng)組合而成，其中柔性陣列式脈搏換能器采用硅膠制作，可以選擇橫向排列七路，每路腔體橫截面是圓形，每個(gè)腔體周?chē)霉枘z將其隔開(kāi)。柔性陣列式脈搏換能器的后端封閉，前端與七路氣壓傳感器相接。它能有效地減小采集過(guò)程中硬質(zhì)探頭對(duì)人體所造成的不適感。因?yàn)橥蟛筷P(guān)處沒(méi)有骨骼的橫向距離剛好與柔性陣列式脈搏換能器寬度相同，因此能很好的與該處軟組織緊密接觸。柔性陣列式脈搏換能器的制作也可由橫向排列七路擴(kuò)展為縱橫排布形成多個(gè)腔體，每一個(gè)腔體都是半封閉的，開(kāi)口處與氣壓傳感器通過(guò)硬質(zhì)塑膠管進(jìn)行相接，則可在寸、 關(guān)、尺處，同時(shí)采集很多路脈象數(shù)據(jù)，從而形成數(shù)據(jù)量更全的三維地形圖并對(duì)寸、關(guān)、尺三處脈搏波進(jìn)行有效對(duì)比。本發(fā)明采用氣壓傳導(dǎo)的方式將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)化為柔性陣列式脈搏換能器內(nèi)壓強(qiáng)的變化，再由氣壓傳感器將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。其中，氣壓傳感器具有靈敏度高、線性度小，抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕、安全可靠等特點(diǎn)。然后通過(guò)處理電路對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)行各種處理， 將脈搏靜壓，脈搏動(dòng)壓分離，放大到適合A/D采集和顯示的范圍。此外，本發(fā)明采用水銀柱式的壓力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，通過(guò)手握式氣囊球?qū)ν髱нM(jìn)行加減壓等操作。該裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)換能器的固定，減小采集過(guò)程中因?yàn)槿梭w擾動(dòng)等因素對(duì)采集過(guò)程的影響，并能完成不同壓力下脈象信息的采集。本發(fā)明可以方便，有效地對(duì)七路脈象信號(hào)，進(jìn)行采集、顯示、存儲(chǔ)、傳輸，并且不僅可以清楚地觀測(cè)到受試者的脈寬信息，還能通過(guò)所采集到的數(shù)據(jù)構(gòu)建出脈搏波的三維傳導(dǎo)地形圖。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。使用時(shí)先按照?qǐng)D4所示，將柔性陣列式脈搏換能器8用七路硬質(zhì)塑膠管10與七路氣壓傳感器9相連，并在接口處用膠水密封。然后按照?qǐng)D5所示，將柔性陣列式脈搏換能器 8沿著手臂方向放置于腕部，然后用腕帶11將柔性陣列式脈搏換能器8固定，并用手握式氣囊球?qū)ν髱?1進(jìn)行加壓，從而控制取脈壓力。同時(shí)，用水銀柱式壓力計(jì)對(duì)腕帶11中的氣壓進(jìn)行檢測(cè)。由于脈搏波的搏動(dòng)會(huì)導(dǎo)致柔性陣列式脈搏換能器8內(nèi)壓強(qiáng)的變化，通過(guò)七路氣壓傳感器3轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給信號(hào)處理系統(tǒng)4，對(duì)脈象信號(hào)進(jìn)行處理，然后再傳遞給A/D 采集系統(tǒng)4通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化后，把脈搏數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5，在信號(hào)顯示模塊6，存儲(chǔ)模塊 7的作用下對(duì)脈象數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測(cè)裝置，其特征是，由柔性陣列傳感器、壓力控制裝置、信號(hào)處理模塊、信號(hào)采集模塊、計(jì)算機(jī)組成；柔性陣列傳感器由柔性陣列式脈搏換能器與氣壓傳感器一一對(duì)應(yīng)連接組合而成；柔性陣列式脈搏換能器采用硅膠制作，選擇或橫或縱排列若干路，每個(gè)腔體周?chē)霉枘z隔開(kāi)，柔性陣列式脈搏換能器的一端封閉，一端與對(duì)應(yīng)的氣壓傳感器相接；壓力控制裝置用于監(jiān)測(cè)和控制取脈壓力；氣壓傳感器輸出到信號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊將脈搏靜壓，脈搏動(dòng)壓分離，并將信號(hào)放大到適于構(gòu)成信號(hào)采集模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的幅值范圍，模數(shù)轉(zhuǎn)換器再將所轉(zhuǎn)換的脈搏數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行最后的數(shù)據(jù)處理和顯示脈象數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，壓力控制裝置為水銀柱式的壓力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，通過(guò)手握式氣囊球?qū)ν髱нM(jìn)行加減壓操作，控制、壓迫腕帶下面的柔性陣列傳感器使之與軟組織緊密接觸，從而監(jiān)測(cè)和控制取脈壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，柔性陣列式脈搏換能器為縱橫排布形成多個(gè)腔體，每一個(gè)腔體都是半封閉的，開(kāi)口處與氣壓傳感器通過(guò)硬質(zhì)塑膠管進(jìn)行相接，則可在寸、關(guān)、尺處，同時(shí)采集很多路脈象數(shù)據(jù)，從而形成數(shù)據(jù)量更全的三維地形圖并對(duì)寸、關(guān)、尺三處脈搏波進(jìn)行有效對(duì)比。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，信號(hào)處理模塊由信號(hào)的放大，濾波，脈搏靜、動(dòng)壓分離電路組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。為提供一種與軟組織良好接觸，可以描繪出脈寬、脈搏波三維傳導(dǎo)地形圖的多路脈象檢測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測(cè)裝置，由柔性陣列傳感器、壓力控制裝置、信號(hào)處理模塊、信號(hào)采集模塊、計(jì)算機(jī)組成；柔性陣列傳感器由柔性陣列式脈搏換能器與氣壓傳感器一一對(duì)應(yīng)連接組合而成；柔性陣列式脈搏換能器采用硅膠制作，選擇橫向排列若干路，每路腔體橫截面是圓形，每個(gè)腔體周?chē)霉枘z隔開(kāi)；壓力控制裝置用于通過(guò)增大壓力使柔性陣列傳感器與軟組織緊密接觸；氣壓傳感器依次輸出到信號(hào)處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)。本發(fā)明主要應(yīng)用于脈象檢測(cè)。
文檔編號(hào)A61B5/023GK102551696SQ20111043966
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者周鵬, 李想, 楊成, 王學(xué)民, 羅鳴 申請(qǐng)人:天津大學(xué)