專利名稱：基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械技術領域，具體講涉及一種基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測系統。
背景技術：
脈診作為中國傳統醫學的關鍵診斷手法，有著悠久的歷史和獨特的創造性。然而數千年來脈診經驗的傳承大多都是通過口述的方式，很少有定量的表述或分類。這樣可能導致同一病人的脈象信息不同的醫生有不同的看法，而且病人脈象信息的傳遞，存儲也有諸多不便。近些年隨著中醫脈診客觀化研究的不斷深入，涌現出了多種脈象分析設備?，F有的脈象檢測設備一般采用壓電傳感器，由于屬于硬質探頭，采集過程中容易對人體差生不適感，長時間使用甚至會對皮膚造成一定的損傷。比如上海中醫藥大學研制的ZM-III型脈象采集系統，采用了帶浮梁的懸臂梁式結構，可調節取脈位置，具有較好的重復性，但受試者的肢體抖動會對取脈壓力造成較大的影響，從而準確性會有所下降，并且無法得到脈道信息以及脈象趨勢圖等三維結果?，F有技術中依然是單點脈象檢測居多，只能簡單的描繪出單一的脈象曲線。雖然隨著傳感技術，信號檢測技術的進步出現了部分的三點、多點甚至陣列式脈象檢測技術，然而仍有很多技術需要改進。一般的三探頭脈象檢測系統都采用壓電式傳感器，由于屬于硬質結構，很容易對人體差生擠壓等損傷。在采集過程中由于探頭體型較大，很難實現大范圍的三維移動。由于人體腕部結構的特殊性，有可能會造成某個探頭與皮膚接觸不實等。在陣列檢測方面，例如山東海洋學院設計的實時多功能脈象儀。它采用薄膜式傳感器，將壓電傳感器置于多層薄膜之中，很好的消除了硬質探頭所帶來的不適，但具有五層薄膜結構的傳感器制作比較復雜，且未能獲得脈道寬度的信息及脈搏波的三維傳導地形圖。此外，由上海醫療器械研究所設計的中醫脈象檢測裝置采用寸、關、尺復合式換能器，其中關部換能器符合了脈道形態檢測陣列式輔助換能器。該輔助換能器的敏感元件選用PVDF 壓電薄膜，微型應變電阻以及導電橡膠組成。該設計可很好的實現壓力控制，輸出寸、關、尺三部脈象信號及脈道形態信號，但是該設所用復合傳感器的設計要求較高，且懸臂梁機械結構復雜。

發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種與軟組織良好接觸，可以描繪出脈寬、 脈搏波三維傳導地形圖的多路脈象檢測系統。為達到上述目的，本發明采取的技術方案是， 一種基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測裝置，由柔性陣列傳感器、壓力控制裝置、信號處理模塊、信號采集模塊、計算機組成；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應連接組合而成；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，每個腔體周圍用硅膠隔開，柔性陣列式脈搏換能器的一端封閉，一端與對應的氣壓傳感器相接；壓力控制裝置用于監測和控制取脈壓力；氣壓傳感器輸出到信號處理模塊，信號處理模塊將脈搏靜壓，脈搏動壓分離，并將信號放大到適于構成信號采集模塊的模數轉換器采集的幅值范圍，模數轉換器再將所轉換的脈搏數據輸出到計算機，計算機進行最后的數據處理和顯示脈象數據。壓力控制裝置為水銀柱式的壓力監測控制系統，通過手握式氣囊球對腕帶進行加減壓操作，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，從而監測和控制取脈壓力。柔性陣列式脈搏換能器為縱橫排布形成多個腔體，每一個腔體都是半封閉的，開口處與氣壓傳感器通過硬質塑膠管進行相接，則可在寸、關、尺處，同時采集很多路脈象數據，從而形成數據量更全的三維地形圖并對寸、關、尺三處脈搏波進行有效對比。信號處理模塊由信號的放大，濾波，脈搏靜、動壓分離電路組成。本發明具有如下技術效果本發明將傳統中醫的指尖感覺生動、形象的以二維，三維的圖像呈現出來，有利于推動中醫脈診客觀化、定量化、可視化的研究。此外，本發明可實現對脈象數據的存儲、傳輸，為脈診信息的傳承提供了必要的條件。


圖1、本發明的方框圖。圖中1、七路傳感器，2、壓力監測與控制系統，3、信號處理系統，4、A/D采集系統， 5、計算機系統，6、信號顯示模塊，7、存儲模塊。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合而成，信號處理系統3由信號的放大，濾波，脈搏靜、動壓分離電路組成。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7cm，寬2cm，高2mm，其中每個通道的橫截面半徑為1mm，且每個通道之間用Imm的硅膠將其隔開，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不同的需要進行調整，以期滿足各種需求，各個腔體只在正上方開一個圓孔，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、七路硬質塑膠管。圖5、本發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脈搏波三維傳導圖。
具體實施例方式本發明所述的基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測系統，包括柔性陣列傳感器裝置、壓力控制檢測裝置、信號處理和采集系統，計算機處理器及脈圖顯示和處理系統，其特
4征在于依據仿生學原理所設計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應組合而成，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，每個腔體周圍用硅膠將其隔開。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程中硬質探頭對人體所造成的不適感。因為腕部關處沒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展為縱橫排布形成多個腔體，每一個腔體都是半封閉的，開口處與氣壓傳感器通過硬質塑膠管進行相接，則可在寸、 關、尺處，同時采集很多路脈象數據，從而形成數據量更全的三維地形圖并對寸、關、尺三處脈搏波進行有效對比。本發明采用氣壓傳導的方式將脈搏信號轉化為柔性陣列式脈搏換能器內壓強的變化，再由氣壓傳感器將其轉化為電信號。其中，氣壓傳感器具有靈敏度高、線性度小，抗干擾能力強、體積小、重量輕、安全可靠等特點。然后通過處理電路對脈搏信號進行各種處理， 將脈搏靜壓，脈搏動壓分離，放大到適合A/D采集和顯示的范圍。此外，本發明采用水銀柱式的壓力監測控制系統，通過手握式氣囊球對腕帶進行加減壓等操作。該裝置可以實現對換能器的固定，減小采集過程中因為人體擾動等因素對采集過程的影響，并能完成不同壓力下脈象信息的采集。本發明可以方便，有效地對七路脈象信號，進行采集、顯示、存儲、傳輸，并且不僅可以清楚地觀測到受試者的脈寬信息，還能通過所采集到的數據構建出脈搏波的三維傳導地形圖。下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步的說明。使用時先按照圖4所示，將柔性陣列式脈搏換能器8用七路硬質塑膠管10與七路氣壓傳感器9相連，并在接口處用膠水密封。然后按照圖5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，并用手握式氣囊球對腕帶11進行加壓，從而控制取脈壓力。同時，用水銀柱式壓力計對腕帶11中的氣壓進行檢測。由于脈搏波的搏動會導致柔性陣列式脈搏換能器8內壓強的變化，通過七路氣壓傳感器3轉化為電信號傳遞給信號處理系統4，對脈象信號進行處理，然后再傳遞給A/D 采集系統4通過模數轉化后，把脈搏數據發送給計算機系統5，在信號顯示模塊6，存儲模塊 7的作用下對脈象數據進行顯示和存儲。
權利要求
1.一種基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測裝置，其特征是，由柔性陣列傳感器、壓力控制裝置、信號處理模塊、信號采集模塊、計算機組成；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應連接組合而成；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，每個腔體周圍用硅膠隔開，柔性陣列式脈搏換能器的一端封閉，一端與對應的氣壓傳感器相接；壓力控制裝置用于監測和控制取脈壓力；氣壓傳感器輸出到信號處理模塊，信號處理模塊將脈搏靜壓，脈搏動壓分離，并將信號放大到適于構成信號采集模塊的模數轉換器采集的幅值范圍，模數轉換器再將所轉換的脈搏數據輸出到計算機，計算機進行最后的數據處理和顯示脈象數據。
2.如權利要求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測控制系統，通過手握式氣囊球對腕帶進行加減壓操作，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，從而監測和控制取脈壓力。
3.如權利要求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腔體，每一個腔體都是半封閉的，開口處與氣壓傳感器通過硬質塑膠管進行相接，則可在寸、關、尺處，同時采集很多路脈象數據，從而形成數據量更全的三維地形圖并對寸、關、尺三處脈搏波進行有效對比。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征是，信號處理模塊由信號的放大，濾波，脈搏靜、動壓分離電路組成。
全文摘要
本發明涉及醫療器械技術領域。為提供一種與軟組織良好接觸，可以描繪出脈寬、脈搏波三維傳導地形圖的多路脈象檢測系統，本發明采取的技術方案是，基于柔性陣列傳感器的多路脈象檢測裝置，由柔性陣列傳感器、壓力控制裝置、信號處理模塊、信號采集模塊、計算機組成；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應連接組合而成；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，每個腔體周圍用硅膠隔開；壓力控制裝置用于通過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處理模塊、模數轉換器、計算機。本發明主要應用于脈象檢測。
文檔編號A61B5/023GK102551696SQ20111043966
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者周鵬, 李想, 楊成, 王學民, 羅鳴 申請人:天津大學