具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器制造技术

本发明专利技术涉及具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器，公开了一种用于连续对腕部桡动脉血压进行监测的柔性压力传感器。柔性凸起结构薄膜层紧贴接触在刚性基座的底部，柔性凸起结构薄膜层设置有两个独立的不相互连通的薄膜腔，薄膜腔作为压力传递介质容腔；两个压力敏感单元安装于刚性基座中，刚性基座内部开设有两个导压孔，两个压力敏感单元分别安装在两个导压孔的一端并密封连接，两个导压孔的另一端连通到柔性凸起结构薄膜层的两个薄膜腔，压力传递硅油填充薄膜腔和导压孔中；刚性基座上还开设有两个注液孔和两个透气孔。本发明专利技术保证了血压搏动信号传入传感器高效性，能获得稳定可靠的血压信号，提高了测量精度，极大改善穿戴体验，适用于连续长时间的血压监控。

A Flexible Blood Pressure Sensor with Fault Tolerance of Measuring Point Position

【技术实现步骤摘要】
具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器
本专利技术涉及生理监测传感器领域的，尤其是设计了一种基于液压传导的柔性界面血压测量传感器，具备测量点位置容错性能，尤其适用于腕部穿戴式血压测量装置，能用于连续对腕部桡动脉血压进行监测。
技术介绍
现代高新技术日新月异，互联网的高速发展，我们迎来了健康生活、全民医疗的大数据时代。国家也适时推出了全民健康医疗推进计划，大力支持健康养老事业的发展。全民医疗的发展，必将促进医疗资源的高效整合，推动医疗模式的变革，降低巨大的医疗费用负担。而在这一大趋势中，由于医疗大数据的需求推动，轻便的移动式数据终端采集装置(比如穿戴式基本生理参数实时采集装置)研发已成为热点。相对于网络技术的成熟，可以说这类生理数据终端却十分缺乏，已成为制约大数据医疗发展的严重瓶颈。虽然已存在外形时尚的商业化健康手环，可以记录人们的日常运动情况，并通过手的动作监测间接推断人们的睡眠情况。也存在专业的连续ECG监测的医疗Holter系统(动态心电监护系统)。应该说，迄今为止，未见商业化的、佩戴舒适性良好的、不影响人们日常活动的、适于人体长期连续实时生理参数监测的移动数据终端。血压作为人体基础生理参数之一，广泛包含人体循环系统的各种信息，能够反应出人体心脏和血管的功能状况，况且中国自古中医就可通过摸脉象来医治病人，可见动脉血压是临床上诊断疾病、观察治疗效果、进行预后判断的重要依据。人体血压随着生理周期、个人情绪、外界和内在的各种刺激而产生变化，具有明显的波动性。由于血压参数受身体状况、环境条件及生理韵律等诸多因素的影响，单次测量或断续测量的结果存在较大差别，而连续测量方法可在每个心动周期测量血压，在临床和医学研究中具有更重要的意义。血压的变化与正常睡-醒周期相平行的交感神经活动的变化有关。对于突发性心脑血管疾病来说，清晨血压具有非常重要的意义。病理生理和流行病学研究显示：心性猝死、急性心肌梗死、脑血管病和脑卒中在早晨发生几率增加。通过连续的血压监测，可及时发现先兆症状，为病人和医生预见到病情的发展赢得宝贵时间。连续血压测量可以提供相应的血压变动信息，从而为睡眠信息的推断以及睡眠质量、分期和睡眠障碍的诊断提供依据。现有的主流无创连续血压测量方法主要包括容积补偿法、光电容积描记法、脉搏波测量法等。但是上面的几种方法都存在自身的局限性，严重限制了基于上述几种方法的血压测量设备的发展，这也是导致至今没有一款便携可穿戴式血压测量腕表市场化的原因。容积补偿法虽然技术较为成熟，但是舒适性差，而且由于伺服操作系统的存在，使得测量装置变得体积庞大和异常复杂，仅可用于临床静卧使用。光电容积描记法的相关设备虽然解决了体积和佩戴舒适上的问题，而且市场存在相关的产品，但是该种方法血压检测精度不高，测量结果准确性难以得到保证，所以并不被专业的医疗机构推荐使用。脉搏波测量法同样也是现有比较热门的方法，但其过度依赖于复杂的算法和准确的物理模型，适应性不高，设备复杂，肢体信号会严重影响测量精度。针对于我们所采用的动脉张力法是被更多学者关注和广泛研究的血压测量方法，但是基于该种方法的完善的传感器结构还没有一个统一的观点。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供基于液体压力传导的一种移动式无创连续血压监测传感装置.本专利技术基于液压力传导，使用了一种新颖的封装有液体硅油的柔性薄膜凸起结构，采用动脉张力法以直接测量绝对血压，创新了血压测量装置，改进血压传感器位置容错性能，解决血管定位难的问题；增加柔性敏感单元平行阵列赋予传感装置血管位置确定能力，发展血压矫正算法，不仅可直接获取桡动脉血压信号，同时还可以一并获得脉搏波传播速度信号；测量中，采用固定值的低外加压力来保持动脉的轻压迫状态，取消压力调整装置，使臃肿的结构得到简化，佩戴更加舒适，并以二次矫正算法保证传感装置血压输出的准确性，从而让腕带式实时连续血压测量成为可能。如图1所示，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括柔性凸起结构薄膜层、用于固定柔性薄膜并与其可靠接触的刚性基座、用于填充薄膜管腔的温度稳定性好低粘度的压力传递硅油、放置于导压孔正上方的压力敏感单元；柔性凸起结构薄膜层紧贴接触在刚性基座的底部，柔性凸起结构薄膜层设置有两个独立的不相互连通的薄膜腔，薄膜腔作为压力传递介质容腔；两个压力敏感单元安装于刚性基座中，刚性基座内部开设有两个导压孔，两个压力敏感单元分别安装在两个导压孔的一端并密封连接，两个导压孔的另一端连通到柔性凸起结构薄膜层的两个薄膜腔，压力传递硅油填充薄膜腔和导压孔中；所述的刚性基座上还开设有两个注液孔和两个透气孔，两个注液孔一端从刚性基座顶端连通到外部注液源，两个注液孔另一端分别经各自的刚性基座内部通道连通到两个导压孔中部；两个透气孔一端伸出刚性基座连通到外部真空泵，两个透气孔另一端分别经各自的刚性基座内部通道连通到两个导压孔中部。所述的柔性凸起结构薄膜层的底面为带有凸起形状的表面，并和人体皮肤接触。所述的血压检测柔性传感器装配在手表表体上，两个压力敏感单元的连线方向平行于腕部桡动脉的走向，在手表腕带的作用下使血压检测柔性传感器中柔性凸起结构薄膜层的凸起结构贴紧皮肤表层，桡动脉保持轻压迫状态。本专利技术在所述的传感器整体共设置两个短距、平行布置的互相独立传感器单元，即由柔性薄膜层形成的两个平行的介质容腔，和两个压力敏感单元(4a)和(4b)，使用时两传感器单元沿排布方向和腕部桡动脉的走向一致，使得血压柔性传感器既能直接摄取桡动脉血压信号，又能获取脉搏波传播速度信号。两个压力敏感单元(4a)和(4b)的结构组成完全相同，根据差分原理对二者信号进行处理，会使传感器对腕部肌肉组织运动带来的伪信号变得不敏感，实现测量点位置容错性。该血压传感器整体在腕带的作用下可以使凸起结构轻微下压，保持动脉的轻压迫状态，从而利用动脉张力法和血压二次矫正算法来摄取桡动脉血压信息，同时应注意到合适的下压力可使脉搏波信号质量增强，提高测量结果精度，例如压力使动脉壁刚好处于扁平状态时情况最好，但由于腕带施加的压力值并不固定且个体及环境差异的原因所以无法保持该状态，而且该状态会带来极大的不舒适感，所以只需轻微压迫再通过上述血压二次矫正算法加以修正即可得到准确的血压值。所述腕带保证凸起结构下压，使桡动脉处于轻压迫状态，从而获得较大的脉搏波信号幅值，利用动脉张力法处理信号来摄取血压值，常态下加压装置压力值固定不变。在刚性基座顶部放置信号调理电路模块，信号调理电路模块连接到压力敏感单元，压力敏感单元所采集信号直接输出到信号调理电路模块。包括用于与压力敏感单元连接并将压力敏感单元所采集信号引出的信号采集电路模块，信号采集电路模块两端连接在压力敏感单元和信号调理电路模块之间，压力敏感单元所采集信号经信号采集电路模块采集后输出到信号调理电路模块。所述的信号采集电路模块与压力敏感单元之间通过超声波绑定技术利用金线连接，这样能提高传输效率和可靠性。本专利技术传感器的刚性基座上设置有导压孔用于注液与压力传导，同时基座底部可以与薄膜紧紧贴合，底部表面加工粗糙度要求较高。所述的柔性凸起结构薄膜层和刚性基座的接触面均设计成半圆槽形态的凹槽结构，两个凹槽结构对接形成完整圆形的通道槽，作为薄膜腔。所述的刚性基座的底面开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器，其特征在于：包括柔性凸起结构薄膜层(2)、用于固定柔性薄膜并与其可靠接触的刚性基座(1)、用于填充薄膜管腔的温度稳定性好低粘度的压力传递硅油(7)、放置于导压孔(5)正上方的压力敏感单元(4)；柔性凸起结构薄膜层(2)紧贴接触在刚性基座(1)的底部，柔性凸起结构薄膜层(2)设置有两个独立的不相互连通的薄膜腔，薄膜腔作为压力传递介质容腔；两个压力敏感单元(4)安装于刚性基座(1)中，刚性基座(1)内部开设有两个导压孔(5)，两个压力敏感单元(4)分别安装在两个导压孔(5)的一端并密封连接，两个导压孔(5)的另一端连通到柔性凸起结构薄膜层(2)的两个薄膜腔，压力传递硅油(7)填充薄膜腔和导压孔(5)中；所述的刚性基座(1)上还开设有两个注液孔(3)和两个透气孔(6)，两个注液孔(3)一端从刚性基座(1)顶端连通到外部注液源，两个注液孔(3)另一端分别经各自的刚性基座(1)内部通道连通到两个导压孔(5)中部；两个透气孔(6)一端伸出刚性基座(1)连通到外部真空泵，两个透气孔(6)另一端分别经各自的刚性基座(1)内部通道连通到两个导压孔(5)中部。...

【技术特征摘要】
1.一种具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器，其特征在于：包括柔性凸起结构薄膜层(2)、用于固定柔性薄膜并与其可靠接触的刚性基座(1)、用于填充薄膜管腔的温度稳定性好低粘度的压力传递硅油(7)、放置于导压孔(5)正上方的压力敏感单元(4)；柔性凸起结构薄膜层(2)紧贴接触在刚性基座(1)的底部，柔性凸起结构薄膜层(2)设置有两个独立的不相互连通的薄膜腔，薄膜腔作为压力传递介质容腔；两个压力敏感单元(4)安装于刚性基座(1)中，刚性基座(1)内部开设有两个导压孔(5)，两个压力敏感单元(4)分别安装在两个导压孔(5)的一端并密封连接，两个导压孔(5)的另一端连通到柔性凸起结构薄膜层(2)的两个薄膜腔，压力传递硅油(7)填充薄膜腔和导压孔(5)中；所述的刚性基座(1)上还开设有两个注液孔(3)和两个透气孔(6)，两个注液孔(3)一端从刚性基座(1)顶端连通到外部注液源，两个注液孔(3)另一端分别经各自的刚性基座(1)内部通道连通到两个导压孔(5)中部；两个透气孔(6)一端伸出刚性基座(1)连通到外部真空泵，两个透气孔(6)另一端分别经各自的刚性基座(1)内部通道连通到两个导压孔(5)中部。2.根据权利要求1所述的一种具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器，其特征在于：所述的柔性凸起结构薄膜层(2)的底面为带有凸起形状的表面，并和人体皮肤接触。3.根据权利要求2所述的一种具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器，其特征在于：所述的血压检测柔性传感器装配在手表表体上，两个压力敏感单元(4)的连线方向平行于腕部桡动脉的走向，在手表腕带的作用下使血压检测柔性传感器中柔性凸起结构薄膜层(2)的凸起结构贴紧皮肤表层，桡动脉保持压迫状态。4.根据权利要求1所述的一种具备测量点位置容错性能的血压柔性传感器，其特征在于：在刚性基座(1)顶部放置信号调理电路模块(8)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟庭，马立新，杨潮，陈智鹏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33