基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头及其装置，属于无创血压监测设备领域。该胸口无创血压检测探头，其包括探头本体部分和贴片，电极片设置于贴片上，再通过公母扣的形式贴合安装于探头本体部分上使用，当需要更换时可直接将贴片取下重新换上新的贴片。本发明专利技术可以贴附在胸口位置的人体皮肤表面，实现可穿戴功能，摆脱了传统血压测量气囊对人体的束缚，提高了舒适性和便携性。同时本发明专利技术由于免除了导联线的束缚，能够实现便携式人体主动脉血压的连续动态实时采集，具有较高的医用价值和广阔的市场应用前景。

Chest non-invasive blood pressure detection probe and device based on pulse wave conduction time

【技术实现步骤摘要】
基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头及其装置
本专利技术属于无创血压监测设备领域，具体涉及一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头及其装置。
技术介绍
血压是反映人体心血管状况的重要生理参数之一。人体血压具有波动性，连续无创血压测量能够检测逐拍动脉血压，有助于心血管疾病的预防、诊断、治疗和控制。目前的无创血压检测技术大体分为间歇测量和连续测量。间歇测量法包括听诊法和示波法，具有准确度高的特点，但是对操作者要求高且只能得到间歇血压值。连续测量法包括动脉张力法、容积补偿法及脉搏波速法等等。动脉张力法和容积补偿法虽然较为成熟，但其对传感器位置敏感且长期测量导致静脉充血，具有不适感。而脉搏波速相关方法因具备无干扰、可动态测量等优点而成为近年来的研究热点。传统的基于脉搏波传导时间的血压检测方法，存在一定的问题，包括：只能测量单一血压指标、需频繁校准且准确度欠佳。原因之一是传统的方法忽视了血管收缩舒张能力及射血前期PEP对血压波动的影响，仅靠PTT单一参数对血压进行估计，无法长期追踪动态血压。除此之外，传统的方法采集部位通常位于腕部、手指、四肢等，这样将导致测量的脉搏波传导时间不仅包括了与血压呈线性关系的主动脉脉搏波传导时间，还包括了心脏射血期、桡动脉或颈总动脉的传导时间及局部毛细血管末梢的传导时间，导致检测的血压参数与实际的血压参数存在误差。除此之外，传统的检测装置体积较大，使用较复杂，传感器刚度大且胶状电极易导致皮肤过敏，给用户造成了不便。因此，有待于提供一种穿戴舒适、稳定性强、能进一步提高血压检测的准确性的胸口无创血压检测探头。而由于需要在可穿戴式的探头上集成不同的检测元件，因此对于探头的结构设计提出了新的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，它包括外壳和贴片；其中外壳底部设有柔性底板，柔性底板的表面设有若干个电极母扣、一个光电传感器模组和一个加速度传感器；所述的电极母扣和加速度传感器贴合柔性底板表面布置；所述的光电传感器模组固定在弹性装置上，弹性装置包括固定伸缩杆和弹簧导电线，光电传感器模组底部固定有两条固定伸缩杆，两条固定伸缩杆插入柔性底板上开设的槽孔中构成能伸缩调节的移动副；光电传感器模组底部连接弹簧导电线一端，且弹簧导电线另一端支顶于柔性底板上；光电传感器模组在不受外部压力的状态下突出柔性底板的表面；所述的贴片中设有若干电极组件，每个电极组件包括电极片和电极公扣；贴片的外轮廓与柔性底板表面相同，且中部开设有一个镂空区域，用于将贴片贴合于柔性底板表面时供光电传感器模组穿过；所有电极组件的电极公扣镶嵌固定于贴片表面，且其位置与柔性底板表面的电极母扣一一对应，电极公扣和电极母扣成对卡合固定；每个电极公扣的表面贴有电极片。作为优选，所述的电极组件成对设置，有双电极和四电极两种形式，对称分布在光电传感器模组的两侧。进一步的，所述的贴片上还设有参考电极。作为优选，所述的电极片材质为Ag/AgCl、金属或织物电极。作为优选，电极片表面优选涂敷有凝胶层。作为优选，所述的光电传感器模组包括一个或多个光电接收管和一个或多个LED阵列，光电接收管用于接收LED阵列发出并经过皮肤反射后的光束。作为优选，所述的外壳与柔性底板之间设有用于容纳检测电路的空腔。作为优选，所述的外壳和/或柔性底板的材料为聚二甲基硅氧烷。本专利技术的另一目的在于提供一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测装置，该装置中包括如前述任一方案所述的胸口无创血压检测探头以及与探头配合的信号处理系统，按功能划分为心电/心阻抗信号检测单元、脉搏信号检测单元、加速体积描记信号检测单元、主控/蓝牙单元、电源管理单元、存储单元；所述的心电/心阻抗信号检测单元包括心电信号采集前端和贴片上的电极组件，位于电极组件上的电极片用于拾取人体体表ECG和ICG信号，心电信号采集前端获取ECG和ICG信号后对信号进行处理转换；所述的脉搏信号检测单元包括光电传感器模组及脉搏采集前端，光电传感器模组基于光电容积法拾取人体脉搏及血流容积信号，脉搏采集前端对信号进行处理转换；所述的加速度体积描记信号检测单元包括加速度传感器及模拟前端，加速度传感器用于采集人体动脉加速体积描记APG信号，模拟前端对信号进行处理转换；所述的主控/蓝牙单元包括主控芯片，且主控芯片包含蓝牙BLE低功耗协议栈，主控芯片用于控制各信号检测单元采集信号数据，并对信号进行分析、特征提取和血压计算，然后通过蓝牙协议栈向终端发送血压检测结果；所述的电源管理单元用于为耗电单元供电；所述的存储单元用于存储本地数据。作为优选，所述的心电/心阻抗信号检测单元中，电极组件在心电信号检测和心阻抗信号检测时复用；在检测心电信号时，一个电极作为RA电极，另一个电极作为LA电极；在检测心阻抗信号时，至少一个电极作为检测电极，至少一个电极作为激励电极。作为优选，所述的电源管理单元包含锂电池模组、稳压电路和USB接口，USB用于外接供电，锂电池模组用于内部供电，稳压电路用于对电压进行转换并保持稳定输出。本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：1)本专利技术的胸口无创血压检测探头作为可穿戴信号采集系统，可以贴附在胸口位置的人体皮肤表面，而且采用分体式的探头本体部分和贴片，通过公母扣的形式贴合安装于探头本体部分上使用，当需要更换时可直接将贴片取下重新换上新的贴片，方便使用。2)本专利技术考虑到传统检测方法中的脉搏波传导时间PTT忽视了射血前期这一时间参数，为此将测量位置固定在胸口主动脉出口处，通过心电信号ECG、主动脉加速描记信号APG得到心脏射血期时间PEP，并去除PTT中的PEP影响，得到更加准确的脉搏波传导时间PTT’，使得检测到的传导时间更接近于实际的传导时间，保证能得到准确的主动脉血压。3)本专利技术考虑到传统无创血压检测准确度不理想的缺陷，对血压模型进行改进，加入心率HR、脉搏波形态学参数C及皮肤电导ρ，使得模型拟合结果更加准确。4)本专利技术利用PTT无创连续测量血压的原理，将信号采集系统集成于胸口可穿戴装置，检测时可同步获取胸口I导联心电图、心阻抗描记图、主动脉容积描记脉搏波图、主动脉加速度描记图。测量设备结构简单且操作方式简便，摆脱了传统血压测量气囊对人体的束缚，提高了舒适性和便携性。该探头用于便携式人体主动脉血压的连续动态实时采集，免除了导联线的束缚，体积小、舒适性高、测量精度高，具有较高的医用价值和广阔的市场应用前景。附图说明图1为基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头的整体结构示意图；图2为探头本体部分立体结构示意图；图3为探头本体部分的侧视图；图4为探头本体部分柔性底板表面的平面布置示意图(双电极)；图5为光电传感器模组的三种布置形式示意图；图6为贴片的平面示意图；图7为贴片的立体示意图；图8为电极组件的结构示意图；图9为另一实施例中柔性底板表面的平面布置示意图(四电极)；图10为另一实施例中贴片的平面示意图(四电极)；图11为胸口无创血压检测探头在人体上的贴附位置示意图；图12为基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测装置的单元结构示意图；图13为与探头配合的信号处理系统在基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，其特征在于，包括外壳(1)和贴片(4)；其中外壳(1)底部设有柔性底板(2‑4)，柔性底板(2‑4)的表面设有若干个电极母扣(2‑1)、一个光电传感器模组(2‑2)和一个加速度传感器(2‑3)；所述的电极母扣(2‑1)和加速度传感器(2‑3)贴合柔性底板(2‑4)表面布置；所述的光电传感器模组(2‑2)固定在弹性装置上，弹性装置包括固定伸缩杆和弹簧导电线，光电传感器模组(2‑2)底部固定有两条固定伸缩杆，两条固定伸缩杆插入柔性底板(2‑4)上开设的槽孔中构成能伸缩调节的移动副；光电传感器模组(2‑2)底部连接弹簧导电线一端，且弹簧导电线另一端支顶于柔性底板(2‑4)上；光电传感器模组(2‑2)在不受外部压力的状态下突出柔性底板(2‑4)的表面；所述的贴片(4)中设有若干电极组件，每个电极组件包括电极片和电极公扣(4‑1)；贴片(4)的外轮廓与柔性底板(2‑4)表面相同，且中部开设有一个镂空区域，用于将贴片(4)贴合于柔性底板(2‑4)表面时供光电传感器模组(2‑2)穿过；所有电极组件的电极公扣(4‑1)镶嵌固定于贴片(4)表面，且其位置与柔性底板(2‑4)表面的电极母扣(2‑1)一一对应，电极公扣(4‑1)和电极母扣(2‑1)成对卡合固定；每个电极公扣(4‑1)的表面贴有电极片。...

【技术特征摘要】
1.一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，其特征在于，包括外壳(1)和贴片(4)；其中外壳(1)底部设有柔性底板(2-4)，柔性底板(2-4)的表面设有若干个电极母扣(2-1)、一个光电传感器模组(2-2)和一个加速度传感器(2-3)；所述的电极母扣(2-1)和加速度传感器(2-3)贴合柔性底板(2-4)表面布置；所述的光电传感器模组(2-2)固定在弹性装置上，弹性装置包括固定伸缩杆和弹簧导电线，光电传感器模组(2-2)底部固定有两条固定伸缩杆，两条固定伸缩杆插入柔性底板(2-4)上开设的槽孔中构成能伸缩调节的移动副；光电传感器模组(2-2)底部连接弹簧导电线一端，且弹簧导电线另一端支顶于柔性底板(2-4)上；光电传感器模组(2-2)在不受外部压力的状态下突出柔性底板(2-4)的表面；所述的贴片(4)中设有若干电极组件，每个电极组件包括电极片和电极公扣(4-1)；贴片(4)的外轮廓与柔性底板(2-4)表面相同，且中部开设有一个镂空区域，用于将贴片(4)贴合于柔性底板(2-4)表面时供光电传感器模组(2-2)穿过；所有电极组件的电极公扣(4-1)镶嵌固定于贴片(4)表面，且其位置与柔性底板(2-4)表面的电极母扣(2-1)一一对应，电极公扣(4-1)和电极母扣(2-1)成对卡合固定；每个电极公扣(4-1)的表面贴有电极片。2.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，其特征在于，所述的电极组件成对设置，有双电极和四电极两种形式，对称分布在光电传感器模组(2-2)的两侧。3.如权利要求2所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，其特征在于，所述的贴片(4)上还设有参考电极(4-5)。4.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，其特征在于，所述的电极片材质为Ag/AgCl、金属或织物电极，电极片表面优选涂敷有凝胶层(4-2)。5.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头，其特征在于，所述的光电传感器模组(2-2)包括一个或多个光电接收管(3-2)和一个或多个LED阵列(3-1)，光电接收管(3-2)用于接收LED阵列(3-1)发出并经过皮肤反射后...

【专利技术属性】
技术研发人员：周聪聪，张一鸣，叶学松，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33