本发明专利技术公开了一种集成双重压力传感器阵列的计算机脉诊检测设备及脉枕。该设备通过传感器获取手腕桡动脉处反映脉搏跳动的差分信号，并在手腕皮肤上布置导电结构，进而通过电路结构从差分信号中提取共模部分再生成抑制信号通至皮肤，以此抵消人体表面的工频干扰。本发明专利技术还进一步提供了一种双重检测传感器，该检测装置使用压阻式与压电式传感器耦合，可用于检测脉诊所需的压力和脉搏信号，可实时反映施力者施加的力大小以及与之对应的脉搏形状变化。同时，该装置使用了传感器阵列的形式，能够提高信号的空间分辨率。本发明专利技术可以以脉枕的形式形成成套产品，进而大大提高计算机脉诊过程中脉搏信号的获取准确性，为计算机脉诊的普及提供基础。及提供基础。及提供基础。
【技术实现步骤摘要】
集成双重压力传感器阵列的计算机脉诊检测设备及脉枕
[0001]本专利技术属于医疗设备领域，具体涉及一种集成双重压力传感器阵列的计算机脉诊检测设备及脉枕。
技术介绍
[0002]脉诊是中医理论中一种必不可少的诊断手段，传统中医学中的脉诊需要依赖于医生手指的按压来主观感触患者的脉搏信号，从而反应脉象。但是由于脉象理论本身较笼统，其检测需要掺杂医生的判别经验及手指感觉等很多主观因素，因此无法对脉象信息进行数据化。
[0003]近年来，随着传感器技术的不断发展，计算机脉诊开始逐渐应用与脉象诊断中。计算机脉诊的原理是使用传感器贴合人体手腕的脉搏位置，进而采集人体脉搏信号。但是由于传感器是需要通过压力按压在手腕脉搏位置的，不同人员的按压压力会出现变化，而不同的按压压力对于脉象的诊断具有一定的关联性。因此，为了准确地得到脉象信息，计算机脉诊中除了获取传感器的脉搏信号之外，还需要获取传感器所收到的压力分布信号。然而，在现有的计算机脉诊设备中，往往忽略了对压力的准确感知需求。
[0004]例如，在申请号为CN202010351903.X的专利技术专利中提供了一种远程诊脉系统，该感应脉诊终端包括柔性脉诊指套，所述柔性脉诊指套的指肚处安装有多组压力传感器，通过这些压力传感器来感应压力信息。但是，普通的压力传感器往往无法实现脉诊过程中压力的准确感知，其空间分辨率和感知精度无法满足计算机脉诊的需求。另外，在申请号为CN202010779428.6的专利技术专利中，公开了一种脉诊仪工作端、诊脉装置和诊脉方法，其施压部件覆盖待诊部位，并调节施加于压力传感器上的外施压力，将压力传感器压设于待诊部位；压力传感器设置于施压部件，并贴近待诊部位；压力传感器包括沿脉管方向设置和/或垂直脉管方向设置的多个感应通道，用于采集待诊部位的脉压信息以及脉搏的空间分布信息。这种做法虽然提高了脉搏压力信号的空间分辨率，但是其感应通道需要沿脉管方向设置和/或垂直脉管方向设置，而不同患者的脉管方向是存在差异的，因此其普适性依然较差。
[0005]另外，上述现有技术提供的计算机脉诊设备在实际应用中，使用传感器贴合人体手腕的脉搏位置采集人体脉搏信号时，桡动脉位于皮肤下方，导致传感器采集到的信号非常微弱，容易受到人体表面工频干扰。因此，如何在计算机脉诊设备中进一步有效抑制人体表面工频干扰，提升脉搏信号信噪比，是目前亟待解决的另一个技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中计算机脉诊设备存在的脉搏、压力检测准确性差，传感器采集的脉搏信号易受到人体表面工频干扰的问题，并提供一种集成双重压力传感器阵列的计算机脉诊检测设备及脉枕。
[0007]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种集成双重压力传感器阵列的计算机脉诊检测设备，其包括双重检测传感器、电路模块、导电结构；
[0009]所述双重检测传感器为柔性传感器，其正面为用于分布式感应外部施加的压力信号的压阻式传感器阵列，而反面为用于分布式感应脉搏波差分信号的压电式传感器阵列；
[0010]所述电路模块包括电源模块、仪表放大电路、反相放大电路和高通滤波器；所述电源模块用于为仪表放大电路、反相放大电路和高通滤波器供电；所述仪表放大电路获取所述压电式传感器阵列获得的脉搏波差分信号，并从所述差分信号中提取共模信号，同时将所述差分信号放大得到放大信号；所述共模信号输入所述反相放大电路中，先通过电压跟随器形成中间信号，再将中间信号通过反相放大器后输出人体工频干扰抑制信号；
[0011]所述导电结构连接所述电路模块，电路模块生成的人体工频干扰抑制信号输入导电结构中，在导电结构贴合待脉诊对象的手腕皮肤表面情况下，干扰抑制信号与人体表面的工频干扰相互抵消，进而抑制工频干扰造成的噪声；
[0012]所述高通滤波器的信号输入端连接所述仪表放大电路以获取放大信号，经过高通滤波器滤除基线漂移后由高通滤波器的信号输出端对外输出噪声抑制后的脉搏信号。
[0013]作为上述第一方面的优选，所述双重检测传感器包括压阻式传感器阵列、柔性电路板和压电式传感器阵列；所述柔性电路板的正面和反面分别均匀分布有位置对应的凸起延伸结构阵列；所述压阻式传感器阵列布置于柔性电路板正面的凸起延伸结构阵列中；所述压电式传感器阵列布置于柔性电路板反面的凸起延伸结构阵列中；所述柔性电路板中内置有用于信号处理电路，信号处理电路的输入端分别与压阻式传感器阵列和压电式传感器阵列连接，输出端连接外部的信号采集设备。
[0014]作为上述第一方面的优选，所述压阻式传感器阵列中采用压阻式柔性薄膜传感器，所述压电式传感器阵列中采用PVDF压电式传感器。
[0015]作为上述第一方面的优选，所述信号处理电路包括供电电路、第一信号预处理电路、第一模数转换器、第二信号预处理电路、第二模数转换器和微处理器；
[0016]所述电路模块集成于所述双重检测传感器的柔性电路板中，作为第二信号预处理电路；
[0017]所述供电电路连接所述压阻式传感器阵列、第一信号预处理电路、第一模数转换器、第二信号预处理电路、第二模数转换器和微处理器，用于为连接的电路供电；
[0018]所述压阻式传感器阵列中的每个压阻式传感器均连接到第一信号预处理电路的输入端，第一信号预处理电路的输出端通过第一模数转换器连接微处理器；
[0019]所述压电式传感器阵列中的一个压电式传感器连接到第二信号预处理电路的输入端，第二信号预处理电路的一个输出端连接导电结构用于输出人体工频干扰抑制信号，另一个输出端通过第二模数转换器连接微处理器用于输出噪声抑制后的脉搏信号；压电式传感器阵列中的其余压电式传感器直接经过仪表放大电路与高通滤波器输出脉搏信号。
[0020]作为上述第一方面的优选，所述第一信号预处理电路采用电压跟随器，每个压阻式传感器一端连接供电电路，另一端通过电压跟随器连接第一模数转换器。
[0021]作为上述第一方面的优选，所述信号处理电路中还包括通信模块，用于将所述微处理器中得到的压力分布信号和脉搏波分布信号发送至外部的上位机。
[0022]作为上述第一方面的优选，所述压阻式传感器阵列和压电式传感器阵列均包裹于
柔性电路板的基材中。
[0023]作为上述第一方面的优选，所述仪表放大电路包括放大器组、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；
[0024]差分信号输入分别通过第一电阻、第二电阻连接到放大器组的反相输入端、同相输入端，放大器组为实现仪表放大器功能的器件；放大器组的两个Rg端口之间串联第四电阻，同时分别与第三电阻的一端和第五电阻的一端连接，第三电阻的另一端与第五电阻的另一端并接后作为所述仪表放大电路的第一信号输出端；
[0025]放大器组的放大信号输出端作为所述仪表放大电路的第二信号输出端。
[0026]作为上述第一方面的优选，所述反相放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第六电阻、第七电阻和第八电阻；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成双重压力传感器阵列的计算机脉诊检测设备，其特征在于，包括双重检测传感器(1)、电路模块(2)、导电结构(3)；所述双重检测传感器(1)为柔性传感器，其正面为用于分布式感应外部施加的压力信号的压阻式传感器阵列(101)，而反面为用于分布式感应脉搏波差分信号的压电式传感器阵列(103)；所述电路模块(2)包括电源模块(201)、仪表放大电路(202)、反相放大电路(203)和高通滤波器(204)；所述电源模块(201)用于为仪表放大电路(202)、反相放大电路(203)和高通滤波器(204)供电；所述仪表放大电路(202)获取所述压电式传感器阵列(103)获得的脉搏波差分信号，并从所述差分信号中提取共模信号(Vo1)，同时将所述差分信号放大得到放大信号(Vo4)；所述共模信号(Vo1)输入所述反相放大电路(203)中，先通过电压跟随器形成中间信号(Vo2)，再将中间信号(Vo2)通过反相放大器后输出人体工频干扰抑制信号(Vo3)；所述导电结构(3)连接所述电路模块(2)，电路模块(2)生成的人体工频干扰抑制信号(Vo3)输入导电结构(3)中，在导电结构(3)贴合待脉诊对象的手腕皮肤表面情况下，干扰抑制信号(Vo3)与人体表面的工频干扰相互抵消，进而抑制工频干扰造成的噪声；所述高通滤波器(204)的信号输入端连接所述仪表放大电路(202)以获取放大信号(Vo4)，经过高通滤波器(204)滤除基线漂移后由高通滤波器(204)的信号输出端对外输出噪声抑制后的脉搏信号(Vo5)。2.如权利要求1所述的抗干扰计算机脉诊检测设备，其特征在于，所述双重检测传感器(1)包括压阻式传感器阵列(101)、柔性电路板(102)和压电式传感器阵列(103)；所述柔性电路板(102)的正面和反面分别均匀分布有位置对应的凸起延伸结构阵列；所述压阻式传感器阵列(101)布置于柔性电路板(102)正面的凸起延伸结构阵列中；所述压电式传感器阵列(103)布置于柔性电路板(102)反面的凸起延伸结构阵列中；所述柔性电路板(102)中内置有用于信号处理电路，信号处理电路的输入端分别与压阻式传感器阵列(101)和压电式传感器阵列(103)连接，输出端连接外部的信号采集设备。3.如权利要求1所述的抗干扰计算机脉诊检测设备，其特征在于，所述压阻式传感器阵列(101)中采用压阻式柔性薄膜传感器，所述压电式传感器阵列(103)中采用PVDF压电式传感器。4.如权利要求2所述的抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐莹，郑约珥，邓立唯，韦一，李万清，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
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