专利名称：基于柔性阵列传感器的多路脉象检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械技术领域，具体讲涉及一种基于柔性阵列传感器的多路脉象检测系统。
背景技术：
脉诊作为中国传统医学的关键诊断手法，有着悠久的历史和独特的创造性。然而数千年来脉诊经验的传承大多都是通过口述的方式，很少有定量的表述或分类。这样可能导致同一病人的脉象信息不同的医生有不同的看法，而且病人脉象信息的传递，存储也有诸多不便。近些年随着中医脉诊客观化研究的不断深入，涌现出了多种脉象分析设备。现有的脉象检测设备一般采用压电传感器，由于属于硬质探头，采集过程中容易对人体差生不适感，长时间使用甚至会对皮肤造成一定的损伤。比如上海中医药大学研制的ZM-III型脉象采集系统，采用了带浮梁的悬臂梁式结构，可调节取脉位置，具有较好的重复性，但受试者的肢体抖动会对取脉压力造成较大的影响，从而准确性会有所下降，并且无法得到脉道信息以及脉象趋势图等三维结果。现有技术中依然是单点脉象检测居多，只能简单的描绘出单一的脉象曲线。虽然随着传感技术，信号检测技术的进步出现了部分的三点、多点甚至阵列式脉象检测技术，然而仍有很多技术需要改进。一般的三探头脉象检测系统都采用压电式传感器，由于属于硬质结构，很容易对人体差生挤压等损伤。在采集过程中由于探头体型较大，很难实现大范围的三维移动。由于人体腕部结构的特殊性，有可能会造成某个探头与皮肤接触不实等。在阵列检测方面，例如山东海洋学院设计的实时多功能脉象仪。它采用薄膜式传感器，将压电传感器置于多层薄膜之中，很好的消除了硬质探头所带来的不适，但具有五层薄膜结构的传感器制作比较复杂，且未能获得脉道宽度的信息及脉搏波的三维传导地形图。此外，由上海医疗器械研究所设计的中医脉象检测装置采用寸、关、尺复合式换能器，其中关部换能器符合了脉道形态检测阵列式辅助换能器。该辅助换能器的敏感元件选用PVDF 压电薄膜，微型应变电阻以及导电橡胶组成。该设计可很好的实现压力控制，输出寸、关、尺三部脉象信号及脉道形态信号，但是该设所用复合传感器的设计要求较高，且悬臂梁机械结构复杂。

发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种与软组织良好接触，可以描绘出脉宽、 脉搏波三维传导地形图的多路脉象检测系统。为达到上述目的，本发明采取的技术方案是， 一种基于柔性阵列传感器的多路脉象检测装置，由柔性阵列传感器、压力控制装置、信号处理模块、信号采集模块、计算机组成；柔性阵列传感器由柔性阵列式脉搏换能器与气压传感器一一对应连接组合而成；柔性阵列式脉搏换能器采用硅胶制作，选择或横或纵排列若干路，每个腔体周围用硅胶隔开，柔性阵列式脉搏换能器的一端封闭，一端与对应的气压传感器相接；压力控制装置用于监测和控制取脉压力；气压传感器输出到信号处理模块，信号处理模块将脉搏静压，脉搏动压分离，并将信号放大到适于构成信号采集模块的模数转换器采集的幅值范围，模数转换器再将所转换的脉搏数据输出到计算机，计算机进行最后的数据处理和显示脉象数据。压力控制装置为水银柱式的压力监测控制系统，通过手握式气囊球对腕带进行加减压操作，控制、压迫腕带下面的柔性阵列传感器使之与软组织紧密接触，从而监测和控制取脉压力。柔性阵列式脉搏换能器为纵横排布形成多个腔体，每一个腔体都是半封闭的，开口处与气压传感器通过硬质塑胶管进行相接，则可在寸、关、尺处，同时采集很多路脉象数据，从而形成数据量更全的三维地形图并对寸、关、尺三处脉搏波进行有效对比。信号处理模块由信号的放大，滤波，脉搏静、动压分离电路组成。本发明具有如下技术效果本发明将传统中医的指尖感觉生动、形象的以二维，三维的图像呈现出来，有利于推动中医脉诊客观化、定量化、可视化的研究。此外，本发明可实现对脉象数据的存储、传输，为脉诊信息的传承提供了必要的条件。


图1、本发明的方框图。图中1、七路传感器，2、压力监测与控制系统，3、信号处理系统，4、A/D采集系统， 5、计算机系统，6、信号显示模块，7、存储模块。其中，七路传感器1由柔性阵列式脉搏换能器和气压传感器复合而成，信号处理系统3由信号的放大，滤波，脉搏静、动压分离电路组成。图2、柔性阵列式脉搏换能器的示意图。图中柔性阵列式脉搏换能器长7cm，宽2cm，高2mm，其中每个通道的横截面半径为1mm，且每个通道之间用Imm的硅胶将其隔开，腔体后端封闭，前端与七路传感器相连。图3、柔性阵列式脉搏换能器的扩展俯视图。图中柔性阵列式脉搏换能器横向7路，纵向3列，总共形成21路腔体，每一路腔体的大小可根据不同的需要进行调整，以期满足各种需求，各个腔体只在正上方开一个圆孔，使之与气压传感器相接。图4、柔性阵列式脉搏换能器与气压传感器的连接示意图。图中8、柔性阵列式脉搏换能器，9、七路气压传感器，10、七路硬质塑胶管。图5、本发明中柔性阵列式脉搏换能器的工作示意图。图中8、柔性阵列式脉搏换能器，10、七路硬质塑胶管，11、腕带。 图6七路脉象采集图。
图7七路脉象采集图。 图8脉搏波三维传导图。
具体实施例方式本发明所述的基于柔性阵列传感器的多路脉象检测系统，包括柔性阵列传感器装置、压力控制检测装置、信号处理和采集系统，计算机处理器及脉图显示和处理系统，其特
4征在于依据仿生学原理所设计的柔性阵列传感器装置。该装置由柔性阵列式脉搏换能器与气压传感器一一对应组合而成，其中柔性阵列式脉搏换能器采用硅胶制作，可以选择横向排列七路，每路腔体横截面是圆形，每个腔体周围用硅胶将其隔开。柔性阵列式脉搏换能器的后端封闭，前端与七路气压传感器相接。它能有效地减小采集过程中硬质探头对人体所造成的不适感。因为腕部关处没有骨骼的横向距离刚好与柔性阵列式脉搏换能器宽度相同，因此能很好的与该处软组织紧密接触。柔性阵列式脉搏换能器的制作也可由横向排列七路扩展为纵横排布形成多个腔体，每一个腔体都是半封闭的，开口处与气压传感器通过硬质塑胶管进行相接，则可在寸、 关、尺处，同时采集很多路脉象数据，从而形成数据量更全的三维地形图并对寸、关、尺三处脉搏波进行有效对比。本发明采用气压传导的方式将脉搏信号转化为柔性阵列式脉搏换能器内压强的变化，再由气压传感器将其转化为电信号。其中，气压传感器具有灵敏度高、线性度小，抗干扰能力强、体积小、重量轻、安全可靠等特点。然后通过处理电路对脉搏信号进行各种处理， 将脉搏静压，脉搏动压分离，放大到适合A/D采集和显示的范围。此外，本发明采用水银柱式的压力监测控制系统，通过手握式气囊球对腕带进行加减压等操作。该装置可以实现对换能器的固定，减小采集过程中因为人体扰动等因素对采集过程的影响，并能完成不同压力下脉象信息的采集。本发明可以方便，有效地对七路脉象信号，进行采集、显示、存储、传输，并且不仅可以清楚地观测到受试者的脉宽信息，还能通过所采集到的数据构建出脉搏波的三维传导地形图。下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。使用时先按照图4所示，将柔性阵列式脉搏换能器8用七路硬质塑胶管10与七路气压传感器9相连，并在接口处用胶水密封。然后按照图5所示，将柔性阵列式脉搏换能器 8沿着手臂方向放置于腕部，然后用腕带11将柔性阵列式脉搏换能器8固定，并用手握式气囊球对腕带11进行加压，从而控制取脉压力。同时，用水银柱式压力计对腕带11中的气压进行检测。由于脉搏波的搏动会导致柔性阵列式脉搏换能器8内压强的变化，通过七路气压传感器3转化为电信号传递给信号处理系统4，对脉象信号进行处理，然后再传递给A/D 采集系统4通过模数转化后，把脉搏数据发送给计算机系统5，在信号显示模块6，存储模块 7的作用下对脉象数据进行显示和存储。
权利要求
1.一种基于柔性阵列传感器的多路脉象检测装置，其特征是，由柔性阵列传感器、压力控制装置、信号处理模块、信号采集模块、计算机组成；柔性阵列传感器由柔性阵列式脉搏换能器与气压传感器一一对应连接组合而成；柔性阵列式脉搏换能器采用硅胶制作，选择或横或纵排列若干路，每个腔体周围用硅胶隔开，柔性阵列式脉搏换能器的一端封闭，一端与对应的气压传感器相接；压力控制装置用于监测和控制取脉压力；气压传感器输出到信号处理模块，信号处理模块将脉搏静压，脉搏动压分离，并将信号放大到适于构成信号采集模块的模数转换器采集的幅值范围，模数转换器再将所转换的脉搏数据输出到计算机，计算机进行最后的数据处理和显示脉象数据。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是，压力控制装置为水银柱式的压力监测控制系统，通过手握式气囊球对腕带进行加减压操作，控制、压迫腕带下面的柔性阵列传感器使之与软组织紧密接触，从而监测和控制取脉压力。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是，柔性阵列式脉搏换能器为纵横排布形成多个腔体，每一个腔体都是半封闭的，开口处与气压传感器通过硬质塑胶管进行相接，则可在寸、关、尺处，同时采集很多路脉象数据，从而形成数据量更全的三维地形图并对寸、关、尺三处脉搏波进行有效对比。
4.如权利要求1所述的装置，其特征是，信号处理模块由信号的放大，滤波，脉搏静、动压分离电路组成。
全文摘要
本发明涉及医疗器械技术领域。为提供一种与软组织良好接触，可以描绘出脉宽、脉搏波三维传导地形图的多路脉象检测系统，本发明采取的技术方案是，基于柔性阵列传感器的多路脉象检测装置，由柔性阵列传感器、压力控制装置、信号处理模块、信号采集模块、计算机组成；柔性阵列传感器由柔性阵列式脉搏换能器与气压传感器一一对应连接组合而成；柔性阵列式脉搏换能器采用硅胶制作，选择横向排列若干路，每路腔体横截面是圆形，每个腔体周围用硅胶隔开；压力控制装置用于通过增大压力使柔性阵列传感器与软组织紧密接触；气压传感器依次输出到信号处理模块、模数转换器、计算机。本发明主要应用于脉象检测。
文档编号A61B5/023GK102551696SQ20111043966
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者周鹏, 李想, 杨成, 王学民, 罗鸣 申请人:天津大学