專利名稱：光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)，具體說就是一種光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器。
背景技術(shù)：
脈診是中醫(yī)四診之一，在中醫(yī)四診中占有非常重要的地位。中醫(yī)脈診通常的做法 是中醫(yī)師用手指觸壓患者寸口橈動脈處，通過手指施加浮、中、沉等不同的壓力來感受患者 脈搏波的變化。對應(yīng)于浮、中、沉等壓力而產(chǎn)生的一系列的包含了脈搏的位置、強弱、趨勢、 形狀、寬度和節(jié)律等信息的脈搏波，我們稱之為脈象。通過脈象信息，中醫(yī)就可以了解病人 的生理狀態(tài)。但是長期以來，中醫(yī)理論對于這些脈象的描述都是采用自然現(xiàn)象比喻的方法， 然而這種描述方法存在很大的主觀性，造成了脈象的概念非?；\統(tǒng)、模糊，使診斷的過程難 以再現(xiàn)，并且很難學(xué)習和掌握。為了解決傳統(tǒng)中醫(yī)脈診的缺點，多年以來，許多研究工作者 在脈診的客觀化方面做出了不懈的努力。中醫(yī)脈診的客觀化的關(guān)鍵是高質(zhì)量脈象信號的獲 取。隨著傳感器技術(shù)的不斷進步，已經(jīng)設(shè)計出了越來越多的脈象傳感器，現(xiàn)有的中醫(yī)脈象儀 或脈象采集傳感器主要采用壓力傳感器。通過對已有的脈象傳感器的對比研究發(fā)現(xiàn)了一些 十分關(guān)鍵亟需解決的問題第一、用脈象傳感器檢測橈動脈的脈象時，單點式傳感器很難確 定橈動脈的中心位置，導(dǎo)致每次采集到的脈象信號不一定是最強點，脈象數(shù)據(jù)缺乏穩(wěn)定性 和可比性。第二、壓力傳感器雖然能模擬中醫(yī)師手指把脈的觸覺，但只能獲取到皮膚表面震 動的信息，導(dǎo)致獲取的信息不夠全面。第三、現(xiàn)在也有很多采用光電傳感器來獲取脈象，光 電傳感器具有較高的分辨率，靈敏度高，但是由于光電傳感器不能獲取脈象的“浮中沉”和 “虛實”等信息，也存在很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以從橈動脈處獲取脈象的強度、趨勢、形狀、寬度、 血流變化和脈搏波參數(shù)的光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是由封裝光電器件的屏蔽殼、彈性梁、壓力應(yīng)變片 和傳感器外殼組成的，封裝光電器件的屏蔽殼連接彈性梁，彈性梁分別連接壓力應(yīng)變片和 傳感器外殼，在屏蔽殼內(nèi)設(shè)置包括紅外發(fā)射管陣列和紅外接收管陣列的光電傳感陣列，紅 外發(fā)射管陣列和紅外接收管陣列的中間設(shè)置隔板(7)。所述的紅外接收管陣列(6)，用于定 位脈搏的中心和檢測中醫(yī)理論中的脈寬。所述的壓力應(yīng)變片(3)，可一次性獲取壓力脈象信 號及傳感器與橈動脈的接觸壓力值，能夠獲取比單一光電傳感器更豐富的脈象數(shù)據(jù)。本發(fā)明一種光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器，以無創(chuàng)傷的方式獲取脈象數(shù)據(jù)， 它具有以下特點1.反映了血流變化。本發(fā)明利用反射式紅外光電傳感元件來獲取脈象信 息，由于紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光可以穿透皮膚到達血管，通過紅外光穿透皮膚的能力感 測血管中血流量的變化，從而獲取更加豐富的脈象信息。2.方便定位。本發(fā)明采用紅外傳 感陣列的方式來獲取脈象，增加了傳感面積，可以獲取脈寬信息，并可通過陣列中各單元的 信號強弱來判斷傳感器是否位于橈動脈的中心位置。3.提高了傳感器的描述能力。利用來自光電和壓力傳感單元的信息進行互補，可以更全面、準確地描述脈象，減少識別時的不確 定性，提高描述的正確性和全面性，避免了單一傳感器的局限性。4.提高了傳感器的檢測效 率。由于光電傳感單元與壓力傳感單元的結(jié)構(gòu)分布和信息采集是并行的，這與應(yīng)用各單獨 傳感器的串行結(jié)構(gòu)相比，顯著地提高了檢測速度。5.體積小，集成度高。傳感器接觸橈動脈 部分只有光電傳感陣列的屏蔽殼，大小與人的手指尖相仿，便于把多個本傳感器組合起來 應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的光電傳感陣列的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的光電傳感陣列的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的光電傳感陣列檢測脈象的原理示意圖；圖5為本發(fā)明的壓力應(yīng)變片的電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1 結(jié)合圖1、圖2，本發(fā)明一種光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器，它是由 封裝光電器件的屏蔽殼(1)、彈性梁O)、壓力應(yīng)變片C3)和傳感器外殼(4)組成的，封裝光 電器件的屏蔽殼(1)連接彈性梁0)，彈性梁( 分別連接壓力應(yīng)變片( 和傳感器外殼 G)，在屏蔽殼(1)內(nèi)設(shè)置包括紅外發(fā)射管陣列(5)和紅外接收管陣列(6)的光電傳感陣 列，紅外發(fā)射管陣列( 和紅外接收管陣列(6)的中間設(shè)置隔板(7)。所述的紅外接收管陣 列(6)，用于定位脈搏的中心和檢測中醫(yī)理論中的脈寬。所述的壓力應(yīng)變片(3)，可一次性 獲取壓力脈象信號及傳感器與橈動脈的接觸壓力值，能夠獲取比單一光電傳感器更豐富的 脈象數(shù)據(jù)。實施例2 結(jié)合圖1-圖5，本發(fā)明一種光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器，是一個 融合光電與壓力的復(fù)合型中醫(yī)脈象傳感器，分為兩大部分光電傳感單元和壓力傳感單元。 如圖1所示，本發(fā)明由屏蔽殼(1)、彈性梁O)、壓力應(yīng)變片(3)、傳感器外殼G)、紅外發(fā)射 管陣列( 和紅外接收管陣列(6)組成。光電傳感器單元是由一列紅外發(fā)射管，一列紅外 接收管和一個屏蔽殼組成，如圖2所示，左邊是9個紅外發(fā)射管排成一列( ，右邊是9個紅 外接收管排成一列(6)，紅外發(fā)射管和接收管被固定在三面密封的屏蔽殼(1)的頂部，屏蔽 殼可以把紅外發(fā)射管和接收管分開，防止紅外發(fā)射管發(fā)出的光直接照到紅外接收管上，而 是要通過反射才能被紅外接收管接收到。屏蔽殼的內(nèi)部表面不光滑，并涂成黑色，減少紅外 光在殼體上的反射干擾。光電傳感單元檢測脈象的原理如圖4所示，本發(fā)明采用特定波段 的紅外發(fā)射管和接收管，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光照射到橈動脈處的皮膚上，一部分紅外 光被皮膚反射到紅外接收管上，可以反映出橈動脈的震動信號，一部分紅外光則穿透皮膚 到達血管，可以反映血流變化情況。由于血液可以很好地吸收紅外線，當流經(jīng)橈動脈的血流 量發(fā)生變化時，反射到紅外接收管上的紅外光也會隨之發(fā)生變化，紅外接收管會把這種變 化轉(zhuǎn)換成電流的變化，最終把脈象信號轉(zhuǎn)換成了電信號。本發(fā)明的壓力傳感單元由一個彈性梁(2)和四個壓力應(yīng)變片(3)組成。如圖5所示，四個壓力應(yīng)變片組成Wheatstone橋路，Wheatestone橋是壓力傳感器中常用的電路，可 以提高檢測壓力信號的靈敏度。當本中醫(yī)脈象傳感器放在橈動脈處，橈動脈的震動由光電 傳感器的外殼傳導(dǎo)至彈性梁，導(dǎo)致彈性梁發(fā)生形變，并帶動彈性梁上的壓力應(yīng)變片發(fā)生形 變。壓力應(yīng)變片是一種敏感器件，發(fā)生微小的形變都會導(dǎo)致電阻的變化，且電阻的變化量與 應(yīng)變片的形變量是成正比的，于是在a、b端加上電壓，當應(yīng)變片發(fā)生形變時，c、d端的電壓 就會發(fā)生變化，最終把脈象信號轉(zhuǎn)換成了電信號。 本發(fā)明一種光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器，可以一次性獲取兩種不同的脈象 信號，通過光電傳感陣列可以更容易定位橈動脈的中心位置，同時還可以檢測到指尖脈搏 信號。由于光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器體積小——大小和人的手指尖相仿，可以用 三個獨立的光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器組合起來，實現(xiàn)同時檢測寸、關(guān)、尺三路脈象信號。
權(quán)利要求
1. 一種光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器，它是由封裝光電器件的屏蔽殼(1)、彈性 梁O)、壓力應(yīng)變片(3)和傳感器外殼(4)組成的，其特征在于封裝光電器件的屏蔽殼(1) 連接彈性梁0)，彈性梁( 分別連接壓力應(yīng)變片C3)和傳感器外殼G)，在封裝光電器件 的屏蔽殼(1)內(nèi)設(shè)置包括紅外發(fā)射管陣列(5)和紅外接收管陣列(6)的光電傳感陣列，紅 外發(fā)射管陣列(5)和紅外接收管陣列(6)的中間設(shè)置隔板(7)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以從橈動脈處獲取脈象的強度、趨勢、形狀、寬度、血流變化和脈搏波參數(shù)的光電與壓力融合的中醫(yī)脈象傳感器。它是由封裝光電器件的屏蔽殼、彈性梁、壓力應(yīng)變片和傳感器外殼組成的，封裝光電器件的屏蔽殼連接彈性梁，彈性梁分別連接壓力應(yīng)變片和傳感器外殼，在屏蔽殼內(nèi)設(shè)置包括紅外發(fā)射管陣列和紅外接收管陣列的光電傳感陣列，紅外發(fā)射管陣列和紅外接收管陣列的中間設(shè)置隔板。本發(fā)明以無創(chuàng)傷的方式獲取脈象數(shù)據(jù)，反映了血流變化，方便定位、提高傳感器描述能力、提高傳感器檢測效率、體積小、集成度高。
文檔編號A61B5/02GK102106725SQ20111004927
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者盧光明, 張大鵬, 申波 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)